◎彭蛟龍

引言：巖溶發(fā)育地區(qū)，巖石強度的穩(wěn)定性相對較差，很難作為基礎為巖溶地區(qū)上層建筑物提供穩(wěn)定、可靠的支撐力，因此巖溶地區(qū)地質勘察工作具有重要意義，可為后續(xù)的工程項目建設提供合理、科學的依據，以保證工程質量。針對此，本文結合實際案例，探討分析巖溶地區(qū)勘察技術及注意事項。

一、巖溶地區(qū)地質類型及勘察技術要點

1.巖溶地區(qū)地質類型。由于巖溶隨時間的發(fā)育，其表面往往參差不齊、溝壑叢生，再通過地下水或者地表水的侵蝕，破壞了巖體的強度，隨著水流的動力的變化，又會使得巖體產生不同程度的凹陷、開裂。為便于地質勘察，根據巖體露出條件以及穩(wěn)定性，現(xiàn)將巖溶地區(qū)地質分為以下幾種類型：（1）裸露型，這類巖體一般被土層以及少量植被覆蓋，巖體大部分裸露覆蓋在地表上，僅有很薄的土層。同時又可以分為石芽地基和溶洞地基，石芽地基大部分分布在山谷斜坡以河流谷坡上，因此基巖面起伏較大，會造成地表建筑物地基滑動、不均勻凹陷等問題，給建筑工程造成困難。溶洞地基的穩(wěn)定性與巖溶性質、表面結構以及分布區(qū)域有關，溶洞頂板是溶洞地基安全的關鍵；（2）覆蓋型，碳酸鹽巖體之上覆蓋厚度達到十幾米到幾十米不等，規(guī)定30m 以上覆蓋層稱為深覆蓋層，30m 以下覆蓋層稱為淺覆蓋層。覆蓋層可以是各種類型的土層或是砂石層，對于保證這類地基穩(wěn)定需要考慮上部建筑物結構以及下層巖體承載力的共同作用；（3）埋藏型，巖體位置較深，在埋藏型碳酸鹽巖體之上一般會覆蓋著其他非可溶性巖體，其厚度也不盡相同，埋藏型巖體作為地基穩(wěn)定性相對較高。

2.不同巖溶發(fā)育地區(qū)特點。

（1）補給區(qū)特點。針對地下水補給區(qū)而言，巖溶地貌主要囊括了溶蝕溝槽以及石牙、巖溶峰叢等地質地貌，此外還有溶蝕落水洞等一系列的巖溶地貌環(huán)境。這些地區(qū)巖溶發(fā)育主要以垂向發(fā)育為主，并且相對密集。

（2）徑流區(qū)特點。對于徑流區(qū)而言，其巖溶發(fā)育主要以水平溶洞、暗河為主，并且分布相對集中。在局部匯水補給區(qū)域，巖溶發(fā)育主要以垂向落水洞為主，并且有溶隙發(fā)育現(xiàn)象。這些地下溶洞具有相互連通的特點。

（3）排泄區(qū)特點。在該地區(qū)，巖溶發(fā)育主要以盆地邊緣的暗河以及溶洞為主，此外還有盆地覆蓋型巖溶發(fā)育現(xiàn)象。具體勘察工作中，會發(fā)現(xiàn)規(guī)模相對較大的裸露暗河或者是溶洞現(xiàn)象，它們是地下水的集中排泄點。

二、巖溶地區(qū)地質勘察技術要點

巖溶地區(qū)的勘察目的在于勘察巖溶的發(fā)育規(guī)律，確定對巖溶上層建筑物的影響，通過勘察巖溶的規(guī)模、形態(tài)、分布區(qū)域，非可溶性巖體厚度等條件對巖溶上層建筑場地的適宜性以及建筑物地基的穩(wěn)定性作出正確評價。

巖溶地區(qū)的工程地質勘察與一般的工程地質勘察不同，最顯著的特點是查明巖溶地區(qū)巖體結構以及對其穩(wěn)定性或對地面建筑物可能造成的危害進行分析。一般來說巖溶地區(qū)工程地質勘察可以分為可行性研究勘察、初步勘察、詳細勘察等幾個步驟，根據勘察步驟的不同而選擇不同的勘察技術。

可行性研究勘察階段應該首先確定巖溶地區(qū)地質類型，查明巖溶發(fā)育基本情況，并對接下來的工程項目建筑的可行性作出判斷，根據勘察結果制定出巖溶未來形勢。

初步勘察階段應該查明巖溶發(fā)育程度和規(guī)律，同時根據巖溶洞隙發(fā)育、地表凹陷程度對該地區(qū)進行建筑適宜性分區(qū)。將采用工程地質測繪和綜合物探勘察方法進行勘察，對于物探異常地段，應用鉆探進行驗證核實，根據工程實際將鉆探孔深穿過巖溶帶，以確保勘察結果的嚴謹性。

詳細勘察階段應該查明建筑物范圍內對建筑物產生影響的各種巖溶洞隙的位置、狀態(tài)、埋深、洞內填充物狀態(tài)以及地下水或地表水動力等條件對建筑物基礎的穩(wěn)定性作出詳細勘察評價。

三、巖溶地區(qū)主要地質勘察技術

1.鉆探。鉆探技術為原位測試、土工試驗及各種地球物理勘探工作提供便利，如進行電磁波透視、井中攝像等。鉆孔布置原則：（1）鉆孔平面布置、孔深應根據勘察階段，結合物探、水文地質要求確定，滿足設計和規(guī)范要求；（2）鉆探應盡可能提高鉆孔利用率；（3）巖溶區(qū)鉆探應根據需要進行土工試驗取樣和原位測試，充分了解巖、土體及溶洞的水文地質、地質性質、變化規(guī)律等，為基坑、基礎設計和施工提供準確巖土工程參數(shù)。

2.工程物探。適用于巖溶地區(qū)的常用物探方法有電阻率法、電磁法、地震法、探地雷達等。（1）電阻率法：以高密度電阻率法最為流行，該方法一般采用陣列式溫納裝置、小極距，能快速自動采集、并調整間隔系數(shù)。巖溶地區(qū)勘察一般采用0。5～1m電極距，以準確查明小巖溶及土洞、下伏基巖面起伏、斷裂破碎帶等。（2）電磁法：目前常用瞬變電磁法。利用趨膚效應，高頻部分主要集中在地表附近，較低頻部分傳播到深處，對巖溶深度、范圍進行探測。充水溶洞一般顯示為低阻，一次場電壓振幅值衰減慢，而空洞一般顯示為高阻，一次場電壓振幅值衰減快。（3）地震法：主要包括淺層地震法、瞬態(tài)瑞雷面波法及地震映像法。淺層地震法以巖土層彈性差異為物性前提，查明巖溶地區(qū)覆蓋層厚度、灰?guī)r深度、起伏、溶洞軟弱帶、溶蝕破碎帶范圍等。瞬態(tài)瑞雷面波法利用面波頻散曲線，反演計算各巖土層面波速度?？商綔y巖、土分界面的埋深、起伏及溶洞深度、大小。在巖溶地區(qū)界面起伏較大的情況下，不適用反射波或面波法，更適合地震映像法。（4）探地雷達：用高頻無線電波確定巖土層及溶洞分布規(guī)律，頻率范圍一般為10～109Hz，可探測巖土分界面及地下洞穴等。但該方法不適用于覆蓋層太厚的巖溶發(fā)育地區(qū)。

四、巖溶地區(qū)地質勘察技術應用分析

從事工程建設或施工活動都是帶著必要的目的進行的，本次針對場地進行的勘察工程施工也不例外，主要就是查明場地的地下地質情況，為后續(xù)的建設工程施工做準備，并對后續(xù)可能的工程建設的基礎部分提出相關的方案及措施。

1.工程概況。在我國西南地區(qū)，石灰?guī)r分布較為廣泛，在特定的地層結構以及經過地下水或地表水的長期作用，很容易形成巖溶現(xiàn)象。某建筑工程占地約8.5 萬m2，建筑類型多為高層住宅和小高層住宅和部分別墅住宅，場內地質條件較為復雜。

2.工程地質條件。該地區(qū)屬于沉積地貌，為淤泥和潛水區(qū)段，為滿足施工建設條件，該地區(qū)經過回填后規(guī)劃為本項目用地。因此，該地區(qū)上表面覆蓋著較厚的新近填土和原本沉積的淤泥類土層，這兩者對于建筑用地來說都屬于不良基礎。由于地質條件的不利，土層的分布不均，故本項目只能選擇深基礎。通過可行性研究勘察揭露，該地區(qū)具有巖溶現(xiàn)象，對于深基礎的建立可能會造成不良影響。

3.勘察工作。本項目建筑規(guī)模較為龐大，且建筑類型多種多樣，加之地質條件復雜，存在巖溶發(fā)育現(xiàn)象，要求勘察工作：（1）詳細查明該地區(qū)地形結構；（2）準確判斷巖溶發(fā)育分布、規(guī)模以及影響范圍，對于巖溶現(xiàn)象對后續(xù)施工建設可能造成的危害作出科學評價。本次勘察工作分為初步勘察和詳細勘察兩個階段進行。

初步勘察工作采用工程地質測繪和綜合物探勘察方法進行勘察并用使網格狀布設，首先考慮到該地區(qū)具有填土層和淤泥的存在，在部分勘探孔檢測到巖溶洞隙后，這時勘察工作變得復雜起來，首要目的是查明巖溶發(fā)育分布、規(guī)模以及影響范圍。（1）所有勘察孔深度大幅度增加，以查明巖溶位置，確定巖溶分界；（2）同時對每一個勘探孔進行對比，以掌握基礎層基本結構，確定下一階段重點勘察層位置。

詳細勘察根據初步勘察的結果基礎上有針對性的進行勘察，揭露巖溶依然以鉆探孔檢測為主。要求：（1）全面增加鉆探孔深度；（2）對于每一個勘探層采用多種方法測定，要求測定結果具備代表性；（3）勘探過程中注意巖溶洞隙上方土層，查明巖溶不穩(wěn)定地段；（4）對于巖芯和鉆進情況做好記錄和鑒別，便于控制和分析。

本次初勘和詳勘工作共計完成鉆探孔250 個，近4000m 鉆探工作量，通過細致的勘察工作，對于該地區(qū)巖溶發(fā)育分布、規(guī)模以及影響范圍有了一定掌握。

五、加強巖溶地區(qū)地質勘察工程質量措施

1. 制定正確的勘察方案。在各勘察階段，應制定適用于巖溶地區(qū)高層建筑的勘察方案，重點做好鉆孔平面布置、孔深、取樣、原位測試、室內土工試驗項目選取的布置和安排。為盡可能掌握巖溶地區(qū)高層建筑地層結構變化，勘察點間距要小，一般為15～35m。勘察點深度要盡可能深，以查明基礎壓縮層。

2.嚴控勘察內外業(yè)質量。（1）嚴控測量放樣。①控制點復核：放樣前，應安排不同的測量人員復核控制點。②坐標復核：每次鉆孔測量放樣前，應確保平面圖確認無誤后方可將相關設計圖與地形圖進行整合，以提取鉆孔坐標和放樣。各階段應認真核對各類測量文件的鉆孔編號與坐標X、Y 值，做好相關記錄。（2）嚴控鉆探與原位測試。①鉆孔位置有效性復核：對于樁基施工勘察的“一樁一孔”，鉆孔密度高、數(shù)量大，鉆孔定位標識經常發(fā)生移動或丟失，鉆探期間技術人員應根據圖紙、RTK 或手機奧維地圖等動態(tài)地圖，在現(xiàn)場進行孔位復核，并簽字確認。②孔口高程有效性復核：仔細區(qū)分高程系統(tǒng)為“1985 國家高程基準”還是地方坐標系。對各原因導致同一鉆孔多次測量定位，尤其在施工勘察階段，鉆探前，須仔細復核孔口高程。③取樣、原位測試與編錄：根據現(xiàn)場鉆探揭露地質情況，進行編錄后形成統(tǒng)一標準，應“隨鉆隨記”。應盡可能采取溶洞充填物樣品。嚴格控制標準貫入試驗及圓錐動力觸探試驗的質量，杜絕鉆機作業(yè)人員造假行為。④鉆孔深度：現(xiàn)場技術人員要嚴格按照勘察大綱要求進行收孔。⑤擺樣及留取數(shù)字影像：要求鉆機作業(yè)人員采用標準巖芯盒及時擺樣，提高擺樣質量；應用紙條注明巖土樣的進尺段，宜以5m 為周期，標注溶洞起始深度，并拍照留底。⑥合理安排原位測試，為基礎設計、基坑支護及施工提供準確巖土工程參數(shù)。（3）嚴控土工試驗及報告編寫。①土工試驗：對于詳勘，土工試驗與常規(guī)項目要求一致，但應盡可能采取溶洞充填物樣品，測定相關土工參數(shù)。②報告編寫：技術負責人應嚴格做好數(shù)據錄入，重點做好單孔、標貫、取樣、分層數(shù)據。詳勘階段，應著重反映基坑范圍內巖土層工程性質和溶洞發(fā)育。對于施工勘察階段，則應重點關注“一樁一孔”位置的準確性和持力層深度、高程。

結束語：巖溶地區(qū)的巖土工程勘察工作一直以來都是一項重點、難點工作，雖然現(xiàn)在有較多對巖溶發(fā)育特殊地區(qū)的勘察技術手段及避讓或處理工程措施，但是也正因為巖溶發(fā)育的不規(guī)律性，迫使在今后的勘察實踐過程中繼續(xù)對此種特殊地質條件的勘察工作進行更加深入的研究。