摘?要：實證舉例鈣質(zhì)砂礫、礫巖中的溶蝕問題，敘述其造成的工程延誤情況和處理方式，分析論證該地層溶蝕產(chǎn)生的機理與條件，并最后歸納了常用的處理方法，為以后鈣質(zhì)砂礫、礫巖地層的溶蝕問題提供了一定的指導處理意見。

關(guān)鍵詞：鈣質(zhì)砂礫；空洞；溶蝕

隨著我國20多年來基礎(chǔ)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，各種工程問題越來越多，尤其是某些地質(zhì)類問題實例越來越多，所造成的經(jīng)濟影響越來越大。在高速發(fā)展的今天，我們工程建設(shè)對于工期、經(jīng)濟、質(zhì)量等方面的要求越來越高，工期要求短、經(jīng)濟要求實惠、質(zhì)量要求高標準等，而對于下伏地質(zhì)條件因素引發(fā)的工期延誤、造價提升、質(zhì)量檢測、紀檢等問題容納度越來越低，要求也越發(fā)嚴苛。本文僅對工程問題中白堊系鈣質(zhì)砂礫、礫巖的溶蝕問題進行淺析，試舉工作過程中的實例進行初步的歸納與分析。

1?鈣質(zhì)砂礫、礫巖溶蝕現(xiàn)象對工程建設(shè)的影響

1.1?鈣質(zhì)砂礫、礫巖的溶蝕現(xiàn)象（如圖1所示）

紅層（泛指中生代以來即三疊系、侏羅系、白堊系和新生代古近系）主要巖性為泥巖、粉砂巖、砂巖（未細化泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖、砂巖等巖性命名），工程建設(shè)過程中，往往忽視了紅層中白堊系鈣質(zhì)砂礫巖、礫巖的溶蝕問題，在紅色砂礫巖層中有不少石灰?guī)r礫石和碳酸鈣膠結(jié)物，碳酸鈣被水溶解后常形成一些溶溝、石芽和溶洞，或者形成薄層的鈣化沉積，甚至發(fā)育石鐘乳，沿節(jié)理交匯處還發(fā)育漏斗。

1.2?空洞、溶蝕裂隙引發(fā)的工程問題（如圖2所示）

空洞或溶蝕裂隙隨著地質(zhì)運動的抬升與下降，給工程過程造成多種建設(shè)施工問題。尤其是樁基礎(chǔ)施工過程中，鈣質(zhì)砂礫、礫巖中存在溶蝕裂隙、空洞等因溶蝕現(xiàn)象形成的不利埋藏物，從而造成樁基施工過程中的垮孔、樁基的掉落、地面形成塌陷等工程事故，進而造成工程停滯、專家論證、設(shè)計變更、工期延誤、造價提高等一系列工程問題，大大延緩了工程的進度與質(zhì)量。

2?實例1（某四星級酒店工程）

2.1?地質(zhì)構(gòu)造

2013年某市某縣某四星級酒店進行巖土工程勘察，場地本場地在區(qū)域構(gòu)造上位于萍（鄉(xiāng)）～樂（平）凹陷帶西端，袁水向斜西部北翼。

2.2?水文地質(zhì)條件

擬建場地系贛江水系袁水河西側(cè)，距袁水約2km，位于江西省蘆溪縣坪里村境內(nèi)。境內(nèi)有一水渠從場地東面自北向南流過，水位遠低于場地。擬建場地范圍內(nèi)地下水主要為孔隙潛水及裂隙水。

2.3?地質(zhì)分層

根據(jù)勘察鉆孔揭露地層巖性分布特征、成因類型、組合特征、物理、力學性質(zhì)，場地可劃分5個巖土工程分層：雜填土（Qml）、第四系沖洪積層礫砂（Qal）、第四系殘積層粉質(zhì)黏土（Qel）、強風化泥質(zhì)粉砂巖（K2n）、中風化泥質(zhì)粉砂巖夾砂礫巖（K2n）。

2.4?剪切波速測試

進行了剪切波測試工作，采用單孔測試法進行地震波速度測試，在3個勘探孔進行了測試。

測試結(jié)果：本建筑場地為Ⅱ類場地。下伏基巖為泥質(zhì)粉砂巖夾砂礫巖，中風化泥質(zhì)粉砂巖夾砂礫巖的剪切波速在610～860m/s之間，速度變化較大，風化程度不均勻，局部含泥質(zhì)成分較重。

2.5?場地地質(zhì)情況

場地水文地質(zhì)條件簡單，萍鄉(xiāng)地區(qū)地震烈度小于6度。場地穩(wěn)定性為較差、適宜性為較差。地下水對建設(shè)工程建筑材料呈微腐蝕性。抗震設(shè)防標準為標準設(shè)防。

報告中指出：場地內(nèi)下伏白堊系上統(tǒng)南雄組泥質(zhì)粉砂巖夾砂礫巖，屬弱可溶性巖類，泥質(zhì)粉砂巖與砂礫巖互層，場地南西角存在空洞，洞高5.4～6.2m，走向近東西，存在地面塌陷的可能性。

2.6?基礎(chǔ)方案

根據(jù)勘察資料，結(jié)合建筑物所處場地具體位置、結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計標高，考慮到建設(shè)工程的安全、經(jīng)濟、實效等要求：地下室基坑開挖深度4.00m，開挖后擬建場地大部出露礫砂層。擬建建筑物宜采用沖擊成孔灌注樁，以中風化泥質(zhì)粉砂夾砂礫巖巖層做基礎(chǔ)持力層；也可采用筏板基礎(chǔ)，以礫砂、粉質(zhì)黏土作為基礎(chǔ)持力層。

2.7?工況描述（如圖3所示）

勘察鉆孔間距以22.6～24m間距布置，僅1個鉆孔揭露空洞，提出進行施工勘察補勘，進一步查明空洞范圍，被甲方以工期緊任務(wù)重，予以否決。

設(shè)計依據(jù)勘察數(shù)據(jù)進行設(shè)計，但對于場地內(nèi)空洞未給予高度重視，僅按照以往經(jīng)驗進行指導設(shè)計；施工方對南西角的空洞預(yù)計不足。施工過程中，空洞區(qū)域進行機械旋挖樁施工，施工鉆探至11.5m時掉鉆至15.54m，周邊地面開始下沉，10分鐘內(nèi)下沉明顯，2小時候后地面圍繞樁基鉆孔，形成了半徑約15m的塌陷區(qū)域，最大下沉量約1.5m。

2.8?解決方案

情況發(fā)生后工程停待，甲方邀請五方責任主體進入現(xiàn)場進行分析與論證會議，現(xiàn)場會議決定：因場地地質(zhì)條件復(fù)雜，需另行召開專家專項論證會議，因此上報上級主管部門約請專家進行現(xiàn)場專家論證，于事件發(fā)生22天后召開了專家論證會，會后對現(xiàn)場地質(zhì)條件的復(fù)雜性給予肯定；并提出進行施工勘察，進一步查明空洞范圍；空洞的樁基施工參照灰?guī)r巖溶地區(qū)施工工藝進行施工，對超量的砼方量進行現(xiàn)場三方簽證并保留影響資料。

3?實例舉證2（某黨風廉政教育基地食堂）

3.1?地質(zhì)構(gòu)造

2015年某市某區(qū)黨風廉政教育基地食堂進行巖土工程勘察，本場地在區(qū)域構(gòu)造上位于萍（鄉(xiāng)）～樂（平）凹陷帶西端，第四系以下隱伏基巖為白堊系上統(tǒng)南雄組（K2n）巖層。

3.2?水文地質(zhì)條件

擬建場地系贛江水系萍水河支流白源河北西側(cè)，距白源河約1km，位于萍鄉(xiāng)市安源區(qū)流萬村境內(nèi)。場地原為低丘崗埠，地勢較高，地下水位遠低于場地。故擬建區(qū)遭受洪澇災(zāi)害的可能性小。場地范圍內(nèi)地下水主要為孔隙潛水及裂隙水，與上部孔隙水產(chǎn)生水力聯(lián)系，場地地下水位埋深較深，大部鉆孔未揭露到地下水。

3.3?地質(zhì)分層

根據(jù)勘察鉆孔揭露地層巖性分布特征、成因類型、組合特征、物理、力學性質(zhì)，場地可劃分6個巖土工程分層：雜填土（Qml）、第四系沖洪積層礫砂（Qal）、第四系殘積層粉質(zhì)黏土（Qel）、第四系殘積層角礫（Qel）、強風化泥質(zhì)粉砂巖（K2n）、中風化泥質(zhì)粉砂巖夾砂礫巖（K2n）。

3.4?場地地質(zhì)條件及周邊情況

場地內(nèi)地層種類較多，分布不均勻，且軟硬不均，厚度變化較大，但區(qū)域地質(zhì)條件較好；工程重要性為三級、場地等級二級、地基等級二級；場地水文地質(zhì)條件簡單，萍鄉(xiāng)地區(qū)地震烈度小于6度。場地穩(wěn)定性為較差、適宜性為較適宜?？辈炱陂g未發(fā)現(xiàn)埋藏的河道、溝溪、墓穴、空洞、孤石等對工程不利的埋藏物。場地內(nèi)土、地下水對建設(shè)工程建筑材料呈微腐蝕性。抗震設(shè)防標準為標準設(shè)防。

擬建場地北側(cè)緊鄰建設(shè)東路，西側(cè)緊鄰市政規(guī)劃路（建設(shè)中），南側(cè)約20m處為滬昆鐵路聯(lián)絡(luò)甲線，其余周邊為林地、荒地。

3.5?基礎(chǔ)類型

根據(jù)勘察資料，食堂采用機械旋挖樁基礎(chǔ)，以角礫、強風化、中風化泥質(zhì)粉砂巖夾砂礫巖巖層做基礎(chǔ)持力層。建議基礎(chǔ)設(shè)置在同一個地層，若采用不同的地層，則需注意不同地層的沉降均勻性。

3.6?工況描述

食堂勘察鉆孔的布置間距為12.6～24m間距，勘察報告中未發(fā)現(xiàn)存在溶蝕裂隙與空洞，場地采用機械旋挖樁進行作業(yè)，2016年3月25日進行到樁號27號樁時，樁成孔正常，無垮孔現(xiàn)象，鋼筋籠正常下放后澆筑混凝土，此時施工及監(jiān)理人員發(fā)現(xiàn)該樁孔混凝土在逐漸流失。發(fā)現(xiàn)該情況后，現(xiàn)場施工人員、監(jiān)理、甲方發(fā)表、設(shè)計人員商議后，繼續(xù)澆筑混凝土，直至澆筑混凝土超200立方米仍未澆滿后停止，場地內(nèi)樁基施工隊伍停滯，等待進一步指示。

3.7?解決方案

4月2日召開工地會議，五方責任主體到場，會議初步認定為溶蝕裂隙或者下埋管道，須待施工勘察和管線收集后進一步確認。

4月3日—11日緊急進行施工勘察，施工勘察過程中27號樁南東側(cè)3個鉆孔揭露0.8～1.3m左右混凝土塊，證實場地泥質(zhì)粉砂巖夾砂礫巖存在溶蝕裂隙。調(diào)查了周邊情況并進行了管線收集，排除了地下存在管線的可能性。

設(shè)計依據(jù)施工勘察資料，在場地內(nèi)存在溶蝕裂隙或空洞的地質(zhì)情況下，調(diào)整了施工工藝，調(diào)配了鋼護筒，在可能出現(xiàn)漏漿的樁孔配置鋼護筒，以保證樁基施工的可行性。后期僅少量樁使用了鋼護筒，確保了樁基施工的質(zhì)量與進度。

4?溶蝕機理分析

據(jù)以上實例分析，空洞發(fā)育地層均為鈣質(zhì)砂礫、礫巖中，不排除其他巖層也存在溶蝕的可能性。

4.1?含鈣質(zhì)地層

溶蝕現(xiàn)象發(fā)生在含鈣質(zhì)地層中，包括鈣質(zhì)膠結(jié)或者砂礫原巖成分為灰?guī)r的區(qū)域。只有存在碳酸鈣的地層區(qū)域才具備溶蝕的可能。

4.2?水力侵蝕

溶蝕現(xiàn)象發(fā)生地層為正處于地下水流動或曾經(jīng)處于流動水體侵蝕中，與水體曾產(chǎn)生過密切的水力聯(lián)系。場地區(qū)域均距離現(xiàn)有地表河流不遠，且均存在過沖洪積地層，說明該區(qū)域曾經(jīng)受過流水沖刷。因此，水力侵蝕是形成空洞必不可少的因素之一。

4.3?地殼運動

發(fā)現(xiàn)的砂礫、礫巖的溶蝕現(xiàn)象有很多種。其中地表侵蝕可見于丹霞地貌內(nèi)，有流水侵蝕、風侵蝕等多種形成機理，地下侵蝕常因地下水侵蝕基準面的變化形成溶蝕裂隙和空洞。不論以上那種方式形成，實例內(nèi)揭露的空洞和裂隙一定經(jīng)過了地殼的下降（該空洞位于地下水位以下）。

5?方法與措施

5.1?常用方法

（1）采用沖擊成孔灌注樁，沖擊成孔到至溶洞區(qū)域，回填片石和黏土，并使用沖錘反復(fù)沖擊，使片石和黏土充填整個溶洞，從而擠密整個溶洞，形成完整的成樁地層條件。缺點是時間長、溶洞上部地層易垮塌、溶洞若存在聯(lián)通通道不易擠密等。

（2）采用鋼護筒護壁，對大型不易垮塌的空洞。

（3）灌注水泥漿或者其他填充物的方法處理溶蝕裂隙或者小型的空洞。

5.2?規(guī)范論述方法

對較小的溶洞裂隙，可采用鑲補、嵌塞與跨越等方式處理；對較大的巖溶洞隙，可采用梁、板和拱等結(jié)構(gòu)跨越，也可采用漿砌塊石等堵塞措施以及洞底支撐或調(diào)整柱距等方法處理?？缭浇Y(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置可靠的支撐面。

結(jié)語

工程過程中遇到的地質(zhì)問題，常常是不可預(yù)估的，也常常是超出預(yù)算的復(fù)雜問題。對曾發(fā)生過的地質(zhì)問題進行歸納總結(jié)，建立應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)對預(yù)防措施，是今后每一個單位部門做大做強的基石。若以上兩個實例中，建設(shè)主體中有砂礫、礫巖溶蝕裂隙和空洞的處理經(jīng)驗，必將減少因此種地質(zhì)問題引發(fā)的工期停滯、討論研究等時間成本，同時也可減少因此產(chǎn)生的施工成本和處理成本。

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作者簡介：肖億（1984—?），男，漢族，江西萍鄉(xiāng)人，碩士，巖土高級工程師，研究方向：環(huán)境巖土工程。