勘察設(shè)計
巖溶地區(qū)勘察應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題
1、巖溶的定義及分布
具有溶蝕力的水對可溶性巖石進(jìn)行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態(tài)的總稱稱為巖溶地貌，又稱喀斯特地貌。水對可溶性巖石所進(jìn)行的作用，統(tǒng)稱為喀斯特作用，它以溶蝕作用為主，還包括流水的沖蝕、潛蝕，以及坍陷等機(jī)械侵蝕過程。
喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性巖石地區(qū)。可溶性巖石有3類：①碳酸鹽類巖石(石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等)。②硫酸鹽類巖石（石膏、硬石膏和芒硝）。③鹵鹽類巖石（鉀、鈉、鎂鹽巖石等）。總面積達(dá)51×106平方千米，占地球總面積的10％。其中較著名的區(qū)域有中國廣西、云南和貴州等省（區(qū)），因中鐵城際規(guī)劃建設(shè)有限公司的勘察業(yè)務(wù)，已開展至貴州等地，在實(shí)際的勘察工作中，巖溶發(fā)育是較常見的地質(zhì)現(xiàn)象，因此了解巖溶地區(qū)巖溶的勘察特點(diǎn)，并研究如何采用各種勘察手段和方法對巖溶發(fā)育條件及各種巖溶洞隙的位置、規(guī)模、埋深等特性是有必要的。
2、勘察工作量布置
巖溶地區(qū)勘察之前，應(yīng)充分收集擬建場地周邊的工程地質(zhì)資料，了解當(dāng)?shù)刂卫韼r溶、土洞和塌陷的經(jīng)驗。在布置工作量，下達(dá)勘察任務(wù)書的時候注意各規(guī)程規(guī)范中的要求，在巖溶地區(qū)勘察工作量布置應(yīng)注意以下幾方面的問題：
2.1 擬建建筑基礎(chǔ)型式
了解擬建建筑荷載大小，應(yīng)針對擬采用的基礎(chǔ)型式布置勘探點(diǎn)。當(dāng)條件復(fù)雜時每個獨(dú)立基礎(chǔ)均應(yīng)布置勘探點(diǎn)，當(dāng)采用一柱一樁基礎(chǔ)時應(yīng)逐柱布置勘探孔。
2.2 巖溶穩(wěn)定性的影響
《巖土工程勘察規(guī)范》中5.1.10條列舉了對二、三級建筑可不考慮巖溶穩(wěn)定性影響的5個條件。但在布置勘察工作時并不清楚下部巖溶發(fā)育情況，因此如果不滿足第1點(diǎn)，就應(yīng)該有部分或全部勘探孔鉆入基巖。
2.3 勘察工作的布置應(yīng)方法多樣化和過程動態(tài)化
由于地下巖溶的發(fā)育有隱蔽性、多樣性和空間位置變化大的特點(diǎn)，在進(jìn)行工作量布置時應(yīng)注意采用多種手段相結(jié)合的方法。多數(shù)勘察報告勘察手段比較單一。
對于埋藏較淺的覆蓋型及裸露型巖溶地基，可以適當(dāng)采用井探、槽探等方法查明淺部巖溶洞隙的形態(tài)。而對于埋藏型巖溶地基，在勘察過程中技術(shù)人員應(yīng)該及時取得巖土層信息，如果出現(xiàn)巖溶發(fā)育較嚴(yán)重的場地，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，增加巖土測試、靜探、物探等手段，進(jìn)一步查明松散裂隙及隱蔽土洞等的埋藏位置。同時勘探點(diǎn)深度也應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增減，以滿足基礎(chǔ)設(shè)計和穩(wěn)定性驗算的需要。
2.4 邊坡巖溶勘察
根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中4.2.4條，位于巖溶發(fā)育的邊坡除采用鉆探等方法，尚應(yīng)采用物探的手段查明巖溶發(fā)育狀況。
3、勘察報告編寫
巖溶地區(qū)勘察報告的編寫重點(diǎn)是對巖溶的巖土工程評價。巖溶評價可分為建筑區(qū)場地穩(wěn)定性評價與地基范圍內(nèi)個體巖溶形態(tài)評價兩部分，建筑區(qū)場地穩(wěn)定性評價即在較大范圍內(nèi)，按巖溶發(fā)育強(qiáng)度在平面上區(qū)劃出對建筑穩(wěn)定性不同影響的分區(qū)，作為場地選擇、建筑總平面布置的依據(jù)。而對地基穩(wěn)定分析所及深度內(nèi)，單個巖溶形態(tài)(主要指洞隙空間)的穩(wěn)定評價可分為定性和半定量兩種方法，當(dāng)前使用較廣的仍然是以定性的方法為主。
3.1 場地宏觀評價
在巖溶場地宏觀分區(qū)評價時，可參照巖溶的基本特征與規(guī)律，考慮下列各點(diǎn)：
1）場地上主要建筑物的位置盡量避開巖溶發(fā)育強(qiáng)烈地段。
2）從巖溶對建筑穩(wěn)定性和適宜性出發(fā)，在總平面布局上，使各類安全等級建筑物的布置與巖溶發(fā)育程度分區(qū)相適應(yīng)。
3）當(dāng)?shù)匦螚l件受限或生產(chǎn)工藝流程必須在穩(wěn)定性條件較差的地段布置建筑物時，宜使建筑長軸方向與巖溶發(fā)育帶方向垂直或斜交，以減少工程處理工作面。
4）場地地坪設(shè)計標(biāo)高的確定，有條件時宜使建筑物基底與某一水平巖溶洞隙帶之間保持一定距離，或使其能在土石方施工時被開挖揭露。
5）避開巖溶水位高又是集中流動的地帶，避免基礎(chǔ)及地下構(gòu)筑物攔堵地下水的正常流泄，尤其是場地為狹長的溝谷和近似封閉的洼地時，更要充分估計水的季節(jié)性動態(tài)變化的不良影響。
3.2 巖溶地基的定性評價
定性評價是一種經(jīng)驗的比擬方法，簡便易行，但在使用中又具有明顯的隨意性，評價結(jié)果往往是因人而異，但若能據(jù)影響穩(wěn)定評價的各項因素進(jìn)行充分地綜合分析，并能在勘察與工程實(shí)踐中不斷驗證修訂，仍可得出中肯的正確結(jié)論。因此勘察期間收集當(dāng)?shù)刂卫韼r溶、土洞和塌陷經(jīng)驗是非常有效和必要的手段。以下是從規(guī)范及資料中摘抄整理的定性評價方法，可供參考：
3.2.1 根據(jù)洞隙的各項邊界條件，參考影響洞體穩(wěn)定諸因素綜合分析，做出評價。
3.2.2 按被評價洞隙的條件，與當(dāng)?shù)叵嗤瑮l件的已有成功與失敗工程實(shí)例進(jìn)行比擬評價。
3.2.3 據(jù)已有調(diào)查實(shí)例的歸納及工程實(shí)踐的經(jīng)驗總結(jié)，巖溶洞隙穩(wěn)定性評價還可作如下考慮：
1）對于非重大或安全等級屬二、三類的建筑物，當(dāng)屬下列條件之一者，可不考慮巖溶對地基穩(wěn)定性的影響；
a 基礎(chǔ)置于微風(fēng)化硬質(zhì)巖石上，延伸雖長但寬度小(如1～2m內(nèi))的豎向溶蝕裂隙和落水洞的近旁地段；
b 基底以下的土層厚度較大，如獨(dú)立基礎(chǔ)大于3倍基寬，條基大于6倍基寬且場地不具形成土洞的條件；
c 雖基底與洞體頂板間土層厚度小于②所列，但巖溶條件符合下列條件之一時也可不考慮：
a）洞體被密實(shí)沉積物填實(shí)，且無被水沖蝕的可能；
b）洞徑或溶隙寬度較小，基礎(chǔ)底面積大于其平面投影尺寸，并有足夠支承長度；
c）微風(fēng)化硬質(zhì)巖石中，洞頂板厚度接近或大于洞跨。
2）當(dāng)遇下列情況之一時，未經(jīng)進(jìn)一步論證分析或妥善處理，不宜作為建筑物天然地基：
a 巖溶水通道堵塞或涌水，有可能造成場地暫時性淹沒；
b 高濃度酸性生產(chǎn)廢水流經(jīng)巖溶通道的地段；
c 凡以上定性評價或經(jīng)巖土工程勘察鑒定屬不穩(wěn)定或處于臨界狀態(tài)的巖溶洞隙。
當(dāng)自然或洞體條件難于直接做出評價時，其穩(wěn)定性可借助半定量的一些方法進(jìn)行評價。
4、施工勘察
巖溶發(fā)育地區(qū)勘察報告應(yīng)提出當(dāng)采用大直徑嵌巖樁時，尚應(yīng)進(jìn)行專門的樁基施工勘察。施工勘察工作量應(yīng)根據(jù)地基設(shè)計和施工要求進(jìn)行布置。勘探深度不應(yīng)小于嵌巖樁底面以下樁徑的3倍并不小于5m，當(dāng)相鄰樁底的基巖面起伏較大時應(yīng)適當(dāng)加深。在人工挖孔樁中，采用釬探是較經(jīng)濟(jì)、有效的勘探方法。
具有溶蝕力的水對可溶性巖石進(jìn)行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態(tài)的總稱稱為巖溶地貌，又稱喀斯特地貌。水對可溶性巖石所進(jìn)行的作用，統(tǒng)稱為喀斯特作用，它以溶蝕作用為主，還包括流水的沖蝕、潛蝕，以及坍陷等機(jī)械侵蝕過程。
喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性巖石地區(qū)。可溶性巖石有3類：①碳酸鹽類巖石(石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等)。②硫酸鹽類巖石（石膏、硬石膏和芒硝）。③鹵鹽類巖石（鉀、鈉、鎂鹽巖石等）。總面積達(dá)51×106平方千米，占地球總面積的10％。其中較著名的區(qū)域有中國廣西、云南和貴州等省（區(qū)），因中鐵城際規(guī)劃建設(shè)有限公司的勘察業(yè)務(wù)，已開展至貴州等地，在實(shí)際的勘察工作中，巖溶發(fā)育是較常見的地質(zhì)現(xiàn)象，因此了解巖溶地區(qū)巖溶的勘察特點(diǎn)，并研究如何采用各種勘察手段和方法對巖溶發(fā)育條件及各種巖溶洞隙的位置、規(guī)模、埋深等特性是有必要的。
2、勘察工作量布置
巖溶地區(qū)勘察之前，應(yīng)充分收集擬建場地周邊的工程地質(zhì)資料，了解當(dāng)?shù)刂卫韼r溶、土洞和塌陷的經(jīng)驗。在布置工作量，下達(dá)勘察任務(wù)書的時候注意各規(guī)程規(guī)范中的要求，在巖溶地區(qū)勘察工作量布置應(yīng)注意以下幾方面的問題：
2.1 擬建建筑基礎(chǔ)型式
了解擬建建筑荷載大小，應(yīng)針對擬采用的基礎(chǔ)型式布置勘探點(diǎn)。當(dāng)條件復(fù)雜時每個獨(dú)立基礎(chǔ)均應(yīng)布置勘探點(diǎn)，當(dāng)采用一柱一樁基礎(chǔ)時應(yīng)逐柱布置勘探孔。
2.2 巖溶穩(wěn)定性的影響
《巖土工程勘察規(guī)范》中5.1.10條列舉了對二、三級建筑可不考慮巖溶穩(wěn)定性影響的5個條件。但在布置勘察工作時并不清楚下部巖溶發(fā)育情況，因此如果不滿足第1點(diǎn)，就應(yīng)該有部分或全部勘探孔鉆入基巖。
2.3 勘察工作的布置應(yīng)方法多樣化和過程動態(tài)化
由于地下巖溶的發(fā)育有隱蔽性、多樣性和空間位置變化大的特點(diǎn)，在進(jìn)行工作量布置時應(yīng)注意采用多種手段相結(jié)合的方法。多數(shù)勘察報告勘察手段比較單一。
對于埋藏較淺的覆蓋型及裸露型巖溶地基，可以適當(dāng)采用井探、槽探等方法查明淺部巖溶洞隙的形態(tài)。而對于埋藏型巖溶地基，在勘察過程中技術(shù)人員應(yīng)該及時取得巖土層信息，如果出現(xiàn)巖溶發(fā)育較嚴(yán)重的場地，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，增加巖土測試、靜探、物探等手段，進(jìn)一步查明松散裂隙及隱蔽土洞等的埋藏位置。同時勘探點(diǎn)深度也應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增減，以滿足基礎(chǔ)設(shè)計和穩(wěn)定性驗算的需要。
2.4 邊坡巖溶勘察
根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中4.2.4條，位于巖溶發(fā)育的邊坡除采用鉆探等方法，尚應(yīng)采用物探的手段查明巖溶發(fā)育狀況。
3、勘察報告編寫
巖溶地區(qū)勘察報告的編寫重點(diǎn)是對巖溶的巖土工程評價。巖溶評價可分為建筑區(qū)場地穩(wěn)定性評價與地基范圍內(nèi)個體巖溶形態(tài)評價兩部分，建筑區(qū)場地穩(wěn)定性評價即在較大范圍內(nèi)，按巖溶發(fā)育強(qiáng)度在平面上區(qū)劃出對建筑穩(wěn)定性不同影響的分區(qū)，作為場地選擇、建筑總平面布置的依據(jù)。而對地基穩(wěn)定分析所及深度內(nèi)，單個巖溶形態(tài)(主要指洞隙空間)的穩(wěn)定評價可分為定性和半定量兩種方法，當(dāng)前使用較廣的仍然是以定性的方法為主。
3.1 場地宏觀評價
在巖溶場地宏觀分區(qū)評價時，可參照巖溶的基本特征與規(guī)律，考慮下列各點(diǎn)：
1）場地上主要建筑物的位置盡量避開巖溶發(fā)育強(qiáng)烈地段。
2）從巖溶對建筑穩(wěn)定性和適宜性出發(fā)，在總平面布局上，使各類安全等級建筑物的布置與巖溶發(fā)育程度分區(qū)相適應(yīng)。
3）當(dāng)?shù)匦螚l件受限或生產(chǎn)工藝流程必須在穩(wěn)定性條件較差的地段布置建筑物時，宜使建筑長軸方向與巖溶發(fā)育帶方向垂直或斜交，以減少工程處理工作面。
4）場地地坪設(shè)計標(biāo)高的確定，有條件時宜使建筑物基底與某一水平巖溶洞隙帶之間保持一定距離，或使其能在土石方施工時被開挖揭露。
5）避開巖溶水位高又是集中流動的地帶，避免基礎(chǔ)及地下構(gòu)筑物攔堵地下水的正常流泄，尤其是場地為狹長的溝谷和近似封閉的洼地時，更要充分估計水的季節(jié)性動態(tài)變化的不良影響。
3.2 巖溶地基的定性評價
定性評價是一種經(jīng)驗的比擬方法，簡便易行，但在使用中又具有明顯的隨意性，評價結(jié)果往往是因人而異，但若能據(jù)影響穩(wěn)定評價的各項因素進(jìn)行充分地綜合分析，并能在勘察與工程實(shí)踐中不斷驗證修訂，仍可得出中肯的正確結(jié)論。因此勘察期間收集當(dāng)?shù)刂卫韼r溶、土洞和塌陷經(jīng)驗是非常有效和必要的手段。以下是從規(guī)范及資料中摘抄整理的定性評價方法，可供參考：
3.2.1 根據(jù)洞隙的各項邊界條件，參考影響洞體穩(wěn)定諸因素綜合分析，做出評價。
3.2.2 按被評價洞隙的條件，與當(dāng)?shù)叵嗤瑮l件的已有成功與失敗工程實(shí)例進(jìn)行比擬評價。
3.2.3 據(jù)已有調(diào)查實(shí)例的歸納及工程實(shí)踐的經(jīng)驗總結(jié)，巖溶洞隙穩(wěn)定性評價還可作如下考慮：
1）對于非重大或安全等級屬二、三類的建筑物，當(dāng)屬下列條件之一者，可不考慮巖溶對地基穩(wěn)定性的影響；
a 基礎(chǔ)置于微風(fēng)化硬質(zhì)巖石上，延伸雖長但寬度小(如1～2m內(nèi))的豎向溶蝕裂隙和落水洞的近旁地段；
b 基底以下的土層厚度較大，如獨(dú)立基礎(chǔ)大于3倍基寬，條基大于6倍基寬且場地不具形成土洞的條件；
c 雖基底與洞體頂板間土層厚度小于②所列，但巖溶條件符合下列條件之一時也可不考慮：
a）洞體被密實(shí)沉積物填實(shí)，且無被水沖蝕的可能；
b）洞徑或溶隙寬度較小，基礎(chǔ)底面積大于其平面投影尺寸，并有足夠支承長度；
c）微風(fēng)化硬質(zhì)巖石中，洞頂板厚度接近或大于洞跨。
2）當(dāng)遇下列情況之一時，未經(jīng)進(jìn)一步論證分析或妥善處理，不宜作為建筑物天然地基：
a 巖溶水通道堵塞或涌水，有可能造成場地暫時性淹沒；
b 高濃度酸性生產(chǎn)廢水流經(jīng)巖溶通道的地段；
c 凡以上定性評價或經(jīng)巖土工程勘察鑒定屬不穩(wěn)定或處于臨界狀態(tài)的巖溶洞隙。
當(dāng)自然或洞體條件難于直接做出評價時，其穩(wěn)定性可借助半定量的一些方法進(jìn)行評價。
4、施工勘察
巖溶發(fā)育地區(qū)勘察報告應(yīng)提出當(dāng)采用大直徑嵌巖樁時，尚應(yīng)進(jìn)行專門的樁基施工勘察。施工勘察工作量應(yīng)根據(jù)地基設(shè)計和施工要求進(jìn)行布置。勘探深度不應(yīng)小于嵌巖樁底面以下樁徑的3倍并不小于5m，當(dāng)相鄰樁底的基巖面起伏較大時應(yīng)適當(dāng)加深。在人工挖孔樁中，采用釬探是較經(jīng)濟(jì)、有效的勘探方法。
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