勘察設(shè)計
巖溶地區(qū)勘察應(yīng)注意的幾點問題
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)?？扇苄詭r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）?？偯娣e達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，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。當(dāng)條件復(fù)雜時每個獨立基礎(chǔ)均應(yīng)布置勘探點，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，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，在進行工作量布置時應(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)育較嚴重的場地，應(yīng)根據(jù)實際情況，增加巖土測試、靜探、物探等手段，進一步查明松散裂隙及隱蔽土洞等的埋藏位置。同時勘探點深度也應(yīng)根據(jù)實際情況適當(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：
1）場地上主要建筑物的位置盡量避開巖溶發(fā)育強烈地段。
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行充分地綜合分析，并能在勘察與工程實踐中不斷驗證修訂，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例進行比擬評價。
3.2.3 據(jù)已有調(diào)查實例的歸納及工程實踐的經(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）洞體被密實沉積物填實，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)計和施工要求進行布置?？碧缴疃炔粦?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、有效的勘探方法。
具有溶蝕力的水對可溶性巖石進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)?？扇苄詭r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）?？偯娣e達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，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。當(dāng)條件復(fù)雜時每個獨立基礎(chǔ)均應(yīng)布置勘探點，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，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，在進行工作量布置時應(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)育較嚴重的場地，應(yīng)根據(jù)實際情況，增加巖土測試、靜探、物探等手段，進一步查明松散裂隙及隱蔽土洞等的埋藏位置。同時勘探點深度也應(yīng)根據(jù)實際情況適當(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：
1）場地上主要建筑物的位置盡量避開巖溶發(fā)育強烈地段。
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行充分地綜合分析，并能在勘察與工程實踐中不斷驗證修訂，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例進行比擬評價。
3.2.3 據(jù)已有調(diào)查實例的歸納及工程實踐的經(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）洞體被密實沉積物填實，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)計和施工要求進行布置?？碧缴疃炔粦?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、有效的勘探方法。
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