广西华蓝岩土工程有限公司
摘要：土洞是一种典型的岩溶地质作用，对工程有着不良影响，是岩溶地区工程勘察必不可少的内容。不当的勘察手段或不专业的作业人员，会导致土洞无法探查清楚。本文探讨的土洞为空洞或半充填状态土洞，对全充填状态土洞本文不作探讨。
关键词：土洞 土洞勘察 勘察关键 勘察手段
1.前言
土洞（袁道先，1988），是指发育在可溶岩上覆土层中的空洞 。其对工程的安全稳定及施工人员的安全存在很大隐患，是工程地质中的不良地质作用。土洞的勘察多采用物探方法进行，如高密度电阻率法、浅层地震发射法和地质雷达发 。但当今的房屋建筑工程勘察，大多采用工程钻机勘察，物探采用较少，且由于部分技术人员对土洞的勘探技术要领不了解或者其他原因而没能很好的分析土洞是否存在，导致施工过程中或竣工后出现地面塌陷，对施工造成不良影响，对人民的生命财产造成威胁。因此，勘察过程中，必须掌握土洞的勘察要领和判断方法，对土洞的发育深度及大小进行明确判断。本文以广西五象新区某项目对土洞的勘察过程及结果进行探讨。
2.工程概况：
拟建场地位于南宁市五象新区广西文化产业城南片区A-01-01地块，东侧为书林路，南侧为本项目拟建二期工程，西侧为凤朝路，北侧为五象大道。
项目净用地面积约为61474㎡，总建筑面积255372㎡。其中一期拟建1号楼主要由三栋塔楼及裙楼组成，其中A座高144.7米（地上31层），B座高39.00米（地上6层），C座高51.50米（地上9层），裙楼3层，拟建场地设2层整体地下室，地上建筑面积为83858.46㎡，地下建筑面积为29976.29㎡。
工程地质概况：拟建场地位于南宁市五象大道南侧，所属地貌为溶蚀残丘谷地貌。经详细勘察揭露，钻探范围内，主要为第四系全新统人工填土（ ），第四系残积层（ ）红黏土及石炭系下统大塘阶（ ）石灰岩。
3.勘察过程分析
3.1 详细勘察
（1）详勘布孔原则：根据《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）（2009年版） 与《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72－2004） 相关规定，结合拟建场地实际情况及本工程建筑平面布置图，勘探孔间距为12～24m，主要按建筑物边线、角点、中心点以及基坑边线范围内布置勘探点，共布置勘探孔116个。
（2）详勘方法：土层采用冲击钻进，岩层采用泥浆回转钻进。
（3）详勘结论：勘察过程中各钻孔均未发现土洞存在，石灰岩中有溶洞存在。但拟建场地属岩溶地区，如采用天然地基，应在基槽开挖后进行钎探工作，以查明是否存在土洞或软弱夹层。
3.2 施工勘察
（1）详勘布孔原则：依据《广西壮族自治区岩土工程勘察规范》DBJ/T45-002-2011第11.2.11条 规定及设计要求，A座主楼桩径1500采取每桩布设3个钻孔，裙房及地下室桩径1000采取每桩布设1个钻孔。
（2）勘察方法：全程采用泥浆回转钻进勘察手段。
（3）勘察结论：勘察过程中揭露岩层中溶洞发育，同时，在58#、20#、21#桩施工勘察时，揭露有3~5m高的土洞。
由于土洞的存在，桩基施工过程出现了严重的反复的地面塌陷，经过各方多次讨论并提出处理措施，方才解决土洞成桩问题。
3.3分析结果
详勘均未揭露有土洞，而施工勘察却揭露出了3个大土洞，且20#、21#桩与详勘ZK3-23和DK1-26孔位极为相近。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为何会出现如此情况？有不少论文曾对此种情况作出论述，认为是施工因素诱导土洞迅速发展 ，此种可能性也很大，但是笔者认为，对本工程而言，勘察手段不当及勘察过程的把握不准才是导致上述情况出现的最主要因素。
分析：由上述描述，①勘察布孔原则均已根据国家规范及设计要求进行，对土洞的探明不会存在影响。②勘察方法详勘采用的是土层为冲击钻进，岩层为泥浆回转钻进；施工勘察采用的是全段泥浆回转钻进。从此两点来看，差别就在于土层的勘探手段。由此可见，勘察手段对土洞的揭露存在影响。当然，人的因素也有，在此不进行探讨。
4.土洞勘察的关键
在进行土洞勘察时，首先必须要先了解土洞的一些特性，即土洞一般为空洞或半充填状态，对钻具的钻进没有阻碍作用或者阻碍作用极小。
根据勘察手段的特性，结合工程实践，针对本工程采用的冲击钻进和泥浆回转钻进勘察手段，分析其探查土洞的关键如下：
（1）.冲击钻进：该方法是目前土层勘探方法中最普遍采用最多的钻探方法。冲击钻进方法钻进速度快，能很直观的判断土层的基本性质，但不容易判断土洞的存在。
冲击钻进探查土洞的关键：钻进过程中，重锤每次冲击起钻时，必须用量尺测量冲击回次深度，根据土层的性质，一般同种土层每次能冲击的深度基本一样，若冲击深度有突变，则应注意观察冲击管内是否有充填满土或是否有断节情况。以判断钻孔范围内是否有土洞。
判断的准确性：能够判断出土洞的存在，但由于冲击管一般有1.5m长，因此对土洞大小的判断会存在约1.5m的误差。小于1.5m的土洞（与冲击管的长度有关）可能不容易被发现。
（2）.泥浆回转钻进：该方法优点是——操作简单，钻进速比冲击钻进度更快，易于勘探土洞的位置及大小；缺点是——无法取出土芯或取出的土芯已经被扰动，无法对所遇土层状态性质等进行判断。
判断关键：回转钻进一般采用加压钻进，由于有压力作用，在遇到土洞的时候，钻具钻进会忽然急速加快甚至掉钻，此时，不加压不转动，钻杆依然可以往下掉，同时原本返水的钻孔忽然不返水。钻具掉至一定深度后，不再继续往下掉，则可以判断已到土洞底，土洞的高度也可计算得出。
判断准确性：泥浆回转钻进能够较为准确的判断土洞的高度，即便是较小的土洞也能探查。
（3）.同时，也可采用详勘结论中提到的钎探进行土洞探查。钎探一般可用人工插钎方法，也可用机器插钎法，常见的机器插钎法为轻型圆锥动力触探法。
判断关键：人工插钎方法可根据钢钎钎入土层难易程度判断，该方法判断较为直观。轻型圆锥动力触探法根据每30cm的锤击数进行判断。当锤击数突变时，即可能会存在土洞，此时需要继续往下探明突变范围。但钎探的深度较浅，对深部的土洞无法探查。
5.结语
岩溶地区勘察中，土洞的探查极为重要，土洞可导致地面塌陷，要探明其的关键在于：①勘察手段的选取；②勘察过程中的精心记录。当然勘查技术人员掌握专业的技术要领那是进行勘察工作的基本前提。本文通过工程实例，对土洞探查不明的影响因素进行一个简要分析，给工程勘察的同行们一个参考。
参考文献：
袁道先主编.岩溶学词典[M],北京:地质出版社,1988.
彭世寿.岩溶地区路基土洞勘察方法及处治措施适宜性研究[D],贵州:贵州师范大学,2007.
GB50021－2001.岩土工程勘察规范[S],北京:中国建筑工业出版社,2009.
JGJ72－2004. 高层建筑岩土工程勘察规程[S].2004
DBJ/T45-002-2011.广西壮族自治区岩土工程勘察规范[S],2011.
韦俊发,麻荣广,杨彰智,黄云峰,丁坚平.广西来宾凤凰变电站土洞塌陷形成机理及其治理[J],中国岩溶,2013(9):325~329.
论文作者:陈永福
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/17
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