摘要:我国是一个岩溶地质现象极其发育的大国,面积高达344万㎞²;岩溶地质跨越不同区域及气候类型,从华南地区的亚热带到华中及华北地区的温带、从东部湿润区延展到西部半干旱区,各类岩溶发育齐全。这就对复杂岩溶地质条件下工程勘察提出了更高的要求,需要针对岩溶勘察工作进行深入的分析,遵照规范规程去完成工程勘察,规避岩溶发育可能造成的地质灾害风险,为基础设计提供精准的岩土参数,为土方开挖和基础施工等提供指导。本文就复杂岩溶地质条件下工程勘察的注意事项和技术要点等进行分析探讨,为广大勘察从业者提供技术参考和借鉴。
关键词:复杂地质;岩溶勘察;参考借鉴
引言
岩土工程勘察是工程建设的基础,尤其是在复杂地质条件下进行的岩土工程勘察,可为基础设计提供了科学合理的岩土建议,也可指导土方开挖和基础施工,为地质灾害提供鉴定意见和预防措施,对工程建设的质量和安全起到一定的保障作用。本文主要探讨了复杂岩溶地质条件下岩土工程勘察的注意事项和技术应用。
1复杂岩溶地质条件下岩土工程勘察的重要性和必要性
依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)2009年版规定,建设工程在设计和施工之前,必须按基本建设程序进行工程勘察。即按工程建设各勘察阶段的要求,正确反映工程地质条件,查明不良地质作用和地质灾害,精心勘察、精心分析,提出资料完整、评价正确的勘察报告。尤其是复杂地质条件下,更应在搜集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形限制等基础上做好岩土勘察。如可行性研究勘察应符合选择场址方案的要求,初步勘察应符合初步设计的要求,详细勘察应符合施工图设计的要求,场地条件复杂或有特殊要求的工程勘察,宜进行施工勘察或专项勘察。当然,场地较小且无特殊要求的可合并勘察阶段。当建筑物平面布置已确定,可根据实际情况直接进行详细勘察。但复杂岩溶地质条件、设计或施工有特殊要求的工程,在详细勘察的基础上,还应进行专项勘察。这不同阶段、不同要求的岩土勘察,说明了岩土工程勘察在工程建设发挥的作用是母庸置疑的,也充分说明了岩土勘察的重要性和必要性。
2复杂岩溶地质条件下岩土工程勘察技术及其应用
2.1工程地质测绘
岩土勘察应用的工程地质测绘技术主要体现在工程测量和地质调绘两方面。通过搜集资料、现场踏勘、地形测量及地质调绘,查明场地的工程地质要素,并绘制相应的工程地质图件,如地形地物图等。复杂岩溶地质条件下的工程勘察,在野外进行地质调查时,还要深入探究场地的地貌特征、地质构造等,查明场地是否有地面塌陷或不均匀沉降以及地下水变化等。
2.2岩土工程勘探
岩土工程勘探的方法比较多,包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等,在复杂岩溶场地运用比较多的是钻探、物探和触探。即通过钻探采取岩土芯,现场初步判定岩土层名及其物理特征。在复杂岩溶场地进行地质钻探,需要根据设计要求分阶段进行工程勘察,即通过选址勘察或初步勘察判断工程场地的稳定性及建设适宜性;通过详细勘察为施工图设计提供合理的岩土层力学参数和基础选型建议,并进一步给出工程场地稳定性和建设适宜性判定;通过施工勘察,逐桩或逐柱查明场地的溶洞、溶蚀沟槽等岩溶发育现象,为基础施工尤其是桩基施工提供超前指导。
2.3原位测试试验
工程勘察中使用最广泛的原位测试主要是静力触探试验、动力触探试验、标准贯入试验和波速测试及地脉动试验,其它诸如载荷试验、十字板剪切试验、现场渗透试验、旁压试验、扁铲试验、岩体原位应力测试等根据具体情况采用。原位测试方法应根据岩土条件、设计对参数的需要和测试方法的适用性等综合确定,具体测定哪些参数要根据设计要求进行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆岩溶场地地质条件复杂多变,尤其是垄岗阶地可能上覆硬塑的老黏性土、下伏灰岩等可溶岩场地,基岩表面往往分布红黏土层,红黏土具有上硬下软、含水率大于50%、厚薄不均等特点,钻探取芯难以准确鉴别,通过履带式静力触探试验可有效的划分红黏土,并判别其均匀性、软硬程度等,进而估算地基土的承载力和压缩模量等力学性质。原位测试也可有效补充钻探取芯的不足,比如识别软弱夹层、土洞埋藏、划分填土厚度等,提高工程勘察岩土数据的准确性。
2.4室内土工试验
野外钻探按要求采取试样,其具体操作和试验要求以及采取数量应符合《土工试验方法标准》(GB/T50123)和《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266)的规定。采取的标准式样按要求及时运输到实验室,运输过程中尽量不受扰动影响。制备试样前,应对岩土样的重要性状做肉眼鉴定和简要描述。对特种试验项目,还需指定专门的试验方案,使试验条件尽可能接近实际,并应注意岩土体的非均质性、非等向性和不连续性等特性。复杂岩溶场地,室内土工试验除测定土的分类指标、物理性质指标、压缩固结性能、抗剪强度指标以及岩石的成分鉴定与单轴抗压强度外,还需重点测定红黏土的力学性质和岩块的波速特性,与相应的原位测试成果进行比较分析,以便综合判定红黏土的力学性能和灰岩等可溶岩的完整性能。
3复杂岩溶地质条件下岩土工程勘察技术优化策略
复杂岩溶场地进行岩土勘察时,应按要求进行不同阶段的勘察,并在勘察过程中加强地质调绘,进行适合的原位测试,加强对特殊性岩土的室内试验。
工程建设一般选址勘察和初步勘察并入一起进行,主要对拟建场地的稳定性和适宜性做出初步评价,并通过地质调绘工作,为选址和初步设计提供参考。
详细勘察在进一步评定场地稳定性和工程建设适宜性的基础上,还应按单体建筑物提供设计所需的岩土参数,并对地基类型、基础型式、基坑支护、抗浮设防和不良地质作用的防治等提出建议。当岩溶场地采用天然地基或复合地基时,需加强对填土及红黏土等的勘察。对填土要查明堆填年限、性质、填筑方式、均匀性及密实程度等,划分填土的类型,并评价其对工程的影响。对红黏土应增加土工试验及原位测试的数量,查明其分布范围、厚度及状态,并适当加密勘探点,工程需要时可进行地基载荷试验,确定红黏土的承载力及变形计算参数等。当可溶岩比较破碎或采取率低时,宜采用双层岩芯管钻进取芯,并进行点荷载试验。
岩溶场地工程地质与水文地质条件错综复杂,一般情况下,要进行施工勘察或岩溶专项勘察。当岩溶场地采用嵌岩桩时,应逐桩进行施工勘察;当采用天然地基或复合地基时,应逐柱进行施工勘察。施工时还应隔桩进行钻探,查明溶洞的充填程度、深沟槽的埋藏与分布、钻探失水与掉钻情况等。当可溶岩覆盖层存在砂类土时,需及时采用水泥注浆进行封孔。对不稳定场地应采用泥浆护壁或跟管钻进等护壁措施,防止因勘察及施工引发岩溶地面塌陷。岩溶场地钻探采样完毕后,所有钻探孔(包括钻孔、探井及探槽)应及时回填;对有承压水影响的基坑工程,勘探孔应采用粘土球进行分层碾压回填,对防洪控制区的钻孔应按有关规定进行回填。
结语
岩土工程勘察对工程建设的质量和安全有一定的保障作用,对于复杂岩溶场地进行工程勘察时,应加强野外地质调绘,搜集分析区域地质资料,通过不同阶段的勘察(初步勘察、详细勘察、施工勘察等)有效对比分析原位测试和室内土工试验成果,整理出复杂岩溶场地的岩溶分布特征和各岩土层的力学性质及其压缩性能指标,提供多种岩溶处理措施解决因岩溶发育等不良地质现象引起的基础施工问题(掉桩、垮孔、漏浆、大型超灌),论证复杂岩溶场地选择不同基础持力层和基础型式的可能性和合理性。
参考文献:
[1]中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范[S].GB50021-2011(2009年版).北京:中国建筑工业出版社.
[2]罗元冲.关于复杂地质条件下岩土工程勘察的应用研讨[J].世界有色金属,2017年3月.
[3]付敏.岩土工程勘察在复杂地质条件下的技术应用探讨[J].西部探矿工程,2019年第5期.
论文作者:刘海涛,孙盼
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签:岩溶论文; 岩土论文; 地质论文; 场地论文; 工程勘察论文; 条件下论文; 原位论文; 《基层建设》2019年第25期论文;