岩溶地区岩土工程勘察问题及策略

岩溶地区岩土工程勘察问题及策略

摘要:岩溶地区是岩土工程勘察中经常遇到的作业条件,考虑到该地区的特点,在实际工作中需要注意一些问题,本文为了了解这些问题,展开研究工作。文章先对岩溶地区的形成基本原理进行分析,后阐述勘察中需要注意的问题。通过分析了解到,岩溶地区岩土工程勘察应当注意岩溶勘察、边坡勘察、确认地基承载力、地基变形计算、地下水、地基处理六项问题,同时针对各项问题提出了应对策略。

关键词:岩溶勘察;地基处理;地下水

岩土勘察工程往往需要面对复杂的地质条件,岩溶地区就是复杂条件中的一种,这种复杂地质条件分布在我国大部分地区,具有质地脆弱、分布面广、复杂性高的特点,因此对岩溶地区进行岩土工程勘察时,不能采用常规方法来开展工作,必须选择针对性的方法,同时,为了保障勘察结果可靠,要注意一些实际存在的问题。

1岩溶形成的基本原理

岩溶形成的基础在于天然存在的可溶性岩石,如石膏、石灰岩、白云岩等,此类岩石如果受含有碳酸钙经流水长期冲刷就会逐渐被溶蚀,结合沉积作用或其他化学作用,就会形成多种岩溶地区,较为常见的有裂隙、石芽、石沟、石林、溶洞、钟乳石等。在形成条件上有大量可溶性岩石和大量水体两种:(1)大量可溶性岩石。岩溶地区的形成既需要可溶性岩石,且岩石的数量也必须达到一定水平,否则受流水冲刷条件下的水土流失效应,并不能形成岩溶地区。在岩体分类上,大多数可溶性岩石属于碳酸盐岩、硫酸盐岩以及卤化盐岩类等,这些岩石的成分复杂,在流水侵蚀条件下,会逐渐形成岩溶地区。(2)大量水体。结合上述可见,流水水体也是形成岩溶地区的必要条件。一般情况下,如果大量可溶性岩石周边存在大量流水水体,水体就会对岩石造成溶蚀、动力侵蚀两种作用,在这两种作用下就会促成岩溶地区,同时如果流水水体来源与降雨,则代表水体可能属于二氧化硫水体,此类水体内部存在大量碳酸,冲刷条件下会不断扩张可溶性岩石地带的孔隙,使其不断扩张、增多,长期如此,就会形成溶洞、暗河等岩溶地区。

2岩溶地区勘察需要注意的问题与确认方法

2.1岩溶勘察

在勘察工作本身的作业过程当中会出现很多问题,而要解决这些问题,就必须进行实际勘察工作,通过工作得到准确结果,再采用其他方法来得出结论,由此可见,岩溶地区勘察的首要目标就是保障勘察结果的准确性,因此,工作中要注意相应问题。一般情况下,岩溶勘察主要需注意的问题有以下四项:(1)勘察方案设定。介于不同岩溶地区的特点,不能采用统一方案来开展工作,要结合地形、地貌等针对性的设定勘察方案。勘察方案设定主要需设立勘察目标与范围、找出重点、难点,评价指标,不能完全依靠详细勘察阶段的理论推导的结果,确保方案合理性与适用性。(2)重视试验工作。任何勘察手段得到的结果都是岩溶地区的局部表现,并不能代表地区整体表现,在勘察工作当中必须重视试验工作,要通过试验方法结合勘察得到的数据进行测试、计算,由此才能得到准确结果。(3)岩溶规律确认。岩溶规律是岩溶地区勘察工作中必须获取的信息,从该信息中可以初步判断地区结构、层次、各层次厚度等,而为了保障工作质量,勘察时要依照一定来制定作业流程,即面到点、先地表后地下等原则。(4)勘察手段选择。岩土勘察技术手段类型,一般分为钻探、物探、化学勘探三类,辅以钻孔电磁波CT、钻孔数字摄像等手段进行。技术手段选择应当结合岩溶地区特点、实际地质条件等来进行选择,尽可能避免技术手段与实际条件的冲突,如有必要可以选择多种技术联合使用。虽然岩土勘察工程的技术手段有很多,但不同技术手段的应用条件、适用条件都不同,且存在性能上的差异,因此,在面对岩溶地区勘察时要慎重选择技术手段,这是工作中需要注意的问题。

2.2边坡勘察

边坡勘察是岩土工程勘察工作当中的一部分,与后续工程建设有着密切关系,在工作中必须做好边坡勘察工作。通过工作结果可以对工程建设条件、地基之间的相互影响关系进行评价,评价结果将决定工程是否能够直接建设。边坡勘察中要注意的三项问题。(1)勘察目的。岩溶边坡工程的目的在于:查明勘察区域内的地下水、地质条件,判断其中是否存在安全隐患;得出边坡稳定性计算参数;评价边坡稳定性;对边坡稳定性变化曲线进行预测,且当变化曲线渐弱于标准线以下,要提出对应的加固措施与加固参数。(2)勘察内容。①地形、地貌特征以及不良地质作用,例如滑坡、泥石流等;②岩土地质实际条件,如岩土类型、成因、工程特点、覆盖层厚、基岩形态、坡度等;③岩体实际情况,如主要结构面类型、产状、延展、闭合度、充填、力学属性、组合结构、临空面、外倾结构等;④地下水实际情况,如地下水类型、水位、来源、水量、补给关系、透水情况、动态变化等;⑤岩土物理力学性质以及软弱面抗剪强度;⑥降雨时期、降雨强度、坡面植被、蓄水面积等。(3)不同边坡工程勘察要求。在大型边坡勘察当中,应当采用分段式勘察方案来开展工作,因为大型边坡勘察面积广泛,短时间内很难完成工作,因此有必要将其分成若干区段来进行勘察,最终将所有区段勘察结果整合、衔接,综合评估岩溶地区情况,同时在单个区段内需要依照制定工作流程来开展工作,如先进行初步勘察,获取实地地质信息、资料,并进行初步评估,再进行深入勘察,围绕初步勘察得到的信息、资料,分析各个信息之间的关系、影响,再次对区段进行评估,最后进行施工勘察,结合前两个步骤的勘察要求,在施工基础上提出具有安全保障、质量保障意义的建设性意见参考。

2.3确认地基承载力

介于岩土工程勘察的目的,在岩溶地区勘察中必须确认其地基承载力。岩溶地区地质条件复杂,主要组成部分为石灰岩等岩体、黏土等土体,确认其地基承载力要重视两个要求,即岩石地基承载力、土层的地基承载力,具体确认方法如下:(1)岩石地基承载力。以可溶岩作为持力层,对于后续工程建设有着重大影响,因此,勘察工程必须得出准确结果。在确认方法上,一般可以依照《建筑地基基础设计规范》当中的硬质岩石承载力进行取值,但如果岩溶地区存在大量石灰岩,则不能完全依照该规范进行取值,原因在于石灰岩的承载力取值在大多数情况下大于硬质岩石承载力取值,在这一条件下,建议勘察工作人员要进行实地作业,对可溶岩的岩溶发育状况、完整岩体顶板厚度、岩石完整程度信息进行获取,同时有必要进行取样,依照获取数值再结合《建筑地基基础设计规范》中的方法来确认最终承载力。(2)土层的地基承载力。通常针对岩溶地区黏土、粉质土等土体,可以采用原位测试试验、区域经验等方法来得到结果,但这些方法得出的结果在准确性容易出现偏差,因此在精度要求上,还应当对土体进行取样分析等方法进一步进行验证。

2.4地基变形计算

岩溶地区的岩体、土体在承载力上较弱,受外力影响容易出现变形,而变形量大小将决定该地基是否能够用于工程建设,在这一条件下岩土工程勘察有必要对其地基变形进行计算。在方法上,同样可以参考《建筑地基基础设计规范》,采用其中第5.3.5条方法即可。可是当地区中存在一定量的地下水时,则不建议直接采用这种方法来得出结果,因为该方法中没有考虑地下水对地基变形量的影响。在地下水影响下,伴随水位下降会导致内有效应力提升,连带地基的自重应力、附加应力发生变化,这些现象均会引起地基沉降量异常,代表其变形量上的变化,面对这些变化上述提到的计算方法,其压应力取值范围在100~200kPa,不满足地下水条件下的变形量计算要求,因此,针对这一条件下的岩溶地区变形量计算,要采用取样方法先得到其实际压缩模量,后进行压缩试验得到实际压力值,最终将压力值代入计算方法中进行计算即可。

2.5地下水

上述已经提到,地下水会对岩溶地区地质条件造成影响,使其变形量发生异常,因此在勘察工作当中需要对地下水因素保持重视。在建筑施工的角度上,为了保障获取信息准确,不能在施工后的第一时间开展信息获取工作,因为此时地下水位受施工扰动影响,其信息表现并不稳定,所以一般情况下要在施工后24s再进行信息获取。

3结语

本文主要对岩溶地区岩土工程勘察需要注意的几点问题进行了分析,分析首先介绍了岩溶地区的形成原理,阐述该地区的地质特征,其次在岩溶地区形成特征上,针对勘察中经常遇到的几项问题进行了分析,同时提出了相关的应对方法。通过本文分析,可以起到保障岩溶地区勘察工作质量、优化岩溶地区地质条件的作用。

参考文献:

[1]魏跃广.岩溶地基岩土工程勘察及地基处理分析[J].科技创新导报,2014(24):107.

[2]王艳党.浅谈岩土工程勘察过程中应注意的问题策略[J].西部资源,2018,No.85(3):128

作者:李金钊 赵运平 单位:江西省地质矿产勘查开发局九一六大队