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浅谈对岩溶地区工程地质勘察方法的探讨

发布时间:2022-03-02 08:43:13 浏览数:

摘要:在工程地质的勘察过程中,岩溶地区的难度是最大的,由于岩溶发育不确定,并且隐蔽性极好,勘察起来异常困难。岩溶危害性极大,甚至可能会引发地质灾害发生。在工程进行地质勘察过程中,应该要重视对岩溶地区的情况,认真将其进行勘察。本文是结合作者多年地质勘察的经验,就面对岩溶地质之时的勘察方法进行分析。

关键词:岩溶地区 工程地质 勘察方法

可溶性岩石长期在水的溶蚀之下,所造成的地质反应,就被称之为岩溶。可溶性岩石的种类很多,较为常见的便是碳酸盐岩类、卤素类岩石,碳酸盐岩类岩石是现在分布最为广泛的可溶性岩石。在面对岩溶地质之时,如何对地质进行有效的勘察,实施到位,是当今地质勘察所遇到的难题,作者以云南普洱作为勘察点,展开岩溶地质的专业勘察。

1 岩溶地基的类型区分

岩溶处于发育中,经常会导致表面出现石芽、溶沟等,参差不齐的生长;地下溶洞会对岩体的完整进行破坏。岩溶有水产生动力,导致地质产生变化,以至地上的土体出现松动和开裂,甚至有沉陷的威胁。而这些变化,都会对地面的建筑工程、地基造成极大的侵害。

依据可溶性岩石的出露条件和稳定性,将其划分为三个类型:裸露型、覆盖型、埋藏型。

1.1 裸露型

在山谷地区,地表可溶性岩石经过长期大气降水、地表水的溶蚀、侵蚀作用,形成了裸露型岩溶,覆盖土层厚度<10m的工程场地,岩溶完全裸露—半裸露。如溶沟、石芽、溶斗等。溶沟边上的石芽,一般情况下不会超过三米高,石芽也不是随便哪里都可以生长,一般分布于山地斜坡和河谷坡地。石芽表面极其陡峭,有些溶沟可达十米以上的深度,并且能够与溶蚀所造成的溶隙相互连接。由于石芽表面波澜起伏,会造成地基滑动,甚至会造成地基沉陷、地裂缝等工程问题。

岩溶顶板上的稳定性如何,是关乎到工程地基的安全性。然而,它的稳定性和岩体结构面、岩石力学性质、溶洞规模及其分布情况等工程地质条件息息相关,甚至与溶洞现状、水质等都有密切联系。

1.2 覆盖型

覆盖型岩石上的覆盖土层在十米以上,甚至可以达到好几十米的厚度。小于三十米的被称之为浅覆盖型,大于三十米便是深覆盖型。普洱岩溶覆盖层主要是红粘土,这类覆盖型岩溶所存在的威胁就是地基(岩)土沉降不均匀及岩溶塌陷。地基的稳定性评价,需要考虑建筑荷载、(岩)土洞对建筑物的影响程度。

1.3 埋藏型

埋藏型的碳酸盐岩石上,通常情况下覆盖非可溶性岩石,大小、厚度不一,上部岩溶在满足建筑物强度之时,可以不用考虑下部岩溶情况。

2 勘察与地基稳定

对岩溶进行勘察主要是为了对场地建筑物的安全性进行判断,是否会对建筑地基的稳定造成影响,岩溶发育情况是现场工程地质勘察所需要得到的结果。岩溶形态、发育规模,岩溶密度,空间分布的规律性,以及溶洞中的填充情况,这些都是判断安全与否的重要指标。岩溶顶板是否能够承载地基所给出的强度;对岩溶的空间分布进行掌握,以及对地下水、地表水的循环规律进行分析,来对建筑场地的稳定性和适宜性进行评价,考虑各个方面因素,做出准确的判断。在岩溶的勘察工作中,需要结合实际工作的经验,才能做好场地地基稳定性评价。

2.1 了解工程场地岩石情况

在一个工程场地中,岩石多种多样,工程地质勘察中必须要对场地的所有岩石进行了解。特别是岩溶,很可能会存在各种不同的岩溶,分别分布于各个地方。所以必须要对不同岩溶的位置、大小、延伸方向、现状顶板情况等进行了解,对溶洞之中的填充、溶解情况进行准确的判断。

2.2 划分岩溶组

岩溶和整个建筑工程建设息息相关,因此,必须要掌握岩溶的发育情况,这点至关重要。岩溶的发育和周围的一切关系密切,比如岩性、厚度、结构、岩性组合以及水质等,这些都会影响到岩溶的发育。在进行勘察之时,需要对岩溶进行统计,不同的分布数量、岩溶形态,划分岩溶组。

2.3 不同地貌上的岩溶发育特征

岩溶的发育不是特定的,而是受所处地区的地质作用、地貌环境、构造发展历史、水域等的影响。在普洱这片地区判断岩溶发育情况,和其它地区的勘察大相径庭。

普洱地区多属构造剥蚀中低山,具有高原——山地岩溶地貌特征。又可细分为中低山——溶蚀洼地地貌、中低山——山谷地地貌及中低山——河谷山地地貌等岩溶组合形态构成的地貌小区。在不同的地质、水文、地理环境区域,碳酸盐岩溶蚀及侵蚀的岩溶形态也不尽相同,不同的岩溶组合形态构成不同的地貌特征。

溶蚀洼地区:多位于地下水补给区,与溶蚀漏斗、落水洞、岩溶塌陷、溶隙等密切相关,岩溶以陡立发育为主。

山(河)谷坡地区:常有河流(或暗河)以及溪流(或泉水)等分布,与溶沟、石芽、溶隙、岩石坍塌等密切相关,岩溶以水平发育为主。

3 岩溶场地勘察与方法

岩溶地区的勘察,和其他地区勘察大有不同。最大的不同之处,就在于要对岩溶的岩土结构、稳定情况、是否存在潜在威胁等进行分析,并且在不同的勘察阶段,所需要使用的勘察手段也是大不相同,根据岩溶发育状况和勘察阶段,布置相应的工作量。在勘察过程中,主要是可以分为可行性勘察、初步勘察、详细勘察、施工勘察。

可行性勘察是对溶洞发育情况、间隙等进行勘察,并对其危害和发展形式进行判断。采用综合物探、地质测绘等方式进行地质勘察,都是最为适合的。

初步勘察阶段,主要是岩溶发育规律进行探索,对岩溶的稳定性进行初步评价,判断是否是适宜建筑。岩溶及其间隙、土洞、地表塌陷情况等,按照建筑的适宜性以及场地稳定程度来进行区分。在这个阶段,较为适合采用地质测绘、综合物探、钻探等勘察方式进行,一旦发现有异常情况的地方,选择其较为有代表性的地方,进行验证,以便于核实岩溶异常。在岩溶区应该增加钻探孔数量和钻孔的深度,钻孔应穿透岩溶的发育带,才能获悉内部情况到底如何。

详细勘察之时,就必须要对建筑范围内,以及会影响到建筑安全的地段岩溶进行详细的勘察,比如:岩溶形成的间隙和土洞,都是勘察最需要注意的部位。查明土洞的形态、规模、位置、岩溶内部填充等各种情况,查明地下水的循环情况,也是在勘察的内容之中,以此对地基的稳定性进行评价。

当岩溶导水性较为均匀之时,可以选择漏斗地下水中的上游部位,提取降水漏斗的中心点,来对水文地质进行判断;如果岩溶以集中渗流的状态存在,那就选择下游部位。

物探勘察之时,应沿建筑物的轴线布置物探测线,异常地段可以采用多种物探方法进行勘察和研究,相互验证岩溶异常。如果在建筑基础邻近地段中出现大面积的物探异常点,并且有顶面荷载达到2200KN以上的独立基础,需要使用验证性的钻探孔,对其进行详细勘察。一旦发现有危及到工程稳定、安全的洞体存在,那么就必须要将钻孔加密,加强综合物探的勘察,对顶板和洞内填充物等各种各样的岩土进行力学实验。但是在进行勘探的过程中,必须要满足相关规定:

当基底的土层厚度不足,勘探孔应全部钻入基岩之中。在预定状态下勘察到溶洞的存在,这个时候应该将探孔往下再深入一些,一定不能<2m;需要对浅埋岩溶、土洞、断裂破碎带等各种信息进行探测之时,采用岩土取样试验,也可以原位勘察,布置一定量的探井,让地质信息更加准确;如果遇到的岩溶,土洞正处于发育时期,可以沿着地基的轴线密布静力触探,以便于对土洞现在的坍塌情况进行了解。

4 结语

在进行岩溶发育区工程场地的地质勘察过程中,采用多种方法综合勘察是最为适合的。不同方法的勘察结果,能够进行相互验证,能够提升勘察结果的准确性。如果是裸露型岩溶,采用工程地质测绘、物探勘察等方式进行岩溶情况的勘察。钻探是埋藏型岩溶使用效果最好的勘察方法,物探是覆盖型岩溶勘察的主要的勘察手段之一,物探能够大至查明建筑物周围是否存在不安定因素。

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