摘 要:根據(jù)多年港口工程巖溶區(qū)樁基勘察經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)巖溶區(qū)溶洞、土洞發(fā)育條件、發(fā)育規(guī)律的認(rèn)識(shí),總結(jié)出港口工程巖溶區(qū)樁基勘察需注意的事項(xiàng),為類似工程勘察提供參考經(jīng)驗(yàn)。 
關(guān)鍵詞:港口工程 巖溶 樁基勘察 
  1.巖溶的定義 
  巖溶,國(guó)際上通稱為喀斯特,是指地殼中可溶巖與水相互作用而產(chǎn)生的一種物理地質(zhì)現(xiàn)象,可溶巖被不斷的流動(dòng)的地表水作用,礦物質(zhì)發(fā)生溶解,并隨水下水遷移、沉積;地表上出現(xiàn)溶溝、溶槽、孤峰、石林、天生橋、漏斗、落水井等;地下景觀為溶洞、暗河、鐘乳石、石筍、石柱等自然現(xiàn)象。 
  2.巖溶對(duì)工程的不利或危害 
  巖溶會(huì)使巖體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、強(qiáng)度降低,給工程建筑造成不利或影響,例如地面塌陷、地基不均勻沉降、庫區(qū)壩基流水、隧道開挖突水、樁基施工過程中嚴(yán)重漏漿造成質(zhì)量事故等。 
  3.巖溶的類型 
  巖溶分為裸露型巖溶、覆蓋型巖溶、埋藏型巖溶(一般屬于古巖溶)。廣東省巖溶區(qū)港口工程以覆蓋型巖溶為主。 
  4.加強(qiáng)巖溶勘察對(duì)港口工程的意義 
  我國(guó)是世界上巖溶分布最廣泛的國(guó)家之一。廣東省的工程選址絕大多數(shù)位于巖溶區(qū),其中港口工程多屬覆蓋型巖溶,水文地質(zhì)條件尤其復(fù)雜。而港口工程對(duì)巖溶的勘察在近幾年的工程實(shí)踐中不受重視,引起的設(shè)計(jì)、施工問題較多。因此,進(jìn)一步重視、加強(qiáng)巖溶的勘察,合理、有效地做好勘察工作,對(duì)工程設(shè)計(jì)、施工具有重要的指導(dǎo)意義。 
  5.港口工程巖溶區(qū)樁基勘察常遇到的問題 
  港口工程巖溶區(qū)樁基勘察經(jīng)常遇到的問題有:可溶巖持力層巖面起伏不平,高差較大;鉆孔揭示可溶巖巖體內(nèi)巖溶發(fā)育不規(guī)律,甚至是存在巨變;鉆孔施鉆后,在鉆孔周邊可能出現(xiàn)小面積塌陷,尤其是基底巖溶極發(fā)育,上覆蓋土層存在砂性土?xí)r;巖面之上往往在一定范圍內(nèi)土體多呈松散或軟塑~流塑狀,厚度變化較大,對(duì)選用摩擦樁造成影響。 
  6.對(duì)巖溶區(qū)溶洞、土洞發(fā)育的理解 
  通過多年對(duì)可溶巖區(qū)港口工程的勘察工作,溶洞、土洞發(fā)育規(guī)律一般表現(xiàn)在以下三方面: 
  1)可溶巖巖面之上發(fā)育的巖溶形態(tài):主要有溶槽、溶溝、溶蝕漏斗、溶蝕崖、溶蝕孤石等,鉆探往往揭露集中表現(xiàn)為相鄰鉆孔的巖面起伏大,甚至巨變;由于在溶蝕過程中,地下水的變化及流動(dòng),邊溶蝕邊對(duì)上部覆蓋層的改造,地下水在巖面處的積聚等往往造成巖面之上覆蓋層巖土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,呈現(xiàn)流塑―軟塑狀或松散狀。因此,往往灰?guī)r區(qū)巖面之上一定范圍之內(nèi)覆蓋層的物理力學(xué)性質(zhì)較差。 
  2)土洞的發(fā)育及地面塌陷:地下水在覆蓋層的滲透流動(dòng),灰?guī)r中的溶蝕空洞與覆蓋層發(fā)生水力聯(lián)系,則在巖面之上一定范圍內(nèi)的覆蓋層中較易形成空洞穴即土洞。因此,巖溶區(qū)往往伴隨土洞的發(fā)育,其發(fā)育程度與地下水的流動(dòng)性及覆蓋層的巖土性較密切。土洞的進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致上覆巖土層的支撐不足時(shí)則會(huì)發(fā)生地面塌陷,若巖面之上的覆蓋層為砂性土,由于其自身的穩(wěn)定性較差,粘聚力低,受人為干擾巖土體內(nèi)部的水動(dòng)力發(fā)生變化時(shí),則較易導(dǎo)致地面的塌陷。 
  3)灰?guī)r內(nèi)部的溶洞發(fā)育:灰?guī)r在其形成后地質(zhì)年代發(fā)展過程中,由于地下水位的變化,在地下水位線附近由于水動(dòng)力的反復(fù)作用,極易造成灰?guī)r的溶蝕,發(fā)展成大小不等、形狀各異的溶洞,但其表現(xiàn)為垂直發(fā)育帶往往在地下水位影響的范圍之內(nèi),呈帶狀分布,由上而下溶蝕由重變輕,因此,上部往往較下部溶洞更發(fā)育。其溶蝕通道不同、上覆土層的不同則導(dǎo)致溶洞中無充填、半充填或充填各種不同的物質(zhì),充填情況較復(fù)雜。 
  7.港口工程巖溶區(qū)的勘察的分析 
  7.1港口工程巖溶區(qū)勘察的方法和難點(diǎn) 
  勘察的方法:包括地質(zhì)測(cè)繪、地球物理勘探、工程鉆探、遙感技術(shù)、靜力觸探等。但大部分港口工程由于受客觀條件影響,勘察的使用方法受到限制。 
  港口工程巖溶區(qū)的勘察的難點(diǎn)有以下幾個(gè):一是勘察手段局限,可選勘察手段不多;二是水上勘察最主要的手段鉆探工作一般借助船舶和水上施工平臺(tái),其主要缺點(diǎn)是反力不夠、處理漏水、卡鉆等孔內(nèi)事故難度大,且在水深流急、涌浪大的場(chǎng)地施鉆,鉆孔定位存在一定的難度,采用一般的鉆探方法在孔口高程及回次深度計(jì)算環(huán)節(jié)往往誤差較大;三是地質(zhì)調(diào)繪工作往往受到忽視,加之港口工程鉆探范圍小,在缺少地調(diào)的情況下,容易造成對(duì)地質(zhì)情況的誤判。 
  7.2巖溶區(qū)地質(zhì)勘察應(yīng)重視的內(nèi)容 
  7.2.1工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪 
  工程地質(zhì)調(diào)查應(yīng)在巖土工程勘探前進(jìn)行,了解工程區(qū)域內(nèi)的地貌條件和地質(zhì)要素,并在必要時(shí)進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪。對(duì)質(zhì)條件簡(jiǎn)單的場(chǎng)地可采用工程地質(zhì)調(diào)查;對(duì)基巖出露或地質(zhì)條件復(fù)雜的場(chǎng)地應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪。 
  工程地質(zhì)調(diào)查和測(cè)繪,宜在初勘階段進(jìn)行,在施工圖設(shè)計(jì)和施工階段,可對(duì)工程地質(zhì)條件復(fù)雜地段和工程關(guān)鍵地段的專門地質(zhì)問題進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)繪。 
  通過地質(zhì)調(diào)查,基本查明場(chǎng)地的地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性及主要發(fā)育的不良地質(zhì)現(xiàn)象,為進(jìn)一步勘察提供基礎(chǔ)資料,為勘察的難點(diǎn)和重點(diǎn)提供指導(dǎo),并避免由于鉆探工藝等原因造成的巖性誤判。 
  7.2.2工程地質(zhì)鉆探 
  因港口工程多受地形的影響,勘察的方法受到局限,部分勘察手段難以實(shí)施,工程地質(zhì)鉆探為常規(guī)而有效的手段。 
  巖溶區(qū)工程地質(zhì)鉆探應(yīng)重點(diǎn)注意以下事項(xiàng): 
  1)嚴(yán)格控制施鉆坐標(biāo)和高程,由于巖溶發(fā)育的不規(guī)律性,鉆孔位置不同時(shí),溶洞發(fā)育情況往往差別非常大。因此,為了保證施鉆坐標(biāo)能準(zhǔn)確指導(dǎo)設(shè)計(jì),就必須確保施鉆位置無誤。水深流急的水域中施鉆時(shí),孔口高程應(yīng)由多次水深測(cè)量確定,并用下入水中套管的長(zhǎng)度進(jìn)校核。也可根據(jù)最新測(cè)繪的水域地形圖及水文、潮汐等情況進(jìn)行核對(duì)。在水深急流區(qū)域不宜用水砣測(cè)量水深,宜采用測(cè)深儀進(jìn)行測(cè)量。 
  2)采用技術(shù)骨干進(jìn)班組的方法,負(fù)責(zé)勘察質(zhì)量的管理,F(xiàn)場(chǎng)動(dòng)探、標(biāo)貫試驗(yàn)的試驗(yàn),由技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)把關(guān),負(fù)主要技術(shù)責(zé)任。并重點(diǎn)把握以下幾點(diǎn): 
 、俨榍迦芏错敯濉⒓暗装迓癫厣疃;查清洞內(nèi)是否有充填、充填狀態(tài)、充填物、充填物特性;充填飽滿程度(半充填、全充填,或具體到充填物堆積的精確深度)。 
 、阢@探班組應(yīng)記錄在鉆進(jìn)溶洞過程中是否有掉鉆、漏水等。 
 、蹖(duì)于充填溶洞,應(yīng)想辦法拿到充填物進(jìn)行鑒別,如采取采用下標(biāo)貫器、取土器(較常用)取芯等方法;充填物具有一定的硬度或密實(shí)度時(shí)必須進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入或動(dòng)探試驗(yàn)進(jìn)行核實(shí)。 
 、軕(yīng)正確區(qū)分充填物與灰?guī)r中的風(fēng)化夾層(其它基巖風(fēng)化土,如灰?guī)r中夾粉砂巖風(fēng)化殘積土或風(fēng)化夾層)。 
 、莸刭|(zhì)編錄應(yīng)對(duì)有溶蝕(溶孔、溶隙)的巖芯應(yīng)詳細(xì)描述。 
  ⑥正確區(qū)分溶蝕面與裂隙面,對(duì)嚴(yán)重風(fēng)化(有充填物)的裂隙應(yīng)詳細(xì)描述及確定其深度范圍。 
  ⑦遇串珠狀溶洞時(shí)要密切留意鉆進(jìn)的快慢程度,記錄突然下沉的位置(空洞的垂直分布),厚度大于50cm應(yīng)單獨(dú)分層。 
 、鄮r芯采取率應(yīng)滿足規(guī)范要求,對(duì)不易取得巖芯的部位,可采用雙層巖芯管鉆取巖芯。 
 、岷瞬榭扇軒r巖面之上3~5m土體的塑性或密實(shí)度。 
  其它輔助試驗(yàn):當(dāng)基底巖溶極發(fā)育時(shí),可進(jìn)行連通試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)等進(jìn)行一步查明巖溶的連通情況。 
  3)采用樁基礎(chǔ)時(shí),應(yīng)在樁位確定后進(jìn)行施工前鉆探。準(zhǔn)確查明樁底巖溶是否發(fā)育,為設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)提供準(zhǔn)確資料,確保鉆入足夠的持力層厚度。 
  8.結(jié)論 
  相對(duì)非可溶巖區(qū),巖溶區(qū)的勘察較為復(fù)雜,而港口工程中巖溶區(qū)的勘察更受水流、潮汐等特殊水文地質(zhì)條件影響,勘察難度相當(dāng)大;因此,應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到巖溶區(qū)勘察的難度,認(rèn)識(shí)到勘察工作不足時(shí)會(huì)產(chǎn)生不利影響,制定合理的勘察方案,采取有效的勘察手段,以確?辈熨Y料準(zhǔn)確完整。 
  參考文獻(xiàn): 
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