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      巖溶地區(qū)工程勘察方法淺析

      2015-01-28 15:09黃沼軍辛培毅
      中華建設科技 2014年12期
      關鍵詞:工程地質巖溶發(fā)育

      黃沼軍+辛培毅

      【摘 要】在工程地質勘察過程中,巖溶地區(qū)由于其發(fā)育情況不確定,并且隱蔽性強,勘察難度大。巖溶區(qū)潛在安全隱患較大,嚴重的甚至可能會發(fā)生巖溶地面塌陷,損毀房屋、威脅人身財產(chǎn)安全。在巖溶區(qū)進行工程地質勘察工作中。目前常見的勘察方法:以鉆探方法為主,輔以調繪、物探等手段,查明基巖起伏情況、巖溶發(fā)育規(guī)律等。

      【關鍵詞】巖溶;工程勘察

      1. 引言

      巖溶地貌又稱為喀斯特地貌,是指可溶性巖層在水的影響下發(fā)生溶蝕,從而產(chǎn)生各種地質形態(tài)的總稱。巖溶按照其巖石中的成分可以劃分為硫酸鹽類、碳酸鹽類等。隨著工程建設事業(yè)的大量開展,施工人員對巖溶的生成環(huán)境、影響因素、類別、巖溶的地質地貌等方面進行全面的分析研究,并取得了較好的成效,在工程地質勘察工作中廣泛應用。隨著工業(yè)化與城鎮(zhèn)化建設的不斷加快,人口壓力增大,土地資源有限,許多重要工程、高層建筑不得不興建于巖溶區(qū)。

      2. 巖溶地基的類型區(qū)分

      巖溶處于發(fā)育中,經(jīng)常會導致表面出現(xiàn)石芽、溶溝等,參差不齊的生長。巖溶區(qū)的動力水為主要誘發(fā)因素,導致基巖面起伏,或是破壞了巖體的整體完整性,溶蝕發(fā)展到一定程度,可能會導致冒頂塌陷,引發(fā)地面塌陷,威脅人身財產(chǎn)安全。而這些變化,都會對地面的建筑工程、地基造成極大的侵害。依據(jù)可溶性巖石的出露條件和穩(wěn)定性,將其劃分為三個類型:裸露型、覆蓋型、埋藏型。

      2.1 裸露型。

      在山谷地區(qū),地表可溶性巖石經(jīng)過長期大氣降水、地表水的溶蝕、侵蝕作用,形成了裸露型巖溶,覆蓋土層厚度<10m 的工程場地,巖溶完全裸露或半裸露。如溶溝、石芽、溶斗等。溶溝邊上的石芽一般分布于山地斜坡和河谷坡地。石芽表面極其陡峭,有些溶溝可達十米以上的深度,并且能夠與溶蝕所造成的溶隙相互連接。由于石芽表面波瀾起伏,會造成地基滑動,甚至會誘發(fā)地基沉陷、地裂縫等工程問題。巖溶頂板上的穩(wěn)定性如何,關乎到工程地基的安全性。然而,它的穩(wěn)定性和巖體結構面、巖石力學性質、溶洞規(guī)模及其分布情況等工程地質條件息息相關,甚至與溶洞現(xiàn)狀、水質等都有密切聯(lián)系。

      2.2 覆蓋型。

      覆蓋型巖溶上的覆蓋土層在十米以上,甚至可以達到幾十米的厚度。小于三十米的被稱之為淺覆蓋型,大于三十米便是深覆蓋型。巖溶覆蓋層主要是第四系土層,這類覆蓋型巖溶所存在的威脅就是地基(巖)土沉降不均勻及巖溶塌陷。地基的穩(wěn)定性評價,需要考慮建筑荷載、巖(土)洞對建筑物的影響程度。

      2.3 埋藏型。

      埋藏型的碳酸鹽巖溶上,通常情況下覆蓋非可溶性巖石,大小、厚度不一,上部巖層在滿足建筑物強度之時,可以不用考慮下部巖溶情況。

      3. 巖溶地區(qū)的工程勘察技術

      目前在巖溶地區(qū)的工程勘察中除了傳統(tǒng)的鉆探方法外,在國內外采用較為普遍的方法還有:工程測繪與調查、地球物理勘探方法、遙感技術、工程地質原位測試技術、示蹤試驗、模型試驗等。

      3.1 工程測繪與調查法。

      就是對巖溶地區(qū)的地貌、地質、巖體的性質等進行調查和測繪,從宏觀的角度來對巖溶的分布情況和性質進行研究,并根據(jù)調查所獲取的資料進行進一步的地質勘查,這種方法使用較為簡單,能夠為實際的巖溶地區(qū)的工程建設提供基礎性資料。

      3.2 地球物理勘探方法。

      這種方法一般應用在巖層較為復雜的巖溶中,近來隨著科學技術的發(fā)展,雷達探測、CT技術等這些方法在巖溶地區(qū)的工程地質勘察中使用較為普遍,特別是在定位巖溶位置、洞穴坍塌等情況下,起到了很好的作用。運用監(jiān)測地面下沉、建筑物開裂等方法來對洞穴坍塌進行監(jiān)控,起到的效果不是特別的明顯,而這時候使用雷達技術來直接對巖溶系統(tǒng)中的水動態(tài)壓力進行監(jiān)測,應用智能化的監(jiān)控法來提高監(jiān)測坍塌的效果。在對大區(qū)域內的巖溶發(fā)育情況及較深層次巖溶發(fā)育情況進行研究,這是地球物理勘探最有效的方法,但是在實際的勘探過程中,勘察結果往往會受到場地的干擾,施工人員技術水平等因素的影響。

      3.3 遙感技術。

      紅外線感應、衛(wèi)星遙感、航空遙感等在我國地質勘探活動中的廣泛應用。效率高、適合對大區(qū)域巖溶地質調查,對勘察巖溶的地貌特征、地質結構等都方面都取得了很好的效果,這種方法一般都應用于大型工程位置選址勘察,而在一般的建筑工作中使用較少。

      3.4 工程地質原位測試技術。

      原位測試一般是用動力觸探試驗、標準貫入試驗等對溶洞中的填充物、巖溶塌陷堆積物的地質特征及地基的承載力等進行測定,這種方法在巖溶地區(qū)的工程勘察中已經(jīng)擁有了較為成熟的經(jīng)驗,該方法施工簡單、成本費用較低。

      3.5 示蹤試驗方法。

      在巖溶地區(qū)的工程地質勘察中使用示蹤劑,對巖溶地下水的聯(lián)通實驗進行測定,并對巖溶的發(fā)育情況和溶洞之間的相互連續(xù)性及其分布情況進行檢測,該方法使用較為簡單,研究結果方便可靠,但這種方法只能夠應用在有水的溶洞區(qū)域內。

      3.6 模型試驗。

      在工程地質勘察中采用有關的模型裝置,對土層、地質情況進行模擬,如模擬巖溶地區(qū)的工程中巖溶地基的塌陷過程進行研究。

      4. 勘察與地基穩(wěn)定

      對巖溶進行勘察主要是為了對場地建筑物的安全性進行判斷,是否會對建筑地基的穩(wěn)定造成影響,巖溶發(fā)育情況是現(xiàn)場工程地質勘察所需要得到的結果。巖溶形態(tài)發(fā)育規(guī)模、巖溶密度、空間分布的規(guī)律性以及溶洞中的填充情況,這些都是判斷安全與否的重要指標。巖溶頂板能否承載地基設計所要求的強度;對巖溶的空間分布進行掌握,以及對地下水、地表水的循環(huán)規(guī)律進行分析,來對建筑場地的總體穩(wěn)定性和適宜性進行評價,考慮各個方面因素,做出準確的判斷。在巖溶勘察工作中,需要結合實際工作的需要和現(xiàn)場條件,才能做好場地地基穩(wěn)定性評價工作。

      5. 結束語

      在進行巖溶發(fā)育區(qū)工程場地的地質勘察過程中,采用多種方法綜合勘察是最為適合的。不同方法的勘察結果,能夠進行相互驗證,能夠提升勘察結果的準確性。如果是裸露型巖溶,采用工程地質測繪、地球物理勘察等方式進行巖溶發(fā)育情況的勘察。鉆探是埋藏型巖溶使用效果最好的勘察方法,物探是覆蓋型巖溶勘察的主要的勘察手段之一,地球物理勘探方法能夠大致查明建筑物周圍是否存在不安定因素,物探結果一般需使用鉆探手段進行驗證。

      參考文獻

      [1] 韓小林.巖溶地區(qū)巖土工程問題綜述[J].山西建筑.2009(16):102~103.

      [2] 石東虹;段輝云.深度探討巖溶地區(qū)工程地質勘察的合理方法[J].科技資訊.2010(04):67~68.

      [3] 吳偉斌.結合巖溶地質危害分析其勘察方法[J].建材與裝飾(下旬刊).2008(03):167~168.

      [文章編號]1619-2737(2014)12-03-894

      [作者簡介] 黃沼軍(1987.2-),男,學歷:大學本科,職稱:助理工程師,從事水文地質及工程地質勘察技術工作。endprint

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