岩土工程勘察在岩溶地区的应用

黄志成

(桂林市勘察设计研究院，广西桂林 541000)

0 引言

岩土工程勘察结果是工程项目进行设计的重要依据［1］，本文通过对工程实例的分析，对岩溶地区岩土工程勘查的主要内容进行阐述及分析，对于岩溶地区常见的几种工程地质问题进行描述并作出分析评价，得出岩溶地区岩土工程勘查的主要工作内容及重点问题，以期为其他岩溶地区的勘查工作提供参考。

1 工程概况

工程拟建 H1，H2，H3 号楼，高度 38.0 m ～44.0 m，拟建 D1，D2号楼高度16.0 m～20.5 m。设计室内地面高程为151.1 m，场地北侧下设1层整体地下室，地下室室内地面设计标高为－7.0 m，场地南侧下设2层地下室，地下室室内地面设计标高为－8.4 m。

2 勘察的目的和任务

1)查明建筑场地各岩土层的成因、时代、地层结构和均匀性以及特殊性岩土的性质，查明基础下软弱和坚硬地层分布，以及各岩土层的物理力学性质。对于岩质的地基和基坑工程，应查明岩石坚硬程度、岩体完整程度、基本质量等级和风化程度。

2)查明地下水类型、埋藏条件、补给及排泄条件、腐蚀性、初见及稳定水位;提供季节变化幅度和各主要地层的渗透系数;提供基坑开挖工程应采取的地下水控制措施，当采用降水控制措施时，分析评价降水对周围环境的影响。

3)查明场地所存在的不良地质条件并分析评价。

3 勘察的方法

本次详细勘察采用综合勘察方法进行，包括:

1)现场工程地质调查，收集区域地质、构造地质、水文地质及地震等资料。

2)钻探和现场土性鉴别。

3)标准贯入、重型动力触探等原位测试。

4)采取土样、水样作室内试验。

5)钻孔波速测试等物探工作。

4 勘查结果

4.1 场地岩土层分布及评价

①层杂填土:分布于整个场地地表，层厚0.5 m～6.7 m，杂色，为黏性土夹碎砖瓦、碎石、灰渣及有机物等，硬质含量约10% ～30%，分布不均匀，堆填时间约30年，密实度不一，大多结构松散。高压缩性。不宜作为拟建建筑物的天然地基持力层，应予以清除。

②层淤泥:局部分布，位于杂填土层之下，层厚0.5 m～2.5 m。灰黑、黑色，流塑状态，饱和，主要成分为黏性土及细砂，含大量有机质，味腥臭。高压缩性。不宜作为拟建建筑物的天然地基持力层，应予以清除。

③层黏土:局部分布，位于杂填土层、淤泥层之下，黄褐色，灰黄、灰色，土质细腻，无摇振反应，切面有光泽，黏性强，干强度高，韧性高。可作为低层或多层建筑基础天然地基。

④层粉质黏土:场地大部分区域均有分布，位于杂填土、淤泥层、黏土层之下。黄褐色，含少量细粉砂颗粒、云母片，无摇振反应，切面稍光泽，干强度中等，韧性中等。可作为低层或多层建筑基础天然地基。

⑤层粉土:局部分布，位于粉质黏土层之下，层厚0.2 m～21.8 m，黄褐色，松散，稍湿～湿，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低，含较多砂粒，为砂质粉土。高压缩性。不宜作为拟建建筑物的天然地基持力层。若局部地段构成下卧软弱层，应进行地基处理。

⑥层细砂:呈不规则透镜体局部分布于卵石层之上，层厚0.3 m ～2.4 m，灰褐色，松散，湿，矿物成分以石英、长石、云母为主，含少量黏性颗粒。高压缩性。不宜作为拟建建筑物的天然地基持力层。若局部地段构成下卧软弱层，应进行地基处理。

⑦层卵石:褐、灰褐色，稍湿～湿，卵石含量50% ～70%左右，一般粒径2 cm～5 cm，亚圆形，成分砂岩、石英砂岩、硅质岩等，微风化，质硬，颗粒间充填圆砾、砂粒，分布不均匀。可作为天然地基持力层或复合地基桩端持力层。

⑧层含粉质黏土卵石:局部分布，位于黏土、粉质黏土、卵石层之下。粉质黏土呈黄褐色，卵石呈褐、黄褐色。卵石直径约2 cm～5 cm，含量约50% ～60%，卵石呈亚圆形，成分砂岩、石英砂岩、硅质岩等，中等风化。粉质黏土呈软～可塑状态，干强度低，韧性低。可作为天然地基持力层或复合地基桩端持力层。

4.2 场地地下水条件及评价

场地地下水情况如下:

1)地表水:桂林市的区域水系为漓江，漓江为本区最大河流，水量充沛，大致由北往南穿过市区中部。据资料，漓江1998年6月24日洪水水位为近年最高洪水水位，在该场地东侧漓江桥的高程为150.34 m。

2)地下水:本次勘察深度范围内的地下水为土层孔隙潜水，主要分布于卵石层中。勘察期间(2014年11月)为枯水季节，测得地下水初见水位埋深为7.17 m～8.36 m，静止水位埋深为6.13 m ～6.48 m，静止水位高程为143.69 m ～145.28 m。下部岩溶水承压性水头在混合土中。

场地地下水主要补给来源为大气降水，场地位于漓江西岸约1 000 m，地下水补给来源充沛，水量丰富，场地的砂、卵石层为强透水层，地下水向漓江排泄，水位随季节变化较大，水位年变幅为2 m～3 m。场地属地下水迳流区，地下水自西向东流向漓江。

3)抗浮设防水位:按JGJ 72—2004高层建筑岩土工程勘察规程［2］，综合场地的地面高程、地表水、地下水位及其变化幅度、补给排泄条件影响等，拟建场地地下室抗浮设防水位建议为148.3 m。

4)地下水和土对建筑材料腐蚀性评价。

表1 地下水侵蚀性分析

a.场地周边无污染源，本次勘察在场地72号、146号钻孔中取水试样做水的侵蚀性分析试验，其指标如表1所示。

本次勘察取80-1号，161-1号土试样做土的侵蚀性分析试验，其指标如表2所示。

表2 土侵蚀性分析

b.依据GB 50021—2001岩土工程勘察规范［3］中水和土的腐蚀性评价标准，场地地下水和土对混凝土结构以及钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。

5)抽水试验本次勘察选取139号钻孔进行抽水试验，根据试验结果，本场地卵石地层综合渗透系数为0.5 cm/s。本场地主要土层为卵石层，大量抽排地下水易引起卵石层中细颗粒流失导致较大范围地面塌陷等不良地质现象，故不应直接大规模抽排地下水，基坑开挖应采取截水、降水、集水明排组合的措施进行。

4.3 场地不良地质条件评价

场地不良地质现象主要是软弱土层，隐伏土洞、地表塌陷等:

1)软弱土层:场地地表分布有厚度较大的①层杂填土、②层淤泥，其土质不均匀，强度低，虽在地下室开挖深度范围内，可全部挖除，但其存在对基坑边坡稳定性不利。

场地局部区域地基持力层范围内，有厚度较大的③层黏土、⑤层粉土、⑥层细砂，其强度低，工程性质差，不能满足拟建高层建筑物的地基承载力要求，设计和施工时应注意。

2)隐伏土洞、地表塌陷:场地地貌单元为漓江Ⅰ级阶地，场地覆盖土层的塑性状态、密实程度、组成物质差异较大，均匀性差;局部区域软弱土层分布范围广，厚度大;场地具备土洞、地表塌陷的形成和发育条件。在地下水变幅较大的情况下，可能诱发场地形成地表塌陷，进而危害建筑物安全。场地南侧约500 m处的龙船坪，其土层结构与本场地相似，于1993年间因人工抽水引发多个大面积地表塌陷。

5 结论

1)岩溶强烈发育区场地有部分会具备土洞、塌陷形成发育条件。局部地段充填厚度较大的软弱土层，是场地的不稳定的因素。

2)岩溶地区地下水和土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋的微腐蚀性。应引起注意。

3)当场地处于岩溶、土洞塌陷发育区，基坑大量抽水会产生地面沉降、土洞塌陷等重大问题。应进行现场监测工作。