岩溶地区基坑工程勘察的重点与难点分析
时间：2023-01-26 13:50:04 来源：天一资源网 本文已影响 人 
黄 玻
(南宁市勘测设计院集团有限公司，广西 南宁530000)
随着社会的发展，国土空间的利用越来越精细化，地下空间的开发利用越来越受关注，伴随着开发利用，基坑设计施工必不可少，岩溶地区的水文地质情况相对较复杂，进而给基坑的设计施工带来了许多难题和风险，查明岩溶地区的水文地质情况，提出合理的设计参数和支护建议，正确地指导基坑的设计与施工，是岩土工程勘察工作的重点难点。
基坑勘察的目的主要为查明场地存在岩土层种类，判断该类岩土层的依据，并提出各岩土层的相关参数、力学性质等，同时提出场地水文情况，降水措施，对开挖后形成的边坡进行稳定性分析评价，查明场地内不良地质情况，对基坑工程的设计、施工等方案提出意见等。
2.1 查明场地岩土工程特性
以南宁市五象新区某工程为例，该项目岩土层主要为素填土①、砾质黏性土②、黏土③、全风化硅质岩④、强岩溶化灰岩⑤、弱岩溶化灰岩⑥、溶洞⑦，岩土工程特性如下：
素填土①呈稍密-中密状，各向异性，压缩性中等，承载力一般，自稳性较差；
砾质黏性土②呈硬塑状态，承载力较高，厚度较大，分布稳定，自稳性较好；
黏土③呈硬塑状态，承载力较高，厚度较大，局部分布，自稳性较好；
全风化硅质岩④呈坚硬状态，为较硬岩，承载力高，自稳性一般；
强岩溶化灰岩⑤呈坚硬状态，为较硬岩，承载力高，自稳性较好；
弱岩溶化灰岩⑥呈坚硬状态，为较硬岩，承载力高，自稳性较好；
溶洞⑦主要充填物为可塑状～软塑状黏土、含砾黏土及碎石土，该充填物物理力学性质较差，自稳性较差。
2.2 水文地质情况
当地水文情况：南宁市属亚热带海洋气候，夏雨冬干，节气分明，年平均降水量1 298 mm，年蒸发量945 mm，每年雨季为5—9月。距本场地北侧约1 500 m处存在流经南宁最大的河流-邕江，是地表水和地下水的主要排泄通道。邕江历史水文情况见表1。近年最高洪峰水位为77.42 m。
表1 洪水频率、最高水位、最大流量、最大流速统计一览表Tab.1 Statistics of flood frequencies，and maximum water levels and flow rates
场地水文情况：场地内有3层地下水，即：①上层滞水；
②孔隙潜水；
③岩溶裂隙水。
勘察期间为旱季，施工期间无上层滞水，但在雨季，雨后尚可形成地下水。孔隙潜水赋存于砾质黏性土层中，岩溶裂隙水赋存于硅质岩裂隙及灰岩层的溶洞、裂隙中，地下水补给源主要来自地表积水下渗、上层滞水越流及场地外围地下水侧向径流，地下水位、水质、水量变化主要受季节气候影响，动态相对稳定；
排泄方式主要为地下水侧向径流。
勘察时应重点调查清楚各层水的稳定水位，每层水位分别隔水测量，并查明年地下水位变化的幅度。
2.3 基坑设计方案意见
基坑支护形式主要有放坡、土钉墙、围护墙深层搅拌混凝土、高压旋喷桩、SMW工法、槽钢钢板桩、地下连续墙、重力式水泥土墙、排桩等，方案的选取主要考虑工程安全性、可行性、环保性、经济性等。该工程场地周边均为市政道路，因该区域正在开发，市政路施工车辆频繁进出，基坑顶部荷载应按不利考虑。以南宁市五象新区某工程为例，基坑支护建议见表2。
表2 基坑支护建议表Tab.2 Recommended foundation pit support
2.4 参数选取
参数的合理选取是决定基坑支护设计安全与经济的前提，选取参数时应结合现场原位测试数据和土工试验数据，根据相关规范进行合理选取。当地质情况不良时，应进行折减，确保工程安全性。
2.5 基坑边坡稳定性评价
通常情况下，岩质基坑边坡应收集项目的岩体节理产状等信息，可用赤平投影法分析，结合实际情况判断该岩质边坡的稳定情况；
对土质基坑边坡可用圆弧滑动法分析，结合对应的基坑安全等级系数，评判其稳定性。进行计算时，应综合考虑现场周边环境荷载，结合现场岩土工程特性，选取有代表性的剖面进行计算。
2.6 不良地质调查
勘察时应进行地质调查，应重点调查不良地质情况，如填土、膨胀土、溶洞、土洞等。
不良地质是工程不稳定的主要因素之一，特别是水源充沛的地区，在水的作用下，不良地质容易造成基坑垮塌、坑底隆起或渗流破坏等。
3.1 岩土工程性质变化大
岩溶地区岩土工程性质变化大，主要原因为受岩溶影响，部分区域岩土体溶蚀，导致岩土体力学性质变差，受水文地质或人类生产生活影响，可能形成溶洞、土洞或者岩溶塌陷，灰岩岩面起伏变化大，勘察发现，岩溶地区的地层复杂多变，岩面落差大。
3.2 水文地质调查困难
水是影响工程安全稳定的最大因素，而目前勘察大多数水文地质调查主要方法为测量钻孔水位以及收集当地水文地质资料，很少花费精力财力进行抽水试验或压水试验等，导致大多勘察报告所出具的水文资料不精确。同时，水文环境易受大气降水、季节变化等影响，与勘察期间的实际水位有偏差，故调查时应予综合考虑。
3.3 施工过程中取芯难
岩溶地区的地质情况非常复杂，因此在进行岩溶勘察时，仅靠传统的钻探方法难以得到满意结果，特别是施工采取岩芯时，受工艺影响，如钻探过程中采用送水回转钻进，岩土体极易受到扰动，导致填土、硅质岩、强岩溶化灰岩等岩土体采取率低，现场技术员难以分辨，同时扰动岩土样品对土工试验的结果影响较大，从而影响参数的准确性。
3.4 参数的准确选取
参数的选取主要根据现场原位测试数据和土工试验数据，结合当地工程经验选取，但考虑到现场施工操作和土工试验的人为误差，岩溶地区的岩土性质变化大，可能存在较多、较大的溶洞、土洞，勘察工作通常是以点带面，无法完全探清软弱土层的情况，导致土层信息不精准，这种情况下，岩溶发育区域应适当加密钻孔的布置，同时可采用物探等方式进行辅助勘察。
岩土工程勘察是国民经济发展的重要环节，岩土工程的勘察工作对基坑支护结构设计施工的顺利开展有着至关重要的作用，特别是水文地质情况复杂的岩溶地区。该文总结了岩溶地区基坑勘察的重点难点，在实际工程勘察中应引起注意，同时应注意基坑周边环境的调查，结合工程实际提出合理的岩土参数。
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