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贵州岩溶地区工程勘察要点研究代万品(贵州正和工程质量检测试验研究有限公司,贵州贵阳550005)
摘 要:岩溶地区因溶洞、土洞、落水洞、溶蚀洼地、溶沟、溶槽、石芽、石林等独特地形地貌,红黏土分布不均,岩土界面起伏大,土性状态随深度改变等特征,对岩土工程勘察、评价地基持力层承载力、沉降变形及稳定性等带来巨大困难和诸多制约。文章根据不同建筑物特征及岩溶地区地基持力层状况,结合本地工程经验,提出岩溶地区勘察的主要控制点。
关键词:岩溶;勘察;持力层;地基中图分类号:TU753文献标志码:A1 岩溶地区可利用概述
喀斯特在我国又称岩溶,是指可溶性岩层(石灰岩、白云岩、硫酸盐类岩石、卤化物类岩石)分布地区,岩石长期受水的淋漓、冲刷、溶蚀等地质作用而形成的一定独特的地貌景观,如溶洞、土洞、落水洞、溶蚀洼地、溶沟、溶槽、石芽、石林等。我国境内碳酸盐类岩石分布很广,约占国土面积的1/7,主要分布于广西、贵州和云南南部,贵州约73%的地表是属于岩溶地区。
近些年,随着贵州很多不为人知的岩溶景观被发现、开发和推广,贵州旅游业得到极大发展,其中著名岩溶景区有黄果树大瀑布、龙宫、织金洞、万峰林、万峰湖、云台山、格凸河、双河洞等,给当地生产、生活及居民收入都带来了巨大改变。
2 岩溶地区工程勘察现状及存在的问题
随着西部大开发的深度推进,贵州基础设施建设、易地扶贫项目、工业园区项目在广泛开展,岩溶影响对建设项目工程勘察、地基基础设和基坑边坡的设计与施工都带来巨大困难和严峻挑战,也造成很多严重事故和重大损失。
如织金县城区某大厦因勘察未查明桩基持力层内溶洞大小、分布及填充情况,导致主体结构严重倾斜,项目停工荒废至今无法投入使用,给建设单位带来重大经济损失,也造成严重不良社会影响。如罗望(罗甸-望谟)高速公路某隧道长约4.17km,最大埋深612m,隧道穿越多条断裂破碎带、滑坡、高应力区、大型溶洞、地下暗河等不良地质,给隧道的勘察、设计及施工均带来巨大困难和挑战,特别地下溶洞和暗河致使隧道支护设计及施工方案发生多次重大调整,导致本高速公路全线通车时间比预计通车时间推迟整9个月。
溶洞在给贵州旅游业带来新发展机遇的同时,也给贵州工程建设带来巨大困难和挑战。在贵州,大多数工程项目都建设于岩溶地区,岩土界面起伏大,上覆红黏土厚薄不均,土状态随深度变化大(同一勘察点常同时分布硬塑、可塑、软塑、流塑),同时受溶沟、溶槽、石芽、溶洞等影响,地基持力层的选择受到很大制约,也常因持力层选择不合理导致很多工程事故,或技术经济不合理而造成巨大浪费。鉴于岩溶地区地形、地貌及工程地质条件,岩溶地区岩土工程勘察要点应根据可选
作者简介:代万品(1982—),男,本科,工程师,研究方向:岩土工程勘察、设计,地基基础检测,岩土试验等。
文章编号:2096-2789(2019)16-0107-02
持力层情况及建(构)筑物特征综合确定。
3 不同基础类型的地基勘察要点
3.1 浅基础红黏土持力层地基勘察要点
在红黏土分布广、土层厚度变化不大的建设场地,对6层及6层以下低层建筑物及荷载较小、形体简单的构筑物,应优先考虑红黏土地基,对红黏土地基勘察应重点查明以下土质特征:
(1)查明红黏土平面分布、厚度变化及岩土界面特征,在报告平面图中标注土层分布等厚线(或等深线),通过取样试验、原位荷载试验或静力触探试验等综合取得地基承载力、变形及稳定性,评价地基不均匀变形、承载力和稳定性对基础及上部结构的影响。
(2)查明红黏土状态随深度变化,钻探施工应干作业,每栋建筑物应布置钻孔≥3个,自红黏土顶面往下应每间隔0.5m取1件土样,测定含水比变化,确定红黏土状态随深度变化,优先利用浅层坚硬状态、硬塑状态或可塑状态土层为地基持力层。
(3)查明红黏土的结构类型、灵敏度指标和裂隙发育特征,确定红黏土复浸水特征为Ⅰ类或Ⅱ类别。
(4)对条形基础,勘探点应沿轴线布置,对Ⅰ类地基勘探点间距应取12~24m,对Ⅱ类地基探点间距应取6~12m;对独立基础应一柱一孔。对厚度和状态变化段的地段,勘探点应加密布置。3.2 浅基础土岩组合地基勘察要点
针对溶沟、溶槽发育,存在石芽、石林出露,或岩面起伏大的场地,为合理利用土层作为地基持力层,减少地基不均匀沉降影响,同时降低工程造价和缩短建设工期,对建筑平面及体型简单规则的7层及7层以下砌体结构,可采用土岩组合地基,对土岩组合地基勘察应重点查明以下特征:
(1)查明岩土分布及厚度变化,红黏土状态随深度变化。(2)查明溶洞、土洞、溶沟、溶槽、石芽、石林等分布特征,岩溶发育程度及岩体风化完整性;评价溶洞、土洞、溶沟、溶槽、石芽、石林等对地基承载力、稳定性及不均匀沉降的影响。(3)对不满足地基变形及稳定性的土岩地基,应提出处理方案及地基基础设计所需岩土参数。
3.3 独立柱基或桩基岩溶地基勘察要点
对建筑体型复杂或荷载较大,红黏土不满足地基承载力、不均匀沉降或稳定性要求且处理难度大时,应采用独立柱基或桩基以岩溶为地基持力层。岩溶地基勘察
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| 工程技术与应用 | Engineering Technology and Application2019年第16期
应重点查明以下特征:
(1)查明岩溶发育程度,溶洞或裂隙的规模、分布、埋深、顶板厚度及完整性、充填物性质及充填程度,及其与岩性、地质构造、地形地貌的关系。评价岩溶对场地和地基的影响,建议合理的持力层埋深。
(2)查明岩溶水的赋存与运移条件、水位及变幅、水量与水质,预估基坑涌水量,评价施工降水对周边环境可能造成的不良影响,提出降水方案建议。
(3)查明岩溶区不良地质作用及类型,对与工程场地有关的暗河、大型溶洞、岩溶泉等应查明其分布规律、补给条件、流量流速、水质特征、排泄关系等,并提出防治处理意见。
(4)岩溶地基应采用综合物探方法查明岩溶发育的宏观分布规律。一方面,钻探孔应沿基础轴线布置,单独基础按预估基地面积A确定,A≤2.0m2时布置1个孔,A>2m2时布置2个孔;条形基础按6m~12m布置钻孔。针对岩溶强发育地段,A>2m2时,对采用机械成孔桩基应在上述钻孔基础上增加钻孔≥2个,条形基础应6m布置1个孔。遇深溶槽或串珠状溶洞,拟采用混凝土梁、板跨越时,需查明稳定支撑点。对岩溶中等发育和微发育地段在满足一柱一孔条件下,根据已揭示岩溶洞隙的孔位,结合实际增加钻孔。另一方面,控制性钻孔深度以查明地质构造、岩性展布、岩溶发育规律、溶洞空间分布等确定。一般性钻孔以查明地基持力层条件确定,钻孔深度应进入持力层3~5倍基础短边宽度或桩基地面直径,且均≥5m。
裂隙、溶沟、溶槽、石芽、石林等影响,红黏土地基持力层的承载力、沉降变形及稳定性都收到很大限制。同时,因建设单位对岩土勘察工作的重视不够,又不断减少勘察工作量及压缩勘察时间,在当前行业状态下,以红黏土地基及土岩组合地基作为地基持力层的应用偏少,绝大多数都选择独立柱基或桩基以中风化岩体为持力层。
如毕节市某中学运动场,其下为一层地下车库,因多次设计变更后,最终选择以中风化泥灰岩为桩基持力层,平均桩长达11.5m。再如荔波县某医院两层楼的传染病房,上覆杂填土约5m,其下为5m后的一般性黏土,往下为约3.5m的冲积卵石层,再往下约2m的强风化泥岩,桩基持力层为中风化泥岩,平均桩长达16m。
在中、低层建筑物中,桩基础岩石地基受到贵州勘察行业的青睐,一方面是受地形、地质、岩溶等客观因素外制约,另一方面是因建设单位对工程勘察的不重视及勘察单位“过度保守”地基基础安全思想的主观判定所导致。为确保地基基础拥有合理的安全储备,同时满足工程建设技术经济合理,工程勘察单位应在充分掌握地形、地貌、地质(及不良地质作用)、地下水情况下,再结合上部结构形式、荷载大小及分布等条件,合理推荐地基持力层地层、基础形式及基底埋深等设计所需参数。
参考文献:
[1]贵州省工程勘察设计协会.建筑工程勘察设计常见问题及
处理[M].贵阳:贵州科技出版社,1993.[2]戚莜俊.工程地质及水文地质[M].2版.北京:中国水利水
电出版社,1996.[3]DBJ52/T045-2018,贵州建筑地基基础设计规范[S].[4]DB 52/T046-2018,贵州省建筑岩土工程技术规范[S].
4 结束语
岩溶地区因岩土分布不均、界面起伏大,土层厚度变化大,红黏土状态随深度变化大,且受溶洞、土洞、
Discussion on the Key Points of Engineering Investigation in Karst Area of Guizhou
Province
Dai Wanpin
(Guizhou Zhenghe Engineering Quality Test and Research Co.Ltd.,Guiyang,Guizhou 550005)
Abstract: Karst area due to caves, Earth holes, water caves, erosion depressions, groove, solute, Stone buds, Stone forests and other unique landforms, red clay uneven distribution, rocky soil interface ups and downs, soil state with depth changes and other characteristics, It brings great difficulties and many constraints to geotechnical engineering investigation and evaluation of bearing capacity, settlement deformation and stability of foundation holding layer. According to the different building features and the condition of foundation holding layer in Karst area, combined with the local engineering experience, the main control point of Karst area survey is proposed. Key Words:karst,survey,strength layer,foundation
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