岩溶地区岩土工程勘察中需要注意的问题及应对策略

岩溶地区岩土工程勘察中需要注意的问题及应对策略

张雪

  江苏省地质工程勘察院

摘要：岩溶地区岩土工程勘察面临诸多挑战。本文以岩溶地区岩土工程勘察为研究对象，深入分析岩溶发育规律、地下水影响、边坡稳定性和地基承载力等关键问题，提出了地质测绘、地球物理勘探、水位监测、防渗处理、稳定性分析、加固措施、承载力测试和设计优化等系统性应对策略，旨在提高岩溶地区岩土工程勘察的准确性和可靠性，为工程设计和施工提供坚实基础。

关键词：岩溶地区；岩土工程勘察；地下水；边坡稳定性；地基承载力

引言：岩溶地区复杂的地质条件给岩土工程勘察带来了巨大挑战。岩溶发育的不均一性和垂向分带性增加了勘察难度，地下水的动态变化对工程稳定性产生显著影响。边坡失稳和地基承载力不足是岩溶地区常见的工程地质问题。为确保工程安全，急需深入研究岩溶地区岩土工程勘察的特殊性，并制定相应的应对策略。本文旨在分析岩溶地区岩土工程勘察中的关键问题，并提出系统性的解决方案，为岩溶地区工程建设提供技术支撑。

1 岩溶地区岩土工程勘察中需要注意的问题

第一，岩溶发育规律的不均一性、垂向分带性及与构造的关系是勘察的重点。岩溶地区基岩面起伏大，发育具有强烈的不均一，这增加了勘察难度。不同深度的岩溶发育程度存在着明显差异，需要重点关注各分带的特征。构造对岩溶洞穴的分布、形态和规模有重要影响，勘察时应充分考虑。第二，地下水的影响是另一个重要方面。地下水位变化会影响边坡稳定性、岩土体性质和地基承载力。水位变化时需要进行边坡稳定性分析，关注岩土体可能出现的软化、崩解等物理力学性质变化，并评估对地基承载力的影响。第三，边坡稳定性勘察需明确目的，包括查明地下水和地质条件，判断安全隐患，获取稳定性计算参数，评价边坡稳定性并提出加固措施。勘察要求包括关注地形地貌特征、岩土地质实际条件、岩体和地下水实际情况以及岩土物理力学性质。第四，地基承载力问题需要区分岩石地基和土层地基。岩石地基承载力受岩溶发育状况、完整岩体顶板厚度、岩石完整程度等因素影响，需结合实际情况取值。土层地基承载力则需采用原位测试试验、区域经验等方法，并结合取样分析进行验证。这些问题的深入研究对于确保岩溶地区岩土工程勘察的准确性和工程安全至关重要。

2 岩溶地区岩土工程勘察的应对策略

2.1岩溶发育规律的应对策略

地质测绘法是基础性工作，通过野外地质调查和填图，详细研究岩溶地区的地形、地貌、地层岩性、地质构造及水文地质条件，为后续勘察提供重要基础资料。地球物理勘探法在详细勘察阶段发挥重要作用，利用物探仪器测量岩体的物理性质差异，推断地下岩溶洞穴的分布、规模和形态，为钻探工作提供指导。钻探法是揭示岩溶洞穴具体情况的关键手段，可直接了解岩溶洞穴的规模、形态、填充情况和地下水活动情况[1]。钻探工作需要根据地质测绘和物探成果合理布置钻孔位置和深度，以提高勘察效率和准确性。坑探法则通过挖掘坑道直接揭露地质体，适用于详细勘察和重点地段勘察阶段，能够直观观察和研究岩溶发育情况，获取最直接的地质信息。这些方法相互补充，形成一个系统的岩溶地区岩土工程勘察体系。在实际勘察过程中，应根据工程特点、勘察阶段和现场条件，灵活选择和组合使用这些方法。通过综合运用多种勘察手段，可以全面、准确地掌握岩溶发育规律，为工程设计和施工提供可靠的地质依据，有效降低岩溶地区工程风险。

2.2地下水影响的应对策略

建立地下水位监测系统是关键措施之一，通过实时监测掌握水位变化情况，为边坡稳定性和地基承载力分析提供准确依据。监测系统可包括自动化水位计、压力传感器等设备，实现数据的连续采集和远程传输。针对存在渗漏风险的工程部位，防渗处理是有效的应对策略。灌浆帷幕技术可在地下形成连续的防渗屏障，有效控制地下水渗流。高压喷射注浆则能够在软弱地层中形成高强度、低渗透性的固结体，提高工程稳定性。这些防渗措施的选择需要根据具体工程地质条件和施工可行性进行综合评估。排水措施是控制地下水影响的另一重要策略。设置合理的排水系统可以有效降低地下水位，减少其对工程稳定性的影响[2]。排水系统的设计需要考虑地形条件、岩溶发育特征和工程需求，可包括明沟、暗管、集水井等多种形式。在排水过程中，还需注意监测周边环境，避免因过度排水导致地面沉降等次生灾害。这些应对策略的实施需要基于详细的水文地质调查和分析，并在工程全生命周期内持续优化和调整。综合运用水位监测、防渗处理和排水措施，能够有效控制地下水对岩溶地区工程的不利影响，确保工程的长期稳定性和安全性。

2.3边坡稳定性的应对策略

稳定性分析是制定有效措施的基础，采用数值模拟方法可以模拟边坡在不同工况下的力学行为，预测变形趋势。常用的数值模拟软件包括FLAC3D、PLAXIS等，能够考虑岩溶地区复杂的地质条件和水文特征。物理模型试验则可以直观展示边坡失稳过程，为数值分析提供验证。基于分析结果，需要制定针对性的加固措施。锚杆支护是常用的边坡加固技术，通过预应力锚杆提高岩体整体性和抗滑能力。抗滑桩可以切断潜在滑动面，显著提高边坡稳定性。挡土墙则适用于土质边坡或风化严重的岩质边坡。这些加固措施的选择需要综合考虑地质条件、施工可行性和经济性。为及时发现边坡异常变化，建立边坡监测预警系统至关重要。该系统可包括位移监测、应力监测、地下水监测等多个子系统。常用的监测设备有全站仪、倾斜仪、应变计等，通过这些设备可以实时获取边坡变形数据。结合大数据分析和人工智能技术，可以建立边坡稳定性预警模型，提高预警的准确性和及时性。一旦发现异常，应立即启动应急预案，采取临时加固、疏散等措施，确保工程和人员安全。

2.4地基承载力的应对策略

岩溶地区地基承载力的应对策略需要综合考虑地基处理、承载力测试和设计优化等方面。地基处理是提高承载力的直接手段，注浆加固技术可有效改善岩溶地区松散填土和溶洞的工程特性。采用高压旋喷注浆可形成高强度的水泥土桩，显著提升地基承载力。对于承载力严重不足的区域，桩基托换是可靠的解决方案，通过将上部荷载传递至下部稳定岩层，确保结构安全。承载力测试是获取准确地基参数的关键环节。岩石地基载荷试验可直接测定岩体的承载力特征，试验方法包括平板载荷试验和钻孔载荷试验。土层承载力原位测试则常采用标准贯入试验、静力触探试验等方法，这些试验可获得与实际工程条件更接近的承载力数据[。设计优化是充分利用地基承载力的重要方法。基于详细的地质勘察和承载力测试结果，可以优化基础形式和尺寸，如采用筏板基础、桩筏基础等，以适应岩溶地区复杂的地质条件。在设计过程中，还需考虑岩溶发育的不均匀性，采用差异化设计方案，针对不同区域的地基条件采取相应的基础形式和处理措施。通过地基处理、承载力测试和设计优化的有机结合，可以有效解决岩溶地区地基承载力不足的问题，为工程建设提供可靠的地基支撑，确保结构的长期稳定和安全。

3 结束语

本文系统分析了岩溶地区岩土工程勘察中的关键问题，并提出了相应的应对策略。未来研究应聚焦于新技术在岩溶地区勘察中的应用，如三维地质建模、人工智能辅助分析等。同时，应加强岩溶地区工程案例的总结与分析，建立区域性岩溶工程地质数据库，为工程实践提供更精准的指导。通过持续创新和经验积累，必将进一步提高岩溶地区岩土工程勘察的准确性和效率。

参考文献：

[1]钟林.矿山岩土工程勘察中常见的问题分析及建议[J].中国金属通报,2023(10):152-154.

[2]苏翘英.地基设计和岩土工程勘察过程中常见问题及应对方法[J].城市建设理论研究(电子版),2023(21):175-177.