巖溶地區路橋工程勘察與橋基處理研究

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摘要：文中簡要闡述了巖溶地區路橋工程的特點，并對當前巖溶地區路橋工程勘察工作中存在問題進行了全面分析，在此基礎上從勘察技術、勘察設備、人員素養三個層面提出具體的改進建議并對橋基處理的要點進行探究，以期提升我國巖溶地區路橋工程勘察和橋基處理的技術水平，推動路橋工程的健康、持續發展。

關鍵詞：巖溶地區；路橋工程；勘察；橋基處理

0引言

巖溶地區獨特的地質結構對當地路橋工程的施工進度和質量具有較大影響。然而，現階段對于巖溶地區路橋工程勘察和橋基施工尚未形成完整而獨立的技術體系，多以常規勘察和施工技術為參考。而常規性技術中的很多技術標準和方法并不適用于巖溶地區，從而對巖溶地區路橋工程建設和發展產生不利影響。基于此，文中對巖溶地區路橋工程勘察與橋基處理技術進行深入探究，提出具體改進建議和處理措施，具有極為重要的現實意義。

1巖溶地區路橋工程的特點

巖溶地貌也稱為喀斯特地貌，指的是水對可溶性巖石進行化學溶蝕后，通過沖蝕、潛蝕、崩塌等地質變化所形成的獨特地貌。此類地質結構普遍，具有地下溶洞眾多、溶洞發育千奇百怪、巖基起伏大、溶溝規模大等特征。基于此，巖溶地區路橋工程普遍具有以下幾點顯著特征：（1）可溶性巖石多為強度較高的石灰巖，因此，進行路橋樁基施工時具有較大的成孔難度。若成孔作業的沖擊力過大，不僅會增大溶層突然擊穿的幾率，還會使樁體周圍的溶洞區域產生負壓，導致后續混凝土澆筑施工時，黃泥、片石等填塞物進入混凝土中，發生斷樁問題；（2）巖溶底層鉆孔施工時，若遇到溶洞或裂隙，則會導致護壁泥漿迅速流失，如果沒有及時發現并進行補漿處理，就會因護壁泥漿液面下降而引發埋鉆、擴孔、塌孔等施工問題，甚至會使整個孔位遭到破壞，引發極為嚴重的地面塌陷問題，對施工人員生命安全造成嚴重威脅；（3）很多巖溶地區的地下水位較高，地下水存量豐富，導致鉆孔施工時，容易出現涌水量較大的情況，不利于對孔底沉渣的控制和清理，一定程度上加大了后續樁基施工和混凝土澆筑施工的技術難度和質量控制難度；（4）巖溶地區，基巖縱橫起伏波動較大，很多巖石結構存在部分溶蝕的情況，導致基巖半邊露頭。在進行鉆孔施工時，若樁體附近存在上述情況，則在鉆頭行進的過程中很容易出現卡鉆或斜樁的問題，嚴重影響施工質量；（5）巖溶發育帶或巖溶溶洞大多位于基巖的頂部，而路橋工程樁基主要以基巖為持力層，在施工過程中若地質勘測不到位，樁尖以下很有可能存在未被發現的溶洞或巖溶發育帶，如果洞頂厚度較小，則會嚴重影響樁基的穩定性與安全性，導致路橋建設或使用過程中存在嚴重的安全隱患［1］。

2巖溶地區路橋工程勘察中存在的問題

2.1缺乏勘察技術的創新

勘察技術對巖溶地區路橋工程的勘察質量和結果具有決定性影響。然而，從實際情況來看，普遍存在勘察技術創新力度不足的問題。具體表現在兩個方面：首先是勘察技術標準缺乏先進性。技術標準是衡量技術方案科學性、實施過程規范性、勘察結果準確性的重要依據，隨著路橋工程建設規模的不斷擴大、技術的愈發復雜、質量要求的不斷提高，勘察技術標準也應隨之進行完善和調整，但從實際情況來看，當前巖溶地區路橋工程的勘察技術標準與現階段的勘察技術、勘察需求并不匹配，存在一定的滯后性，從而影響巖溶地區勘察技術方案的制定、實施以及結果的科學性與準確性，難以滿足實際工程建設需求；其次是勘察技術缺乏先進性與融合性。一方面忽視新興科學技術與傳統勘察技術的融合、創新，導致勘察技術手段落后，難以滿足實際施工需求；另一方面忽視多種勘察技術的整合應用。實際勘察過程中，使用單一類型的勘察技術通常難以有效應對巖溶地區復雜的地質結構，往往需要多種勘察技術的綜合應用，才能對目標地區的地質情況進行全面、準確的勘察，從而最大限度保障勘察結果的科學性與準確性。

2.2沒有先進的勘察設備

受資金投入力度、設備管理觀念等因素的影響，如今我國很多勘察機構或團隊仍主要采用上世紀普遍應用的地礦勘察設備進行巖溶地區的地質勘察工作。這類勘察設備的功能和精度很難滿足現階段巖溶地區路橋工程的勘察需求，從而對路橋工程的建設施工產生了一定的阻礙作用。因勘察設備原因，當前巖溶地區路橋工程勘察工作普遍存在以下問題，如：鉆探設備缺乏靈活性，受場地環境的限制作用明顯，缺少高質量的取芯設備；勘察設備智能化、信息化水平較低，導致勘察工作量較大，勘察質量和效率難以得到有效保障；針對巖溶地區不同的地質結構，缺乏針對性、高效性的專業勘察設備等。

2.3勘察隊伍的能力不足

作為勘察工作的實施主體，勘察隊伍的專業技術能力和綜合素養對勘察工作質量具有決定性的影響。從實際情況來看，勘察隊伍能力不足的問題仍比較突出。導致該問題的原因主要有：（1）高素質專業人才稀缺，即實踐勘察經驗豐富、專業技術水平較高、具備豐富巖溶地區知識儲備的高素質、專業化勘察技術人員比較稀缺，導致大部分勘察機構或團隊的巖溶地區勘察能力有限；（2）勘察單位或機構忽視人員培訓及管理工作。具體表現為：忽視巖溶地區工程勘察專業知識和技能的培訓工作或培訓內容缺乏實踐性，與實際勘察需求不匹配，導致勘察技術人員巖溶地區工程勘察專業水平有限，影響勘察質量；對勘察人員的管理不到位，勘察人員缺乏積極、端正的工作態度，導致實際勘察過程中存在操作不規范、不嚴謹等問題，影響勘察工作的質量。

3巖溶地區路橋工程勘察工作改進建議

3.1緊跟時代步伐，創新勘察技術

順應時代發展，積極引進和創新勘察技術，是提高巖溶地區路橋工程勘察工作質量的重要措施。具體實踐過程中，應注意把握以下兩個要點：（1）注重先進勘察技術的引入，在全面了解技術特點的基礎上，根據實際情況進行合理選擇。例如：①鉆探技術。該技術為巖溶地區工程勘察最常用的技術方法。其技術優點在于：具有較高的勘察精度，不僅能夠準確了解鉆取位置的地質情況，還能進一步分析出附近地層的情況，同時可綜合全面利用巖土芯在室內開展具體的測試，顯著提升巖土信息的時效性與準確性；其技術缺陷在于：勘察精度受鉆孔數量影響，若要提高精度就需要增加鉆孔數量，從而會產生較大的成本投入，同時，巖溶地區較大的基層波動也對勘察結果產生一定的影響；②地質雷達探測技術。相較于其它地球物理方法，該技術具有更高的分辨率，可準確掌握地下介質的特征信息，其技術優勢在于：利用該技術定性預測橋墩或路基下溶洞的存在情況具有更高的準確性；技術缺陷在于：相較于鉆探技術，其對溶洞大小的預測缺乏一定的準確度；③遙感技術。該技術是現代信息技術飛速發展的產物，因具有諸多技術優勢，愈發受到工程勘察單位的關注和使用。在巖溶地區工程勘察工作中，該技術的應用優勢主要有：調查面廣，實際重復性高，遙感圖像可真實反映實際地貌特征及空間關系，信息采集量大，可對巖溶層地貌形態、層組劃分、構造特征進行全面了解等；其技術應用弊端在于：對勘察人員專業技術能力和信息素養具有較高要求，對勘察設備要求較高；④高密度電法勘察技術。該技術以GPS定位法為技術基礎，結合施工現場樁點分布情況進行勘察。該技術的應用優勢在于：勘察設備要求較低，實施成本較低，具有良好的勘察效果；技術局限性在于：需要測線測量技術及相關儀器設備輔助，對勘察人員綜合素質水平具有一定的要求。（2）注重各種技術的綜合應用及優化。基于巖溶地貌的普遍性特征，工程勘察人員想要對目標區域進行高效、準確的勘察，就必須要在熟悉掌握多種勘察技術的基礎上，結合實際環境特征、工程項目特點以及具體勘察要求，將多種勘察技術進行整合應用并對進行適當創新和調整。例如：物探技術具有工作時間短、對鉆探工作指導性強等顯著特征，可有效減少鉆探工作的工作量，加快工程勘察的效率和進度。同時，隨著科學技術的發展，物探技術和設備的先進性也在不斷提高，實際勘察精度得到顯著提升，基于此，在巖溶地區工程勘察過程中，可將物探技術作為基礎性技術使用，然后在此基礎上根據實際需求，整合應用其他類型的勘察技術，以實現工程勘察質量和效率的同步提升。

3.2做好基礎設施建設，完善勘察設備

工程勘察工作的開展離不開基礎設施和專業設備的支持。對巖溶地區工程勘察而言，勘察設備的先進性與配備情況將直接影響勘察工作的效率和質量。因此，勘察單位或團隊必須要重視勘察設備的更新與維護工作，為勘察工作的開展奠定堅實的基礎。具體而言，應做好以下工作：（1）加大基礎建設的投資力度。一方面，結合行業和自身發展需求，制定科學的勘察設備更新采購計劃，有計劃地更新勘察設備，確保設備功能的先進性，保障工程勘察質量和效率；另一方面，設立勘察設備科研專項基金，鼓勵和推動具有自主知識產權的勘察設備研發和創新工作，使勘察設備更符合我國工程勘察工作的使用習慣，以此最大化發揮出勘察設備的作用和價值；（2）做好勘察設備維護保養工作。通過制定勘察設備日常維護管理制度、學習勘察設備維護保養技術等措施，提高勘察設備的維護管理水平，以此確保勘察設備時刻處于最佳的功能狀態，從而有效避免設備功能問題或運行故障對勘察工作的影響，確保巖溶地區路橋工程地質勘察的質量。

3.3展開培訓工作，提高人員能力

加強人員培訓，提高勘察人員專業技術能力和綜合素養也是提高巖溶地區路橋工程勘察質量的重要措施。勘察單位可通過以下措施提高人員培訓工作的實效性，切實提升勘察人員專業技術能力和綜合素養。（1）優化培訓方法。建議采用分層培訓法代替傳統培訓法，即在全面了解當前勘察隊伍各成員能力水平和技術特長的基礎上，對勘察人員進行分層、分組，針對各層級、小組成員的能力特點開展針對性的培養，全面提升勘察隊伍整體技術水平的同時，實現成員技術能力的個性化培養，使其能夠在特定崗位或勘察任務中最大化發揮自身價值。（2）調整培訓內容。注重理論知識培訓與實踐能力鍛煉的有機融合，如增加“案例分析”“技能競賽”“模擬勘察”等培訓內容或形式在培訓工作中的比重，從實際工作的角度出發，對勘察人員的專業能力和綜合素養進行培訓，以此達到最佳的培訓效果［2］。

4巖溶地區路橋工程的橋基處理要點

4.1避開溶洞

為有效避免溶洞對路橋工程樁基的影響，最大限度地保障路橋結構的穩定性與安全性，在進行巖溶地區路橋工程橋基施工時，必須要避開溶洞。遵循以下原則進行橋基施工，可有效避開溶洞：（1）選線與布橋結合原則。具體而言：當施工區域存在難以搞清的、大型的、復雜的巖溶結構，在選線時應盡可能繞避，而不是采用中小跨徑橋梁進行跨越；線路通過溶蝕強度較低的巖溶地區時，線路應盡可能與斷層破碎帶、巖層構造垂直；（2）避重就輕、妨害興利原則。施工過程中，可通過基礎跨蓋、基礎位置橫向調整、不等跨徑等技術措施，使橋基避開巖溶病害較重地區或使其位于病害較輕地區；（3）形式選擇與病害處理結合原則。橋基施工過程中，應結合巖溶地區病害特征及程度，通過板跨法、梁跨法、拱跨法等技術手段進行有效應對和治理，以最大限度提升橋基的穩定性與安全性。

4.2避免樁基穿過溶洞

在巖溶地區路橋工程實際施工過程中，經常出現樁基定位于無溶洞點位，但打樁過程中樁基卻穿過溶洞的情況。該問題多為“斜孔”所致，即溶洞面傾斜或存在探頭石，導致樁基施工過程中，鉆頭沿軟土層下滑出現斜孔，導致鉆孔位置偏離設計點位，穿過周邊溶洞，對樁基施工質量及橋基安全性造成嚴重影響。為避免出現樁基穿過溶洞的情況，一方面要認真做好勘察工作，全面準確了解地下溶洞情況，科學制定樁基施工點位，以此避開溶洞；另一方面，當出現“斜孔”問題時，及時應用相應技術進行糾正和處理，如擴孔糾偏法、短鉆具矯正法、換徑法、掃孔法、補孔法等，以此避免樁基因“斜孔”問題穿過溶洞［3］。

5結語

綜上所述，巖溶地區獨特的地質特征一定程度上增加了路橋工程勘察和橋基處理的難度，若勘察和處理工作不到位，極易對路橋工程施工和使用的安全性造成嚴重影響。基于此，勘察單位和施工單位應深刻意識到工程勘察和橋基處理對于巖溶地區路橋工程建設施工的重要性，并通過創新勘察技術、完善勘察設備、提高人員能力、避開溶洞等措施，提高工程勘察和橋基處理的質量，最大限度地保障巖溶地區路橋工程建設施工的質量與安全。

參考文獻

［1］師永翔.巖溶地區公路橋梁工程勘察與橋基處理研究［J］.黑龍江交通科技，2021，44（5）：104-105.

［2］吳翼鵬.巖溶地區路橋工程勘察與橋基處理［J］.人民交通，2020（3）：77-78.

［3］李峰.巖溶地區公路橋梁工程勘察與橋基處理［J］.交通世界，2019（21）：72-73.

作者:陳偉東 單位:長安大學