摘 要：根据多年港口工程岩溶区桩基勘察经验以及对岩溶区溶洞、土洞发育条件、发育规律的认识，总结出港口工程岩溶区桩基勘察需注意的事项，为类似工程勘察提供参考经验。
关键词：港口工程 岩溶 桩基勘察
1.岩溶的定义
岩溶，国际上通称为喀斯特，是指地壳中可溶岩与水相互作用而产生的一种物理地质现象，可溶岩被不断的流动的地表水作用，矿物质发生溶解，并随水下水迁移、沉积；地表上出现溶沟、溶槽、孤峰、石林、天生桥、漏斗、落水井等；地下景观为溶洞、暗河、钟乳石、石笋、石柱等自然现象。
2.岩溶对工程的不利或危害
岩溶会使岩体的结构发生变化、强度降低，给工程建筑造成不利或影响，例如地面塌陷、地基不均匀沉降、库区坝基流水、隧道开挖突水、桩基施工过程中严重漏浆造成质量事故等。
3.岩溶的类型
岩溶分为裸露型岩溶、覆盖型岩溶、埋藏型岩溶（一般属于古岩溶）。广东省岩溶区港口工程以覆盖型岩溶为主。
4.加强岩溶勘察对港口工程的意义
我国是世界上岩溶分布最广泛的国家之一。广东省的工程选址绝大多数位于岩溶区，其中港口工程多属覆盖型岩溶，水文地质条件尤其复杂。而港口工程对岩溶的勘察在近几年的工程实践中不受重视，引起的设计、施工问题较多。因此，进一步重视、加强岩溶的勘察，合理、有效地做好勘察工作，对工程设计、施工具有重要的指导意义。
5.港口工程岩溶区桩基勘察常遇到的问题
港口工程岩溶区桩基勘察经常遇到的问题有：可溶岩持力层岩面起伏不平，高差较大；钻孔揭示可溶岩岩体内岩溶发育不规律，甚至是存在巨变；钻孔施钻后，在钻孔周边可能出现小面积塌陷，尤其是基底岩溶极发育，上覆盖土层存在砂性土时；岩面之上往往在一定范围内土体多呈松散或软塑～流塑状，厚度变化较大，对选用摩擦桩造成影响。
6.对岩溶区溶洞、土洞发育的理解
通过多年对可溶岩区港口工程的勘察工作，溶洞、土洞发育规律一般表现在以下三方面：
1）可溶岩岩面之上发育的岩溶形态：主要有溶槽、溶沟、溶蚀漏斗、溶蚀崖、溶蚀孤石等，钻探往往揭露集中表现为相邻钻孔的岩面起伏大，甚至巨变；由于在溶蚀过程中，地下水的变化及流动，边溶蚀边对上部覆盖层的改造，地下水在岩面处的积聚等往往造成岩面之上覆盖层岩土体结构发生变化，呈现流塑―软塑状或松散状。因此，往往灰岩区岩面之上一定范围之内覆盖层的物理力学性质较差。
2）土洞的发育及地面塌陷：地下水在覆盖层的渗透流动，灰岩中的溶蚀空洞与覆盖层发生水力联系，则在岩面之上一定范围内的覆盖层中较易形成空洞穴即土洞。因此，岩溶区往往伴随土洞的发育，其发育程度与地下水的流动性及覆盖层的岩土性较密切。土洞的进一步发展导致上覆岩土层的支撑不足时则会发生地面塌陷，若岩面之上的覆盖层为砂性土，由于其自身的稳定性较差，粘聚力低，受人为干扰岩土体内部的水动力发生变化时，则较易导致地面的塌陷。
3）灰岩内部的溶洞发育：灰岩在其形成后地质年代发展过程中，由于地下水位的变化，在地下水位线附近由于水动力的反复作用，极易造成灰岩的溶蚀，发展成大小不等、形状各异的溶洞，但其表现为垂直发育带往往在地下水位影响的范围之内，呈带状分布，由上而下溶蚀由重变轻，因此，上部往往较下部溶洞更发育。其溶蚀通道不同、上覆土层的不同则导致溶洞中无充填、半充填或充填各种不同的物质，充填情况较复杂。
7.港口工程岩溶区的勘察的分析
7.1港口工程岩溶区勘察的方法和难点
勘察的方法：包括地质测绘、地球物理勘探、工程钻探、遥感技术、静力触探等。但大部分港口工程由于受客观条件影响，勘察的使用方法受到限制。
港口工程岩溶区的勘察的难点有以下几个：一是勘察手段局限，可选勘察手段不多；二是水上勘察最主要的手段钻探工作一般借助船舶和水上施工平台，其主要缺点是反力不够、处理漏水、卡钻等孔内事故难度大，且在水深流急、涌浪大的场地施钻，钻孔定位存在一定的难度，采用一般的钻探方法在孔口高程及回次深度计算环节往往误差较大；三是地质调绘工作往往受到忽视，加之港口工程钻探范围小，在缺少地调的情况下，容易造成对地质情况的误判。
7.2岩溶区地质勘察应重视的内容
7.2.1工程地质调查与测绘
工程地质调查应在岩土工程勘探前进行，了解工程区域内的地貌条件和地质要素，并在必要时进行工程地质测绘。对质条件简单的场地可采用工程地质调查；对基岩出露或地质条件复杂的场地应进行工程地质测绘。
工程地质调查和测绘，宜在初勘阶段进行，在施工图设计和施工阶段，可对工程地质条件复杂地段和工程关键地段的专门地质问题进行补充测绘。
通过地质调查，基本查明场地的地质构造、地层岩性及主要发育的不良地质现象，为进一步勘察提供基础资料，为勘察的难点和重点提供指导，并避免由于钻探工艺等原因造成的岩性误判。
7.2.2工程地质钻探
因港口工程多受地形的影响，勘察的方法受到局限，部分勘察手段难以实施，工程地质钻探为常规而有效的手段。
岩溶区工程地质钻探应重点注意以下事项：
1）严格控制施钻坐标和高程，由于岩溶发育的不规律性，钻孔位置不同时，溶洞发育情况往往差别非常大。因此，为了保证施钻坐标能准确指导设计，就必须确保施钻位置无误。水深流急的水域中施钻时，孔口高程应由多次水深测量确定，并用下入水中套管的长度进校核。也可根据最新测绘的水域地形图及水文、潮汐等情况进行核对。在水深急流区域不宜用水砣测量水深，宜采用测深仪进行测量。
2）采用技术骨干进班组的方法，负责勘察质量的管理。现场动探、标贯试验的试验，由技术人员现场指导把关，负主要技术责任。并重点把握以下几点：
①查清溶洞顶板、及底板埋藏深度；查清洞内是否有充填、充填状态、充填物、充填物特性；充填饱满程度（半充填、全充填，或具体到充填物堆积的精确深度）。
②钻探班组应记录在钻进溶洞过程中是否有掉钻、漏水等。
③对于充填溶洞，应想办法拿到充填物进行鉴别，如采取采用下标贯器、取土器（较常用）取芯等方法；充填物具有一定的硬度或密实度时必须进行标准贯入或动探试验进行核实。
④应正确区分充填物与灰岩中的风化夹层（其它基岩风化土，如灰岩中夹粉砂岩风化残积土或风化夹层）。
⑤地质编录应对有溶蚀（溶孔、溶隙）的岩芯应详细描述。
⑥正确区分溶蚀面与裂隙面，对严重风化（有充填物）的裂隙应详细描述及确定其深度范围。
⑦遇串珠状溶洞时要密切留意钻进的快慢程度，记录突然下沉的位置（空洞的垂直分布），厚度大于50cm应单独分层。
⑧岩芯采取率应满足规范要求，对不易取得岩芯的部位，可采用双层岩芯管钻取岩芯。
⑨核查可溶岩岩面之上3～5m土体的塑性或密实度。
其它辅助试验：当基底岩溶极发育时，可进行连通试验、压水试验等进行一步查明岩溶的连通情况。
3）采用桩基础时，应在桩位确定后进行施工前钻探。准确查明桩底岩溶是否发育，为设计桩长提供准确资料，确保钻入足够的持力层厚度。
8.结论
相对非可溶岩区，岩溶区的勘察较为复杂，而港口工程中岩溶区的勘察更受水流、潮汐等特殊水文地质条件影响，勘察难度相当大；因此，应充分认识到岩溶区勘察的难度，认识到勘察工作不足时会产生不利影响，制定合理的勘察方案，采取有效的勘察手段，以确保勘察资料准确完整。
参考文献：
[1]工程地质学概论（中国地质大学出版社）.
[2]水运工程岩土勘察规范（JTS133―2013）.
[3]工程地质学（地质出版社）.
关键词：港口工程 岩溶 桩基勘察
1.岩溶的定义
岩溶，国际上通称为喀斯特，是指地壳中可溶岩与水相互作用而产生的一种物理地质现象，可溶岩被不断的流动的地表水作用，矿物质发生溶解，并随水下水迁移、沉积；地表上出现溶沟、溶槽、孤峰、石林、天生桥、漏斗、落水井等；地下景观为溶洞、暗河、钟乳石、石笋、石柱等自然现象。
2.岩溶对工程的不利或危害
岩溶会使岩体的结构发生变化、强度降低，给工程建筑造成不利或影响，例如地面塌陷、地基不均匀沉降、库区坝基流水、隧道开挖突水、桩基施工过程中严重漏浆造成质量事故等。
3.岩溶的类型
岩溶分为裸露型岩溶、覆盖型岩溶、埋藏型岩溶（一般属于古岩溶）。广东省岩溶区港口工程以覆盖型岩溶为主。
4.加强岩溶勘察对港口工程的意义
我国是世界上岩溶分布最广泛的国家之一。广东省的工程选址绝大多数位于岩溶区，其中港口工程多属覆盖型岩溶，水文地质条件尤其复杂。而港口工程对岩溶的勘察在近几年的工程实践中不受重视，引起的设计、施工问题较多。因此，进一步重视、加强岩溶的勘察，合理、有效地做好勘察工作，对工程设计、施工具有重要的指导意义。
5.港口工程岩溶区桩基勘察常遇到的问题
港口工程岩溶区桩基勘察经常遇到的问题有：可溶岩持力层岩面起伏不平，高差较大；钻孔揭示可溶岩岩体内岩溶发育不规律，甚至是存在巨变；钻孔施钻后，在钻孔周边可能出现小面积塌陷，尤其是基底岩溶极发育，上覆盖土层存在砂性土时；岩面之上往往在一定范围内土体多呈松散或软塑～流塑状，厚度变化较大，对选用摩擦桩造成影响。
6.对岩溶区溶洞、土洞发育的理解
通过多年对可溶岩区港口工程的勘察工作，溶洞、土洞发育规律一般表现在以下三方面：
1）可溶岩岩面之上发育的岩溶形态：主要有溶槽、溶沟、溶蚀漏斗、溶蚀崖、溶蚀孤石等，钻探往往揭露集中表现为相邻钻孔的岩面起伏大，甚至巨变；由于在溶蚀过程中，地下水的变化及流动，边溶蚀边对上部覆盖层的改造，地下水在岩面处的积聚等往往造成岩面之上覆盖层岩土体结构发生变化，呈现流塑―软塑状或松散状。因此，往往灰岩区岩面之上一定范围之内覆盖层的物理力学性质较差。
2）土洞的发育及地面塌陷：地下水在覆盖层的渗透流动，灰岩中的溶蚀空洞与覆盖层发生水力联系，则在岩面之上一定范围内的覆盖层中较易形成空洞穴即土洞。因此，岩溶区往往伴随土洞的发育，其发育程度与地下水的流动性及覆盖层的岩土性较密切。土洞的进一步发展导致上覆岩土层的支撑不足时则会发生地面塌陷，若岩面之上的覆盖层为砂性土，由于其自身的稳定性较差，粘聚力低，受人为干扰岩土体内部的水动力发生变化时，则较易导致地面的塌陷。
3）灰岩内部的溶洞发育：灰岩在其形成后地质年代发展过程中，由于地下水位的变化，在地下水位线附近由于水动力的反复作用，极易造成灰岩的溶蚀，发展成大小不等、形状各异的溶洞，但其表现为垂直发育带往往在地下水位影响的范围之内，呈带状分布，由上而下溶蚀由重变轻，因此，上部往往较下部溶洞更发育。其溶蚀通道不同、上覆土层的不同则导致溶洞中无充填、半充填或充填各种不同的物质，充填情况较复杂。
7.港口工程岩溶区的勘察的分析
7.1港口工程岩溶区勘察的方法和难点
勘察的方法：包括地质测绘、地球物理勘探、工程钻探、遥感技术、静力触探等。但大部分港口工程由于受客观条件影响，勘察的使用方法受到限制。
港口工程岩溶区的勘察的难点有以下几个：一是勘察手段局限，可选勘察手段不多；二是水上勘察最主要的手段钻探工作一般借助船舶和水上施工平台，其主要缺点是反力不够、处理漏水、卡钻等孔内事故难度大，且在水深流急、涌浪大的场地施钻，钻孔定位存在一定的难度，采用一般的钻探方法在孔口高程及回次深度计算环节往往误差较大；三是地质调绘工作往往受到忽视，加之港口工程钻探范围小，在缺少地调的情况下，容易造成对地质情况的误判。
7.2岩溶区地质勘察应重视的内容
7.2.1工程地质调查与测绘
工程地质调查应在岩土工程勘探前进行，了解工程区域内的地貌条件和地质要素，并在必要时进行工程地质测绘。对质条件简单的场地可采用工程地质调查；对基岩出露或地质条件复杂的场地应进行工程地质测绘。
工程地质调查和测绘，宜在初勘阶段进行，在施工图设计和施工阶段，可对工程地质条件复杂地段和工程关键地段的专门地质问题进行补充测绘。
通过地质调查，基本查明场地的地质构造、地层岩性及主要发育的不良地质现象，为进一步勘察提供基础资料，为勘察的难点和重点提供指导，并避免由于钻探工艺等原因造成的岩性误判。
7.2.2工程地质钻探
因港口工程多受地形的影响，勘察的方法受到局限，部分勘察手段难以实施，工程地质钻探为常规而有效的手段。
岩溶区工程地质钻探应重点注意以下事项：
1）严格控制施钻坐标和高程，由于岩溶发育的不规律性，钻孔位置不同时，溶洞发育情况往往差别非常大。因此，为了保证施钻坐标能准确指导设计，就必须确保施钻位置无误。水深流急的水域中施钻时，孔口高程应由多次水深测量确定，并用下入水中套管的长度进校核。也可根据最新测绘的水域地形图及水文、潮汐等情况进行核对。在水深急流区域不宜用水砣测量水深，宜采用测深仪进行测量。
2）采用技术骨干进班组的方法，负责勘察质量的管理。现场动探、标贯试验的试验，由技术人员现场指导把关，负主要技术责任。并重点把握以下几点：
①查清溶洞顶板、及底板埋藏深度；查清洞内是否有充填、充填状态、充填物、充填物特性；充填饱满程度（半充填、全充填，或具体到充填物堆积的精确深度）。
②钻探班组应记录在钻进溶洞过程中是否有掉钻、漏水等。
③对于充填溶洞，应想办法拿到充填物进行鉴别，如采取采用下标贯器、取土器（较常用）取芯等方法；充填物具有一定的硬度或密实度时必须进行标准贯入或动探试验进行核实。
④应正确区分充填物与灰岩中的风化夹层（其它基岩风化土，如灰岩中夹粉砂岩风化残积土或风化夹层）。
⑤地质编录应对有溶蚀（溶孔、溶隙）的岩芯应详细描述。
⑥正确区分溶蚀面与裂隙面，对严重风化（有充填物）的裂隙应详细描述及确定其深度范围。
⑦遇串珠状溶洞时要密切留意钻进的快慢程度，记录突然下沉的位置（空洞的垂直分布），厚度大于50cm应单独分层。
⑧岩芯采取率应满足规范要求，对不易取得岩芯的部位，可采用双层岩芯管钻取岩芯。
⑨核查可溶岩岩面之上3～5m土体的塑性或密实度。
其它辅助试验：当基底岩溶极发育时，可进行连通试验、压水试验等进行一步查明岩溶的连通情况。
3）采用桩基础时，应在桩位确定后进行施工前钻探。准确查明桩底岩溶是否发育，为设计桩长提供准确资料，确保钻入足够的持力层厚度。
8.结论
相对非可溶岩区，岩溶区的勘察较为复杂，而港口工程中岩溶区的勘察更受水流、潮汐等特殊水文地质条件影响，勘察难度相当大；因此，应充分认识到岩溶区勘察的难度，认识到勘察工作不足时会产生不利影响，制定合理的勘察方案，采取有效的勘察手段，以确保勘察资料准确完整。
参考文献：
[1]工程地质学概论（中国地质大学出版社）.
[2]水运工程岩土勘察规范（JTS133―2013）.
[3]工程地质学（地质出版社）.
