geoengineering

در مقياس جهاني،  انحلال آهك و ژيپس توسط آبهاي طبيعي، اشكال گسترده و وسيع كارست(Karst) را ايجاد كرده كه براي مهندسين عمران نوعي از شرايط زمين شناسي بسيار متفاوت را بوجود آورده است. غارهاي حاصل، تهديدي بر فونداسيونها خواهد بود كه بطور قابل ملاحظه اي، عرض اين غارها از ضخامت سقفشان بيشتر است .

فرايندهاي كارستي شدن

دردرجه اول، كارستي شدن و پديده انحلال و مورفولوژي غاري شكل در سنگهايي گسترش مي يابند كه واجد شرايط _ از قبيل شكستگي_ بوده و مقاومت تراكم تك محوري در حالت سالم، 200-300 Mpa باشد. آهكهاي ضعيفتر، گل سفيد و رسوبات آهكي سخت نشده كه مقاومت كمي دارند، حفرات محدودتري نيز بوجود مي آورند .

رسوبات كربناته دور از ساحل، معمولا مورفولوژي كارست ندارند. كارستهاي ژيپسي همانند كارستهاي آهكي بوده، با اين تفاوت كه گسترش كارست بين چينه اي و لوله هاي برشي (breccia pipes) بيشتري داشته، ولي كارستهاي برجي(tower)  و مخروطي(cone) بالغي ندارند. سنگهاي نمك هم به سرعت حل مي شوندومورفولوژي مخصوص به خود را دارند .

نقش اقليم در فرايند كارستي شدن

اقليم منطقه، بكمك كنترل رژيم هاي جرياني آبي خود، تاثير زيادي بر توپوگرافي كارستيك دارد . به همين دليل، كارستهاي بالغ در محيطهاي گرمسيري (tropical) توسعه بيشتري دارند. در مناطق معتدل(temperate)، انحلال سنگ آهك كاهش مي يابد و در رژيمهاي مناطق خشك، يخچالي و برون يخچالي به مقدار مينيمم خود مي رسد . پس با توجه به اين موضوع، اقليم قديمه مورد توجه مهندسين عمران خواهد بود. بنابراين مورفولوژي محيطهاي قديمه كه مرطوبتر يا گرمتر بوده اند، اكثر آنها ممكن است بصورت كارستهاي قديمه)پالئو كارست( مدفون باشند .

سرعت انحلال سنگ آهك

انحلال سنگ آهك به آهستگي صورت مي گيرد، بطوريكه در هر يكصد سال، تنها چند ميليمتر انحلال داريم؛ وليكن تحت شرايط ويژه اي مثل جريان شديد آب، سرعت انحلال افزايش يافته و بطور مثال مي تواند باعث نشت در سدها شود . از نظر مهندسي، خطر اصلي اين پديده، روند شستشوي خاكهاي درون حفرات سنگهاي قديمي و پايدار بسمت پايين تا مرحله شكست است . انحلال ژيپس سريعتر بوده و پتانسيل حفر يك متر در يكصد سال را دارند .

مورفولوژي كارست

1- مورفولوژيهاي كوچك مقياس سطحي : شيارهاي با عمق كمتر از يك متر، حاصل فرسايش انحلالي سنگ فاقد پوشش شامل :

Grykes         : شكستگي هايي كه قطعات سنگ آهك را از هم جدا مي كند .

Rundkarren       : مـورفولوژي انحـلالي كوچـك با عمق و عرض 50-500 mm  و در نهايت بريدگيها كه كارستهاي هرمي (مخروطي) با ارتفاع2-30m  را تشكيل مي دهند .

2- مورفولوژيهاي  بزرگ مقياس سطحي : دره هاي خشك، دولين ها، فروافتادگي (poljes) با طول و پهناي زياد و ديواره هاي پرشيب، مخروطها و برجها و تمام اشكال موجود در انواع مختلف كارستها با مقياس كيلومتري .

3- اشكال موجود در زير خاك: مورفولوژيهاي انحلالي پيچيده اي از توپوگرافي كارستي با برجستگيهاي محلي كه مي تواند به دهها متر نيز برسد .

4- فروچالها : فروافتادگيهاي سطحي متنوعي با طول1-1000 m  بسته به حفرات سنگي زيرين .

5- غارها : حفراتي با طول چند مترتا دهها متر، تشكيل شده در داخل سنگ تحت انحلال كه ممكن است خالي بوده يا با رسوبات پر شده باشند .

انواع كارست

مورفولوژيهاي سطحي بزرگ مقياس با هم تركيب شده و اشكال كارستيك مشخصي را بوجود مي آورند. مجموعه اشكال كارستيك، انواع اصلي كارستهاي آهكي را بوجود آورده كه هر كدام ويژگيهاي مشخص به خود را داشته و در رژيم اقليمي ويژه اي بطور وسيع گسترده شده اند .

1- كارستهاي يخچالي (glaciokarst) : سطوح سنگي بدون پوشش همراه با سنگ كف آهكي، پرتگاههاي سنگي و دره هاي عميق كه در عرضها و ارتفاعات بالا كه توسط يخچالهاي پلئيستوسن شسته شده و گسترش خاكهاي پس از يخچالي كمي دارند، بوجود آمده اند ؛ مثل منطقه Yorkshire Dalas در انگلستان) شكل1(.

2- كارستهاي آبرفتي(fluviokarst) : كه بصورت يك سيستم دندريتي) درختي( مشخصي از دره هاي خشك هستند و قبل از اينكه بوسيله زهكشي زير زميني در داخل غارها به دام بيفتند، توسط رودخانه ها قطع شده اند. اغلب در مناطقي بوجود آمده اند كه آن مناطق در مراحل سرماي پلئيستوسن دور از فرايند يخچالي شدن قرار داشتند . مثل منطقه  Derbyshire Peak در انگلستان .

3- كارستهاي دولين(doline karst) : داراي شبكه اي چند ضلعي از ميان آبهايي كه فروافتادگيهاي نزديك به هم را از هم جدا ساخته است . هريك با طول100-1000 m  كه بصورت مورفولوژيهاي غالب، بخاطر زهكشي هاي زيرزميني، جايگزين دره ها شده اند .

دولين ها، مورفولوژيهاي بالغي هستند كه در مناطق معتدل باآب و هواي مديترانه اي گسترش پيدا كرده اند . مثل كارستهاي قديميSlovenia وFlorida .

4- كارست مخروطيcone karst)ياكارست نوع ( fengcong : تپه هاي آهكي مخروطي يا نيمكروي با ارتفاع 30-100 m  حالت بينابيني دولين هاي ستاره اي شكل كوچك و حفرات آبرفتي بزرگ . كارستهاي مخروطي، مورفولوژيهاي خيلي بالغي هستند كه در ميان مناطق گرمسيري محدود شده اند ؛ مثل Cockpit country   در جامائيكا و منطقه Fengcong  در چين .

5- كارست برجي( tower karst ياكارست نوع Fenglin ) : از زيباترين اشكال كارستيك با برجهاي جدا از هم و پرشيب با ارتفاع  50-100 m بالاتر از دشتهاي كارستي آبرفتي و بارزترين نوع كارست، محدود در مناطق گرمسيري مرطوب و با گسترش طويل و غير منقطع ؛ مثل منطقه Guilin/Yangshuo  در چين .

زير تقسيمات ديگري نيز براي كارستها وجود دارد ؛ مثل كارستهاي مناطق خشكي كه محدود هستند ؛ ولي در طبقه بندي مهندسي كارست، توجه به مورفولوژي خاص كه تاثير اصلي را در شرايط زمين شناسي دارد از قبيل غارها، فروچالها و مورفولوژي خاص سطح كارست، مفيد خواهد بود .

غارها در كارست

غارها در هر سنگ قابل انحلالي كه جريان كافي آب وجود داشته باشد، تشكيل مي شود . سرعت جريان آب و درجه تحت اشباع بودن شيميايي آن ميزان ابعاد حفره را تعيين مي كند كه به سطوح لايه بندي و شكستگيهاي تكتونيكي بستگي دارد . بزرگ شدن شبكه شكافهاي باز و مسيرهاي جريان مناسب، به غارها و حفرات وابسته است . اگر آب خارج شود، رسوبات يا استالاگميت هاي آهكي بطور كامل يا بخشي، حفرات يا غارها را پر مي كنند؛ و يا اگر ناپايدار شوند، ممكن است فرو بريزند ( شكل ٢). حفرات پر شده، بشكل لوله هاي رسي يا ماسه اي در داخل سنگهاي سخت ظاهر مي شوند . ريزش پيشرونده سقف و توقف عمل انحلال كه بطرف بالا صورت مي گيرد، توده هاي انباشته از سنگهاي سقوط كرده در يك لوله برشي در سنگ آهك را ايجاد مي كند .

ابعاد غار، خيلي بزرگ است. در مناطق معتدل به قطري كمتر از  10mمي رسند. در مناطق مرطوب گرمسيري به 30m نيز مي رسند. بزرگترين حفره اي كه تاكنون مشاهده شده، كارستMulu  درSarawak مالزي باعرض 300m  و طول700m    مي باشد.

تمام حفرات موجود در بلوكهاي آهكي كارستي از طريق زهكشها به هم متصل هستند. شكافهاي باريك، دالانهاي رودخانه اي عريض و حفرات بزرگ، اجزاء يك سيستم حفره اي (غاري)  هستند. بنابراين مورفولوژي حفرات دردوره هاي زمين شناسي آهكي بايستي مورد مطالعه قرار گرفته، بطوريكه توزيع حفرات غاري شكل در توده هاي آهكي كشف نشده، قابل پيش بيني نيست و از اينرو يكي از مهمترين مشكلات براي مهندسين عمران خواهد بود.

توده سنگهاي كارستهاي آهكي تيپيك، كيفيت خوبي دارند ) رده III ( و در طبقه بندي بارتون و همكاران (1974) ، Q=4-10  و در رده بندي بنياوسكي ) (1973،  RMR=40-60 خواهند داشت. در چنين مواردي اگر ضخامت سقف سنگي، 70%  پهناي غار باشد، تحت بارگذاري فونداسيوني كه كه مقدار بارش از 2Mpa  تجاوز نكند (نصف فشار تحمل مجاز) ، ايمن خواهد بود. ) نمودار (.

فروچالها در كارست ( Sinkholes )

فرورفتگيهاي قيفي شكل در زمينهاي آهكي كه در اثر حل شدن سنگهاي مزبور و فروريختن سقف ايجاد مي شوند . بدينصورت كه سطح زمين حول يك نقطه زهكشي داخلي، فرسايش يافته است . ژئومورفولوژيستها اين فرورفتگيها را "دولين" مي نامند؛ اما مهندسين آنها را "فروچال يا سينك هول " مي خوانند . قطر فروچالها از 1m تا 1km  متغير بوده و عمقشان ممكن است تا500m  نيز برسد و به ٦  نوع مختلف طبقه بندي مي شوند (شكل5) كه هر كدام مكانيسم تشكيل مختص به خود را دارند . انواع فروچالها توسط Waltham et al (2005)  توضيح داده شده است . مورفولوژيهاي سنگي، در حالت طبيعي پايدار هستند، مگر اينكه داراي شكاف بوده يا بر روي حفرات قرار گرفته باشند . خطرات مهم و اصلي در زمينهاي كارستي، توسط فروچالهاي تشكيل شده در پوششهاي خاكي است .

انواع فروچالها

1- فروچالهاي انحلالي(Dissolution sinkholes): انحلالهاي آهسته درزير رخنمونها يا توپوگرافي هاي آهكي به كمك فروريختگيهاي كوچك مقياس. اين نوع از فروچاله ها از اشكال فراوان كارستيك بوده كه تشكيل آنها در مقياس هاي زماني زمين شناسي صورت مي گيرد. انواع قديمي شان كه 1000m طول و 10m عمق دارند، هنوز هم پتانسيل افزايش ابعاد را خواهند داشت . مورفولوژيهاي انحلالي، قابل مقايسه با Pothole  (ديگ غول يا گودالهاي گرد) و Shaft  (دودكشهاي بزرگ ، چاههاي عمودي) بوده با اين تفاوت كه اين اشكال، در گودالهاي كم عمق و داراي رژيم محدود جرياني تشكيل شده، در حاليكه فروچالهاي مخروطي، توسط آبهاي تراوشي پراكنده، بوجود مي آيند.

2- فروچالهاي ريزشي يا سقوطي(Collapse sinklohes)  :كه توسط شكست آني پيشرونده و سقوط سقفهاي آهكي بر روي حفرات بزرگ يا مجموعه اي از حفرات كوچك تشكيل مي شوند. سنگ آهكهاي سالم، مقاوم بوده و ريزشهاي حفره اي بزرگ مقياس نادري دارند ( اغلب دره هاي عميق آهكي، حفرات و غارهاي ريزشي نيستند)  هر چند كه فروچالهاي ريزشي بزرگ مقياس، معمول نيستند؛ وليكن ريزشهاي كوچك مقياس به فرسايش كارستها كمك كرده و يك پيوستگي ساختاري بين انواع فروچالهاي ريزشي و انحلالي بوجود مي آورند .

3- فروچالهاي داراي پوشش سنگي(Caprock sinkholes) : كه قابل مقايسه با فروچالهاي ريزشي هستند، با اين تفاوت كه يك سقوط و حفره زايي تحتاني پوشش سنگي غير قابل انحلال قرار گرفته روي حفرات كارستيك آهك زيرين نيز وجود دارد . اين فروچالها، در كارستهاي قديمه ( پالئو كارست) يا كارستهاي بين چينه اي همراه با حفرات بزرگ در سنگ آهكهاي دفن شده تشكيل شده و بنابراين در رخنمونهاي سنگي غير قابل انحلال، قابل رويت هستند .

4- فروچالهاي سقوطي يا فرونشستي( Dropout sinkholes) : در خاكهاي چسبنده اي كه آب باران باعث شسته شدن خاك به داخل حفرات و شكافهاي پايدار سنگ آهكهاي زيرين مي شود (شكل ٦ ) . وقتي كه به داخل درز و شكاف سنگ آهك زيرين شسته مي شود، حفراتي كه به آهستگي بطرف بالا عريض شده و سپس متوقف مي شوند، توسط خاك پر شده وسطح زمين بسرعت تخريب مي شود . به اين نوع از فروچالها، فروچالهاي فروريختگي سطحي نيز مي گويند .

5- فروچالهاي پر شونده (Suffosion sinkholes) : وقتيكه قسمتهاي پائيني خاك به داخل درز وشكاف سنگ آهك زيرين شسته شود، قسمتهاي فوقاني ريزش كرده وسطح زمين به آهستگي فرونشست ميكند (فرايند پر كنندگي). در يك خاك ماسه اي دانه اي، سالها طول مي كشد تا چنين فروچاله اي تشكيل شود. در خاكهاي رس چسبنده تا خاكهاي ماسه اي غير چسبنده، يك پيوستگي مورفولوژيكي و ژنتيكي بين فروچالهاي فرونشستي و پر شونده وجود دارد. هر دو نوع فروچاله ممكن است متواليا در يك منطقه با تغيير در شرايط بارش و جريان بوجود آيند؛ بطوريكه فرايند فرونشستي را مي توان همان فرايند پرشوندگي با سرعت بالا تصور كرد. اين دو نوع از فروچاله ها، از معمولي ترين انواع كارست بوده كه از هر دو نوع مي توان بعنوان فروچالهاي فرونشستي ياد كرد و از مهمترين خطرات مهندسي عمران بشمار مي روند.

6- فروچالهاي دفني(Buried sinkholes): زمانيكه فروچالهاي ريزشي يا انحلالي قديمه توسط خاك، واريزه و يا رسوبات بخاطر تغيير محيط پر شده باشند، بوجود مي آيند. فرونشست سطحي بخاطر تراكم خاك صورت گرفته و در صورت شسته شدن خاك به اعماق، شديدتر مي شود . اين فروچاله ها، توپوگرافي مشخص و بارزي دارند كه مي توانند پايداري فونداسيونها را بخطر اندازند. آنها ممكن است اجزاء اشكال منفرد و جداافتاده اي از يك مورفولوژي كارستيك هرمي باشند و همچنين مي توانند شامل فروچالهاي پر شده، لوله هاي پر شده با خاك و لوله هاي برشي كوچك بدون هيچگونه آثار و علائم سطحي باشند. لوله هاي برشي بزرگ، برروي تبخيريهاي دفني عميق تشكيل مي شوند. نشست آهسته مواد پركننده فروچاله هاي دفني كه شايد بدليل انحراف سطح آب زيرزميني باشد، فرونشستهاي سطحي كم عمقي را ايجاد مي كنند ؛ مثل فروچالهاي تراكمي آفريقاي جنوبي.

فروچالهاي خطر آفرين

مهمترين فروچالهايي كه در فعاليتهاي مهندسي عمران خطرناك هستند، انواعي هستند كه تحت شكستگي و فروريختگي سريع خاك صورت گرفته و تشكيل فروچاله هاي پر شونده و فرونشستي را مي دهند. كارستهاي نوع فرونشستهاي آني و سريع، تنها كارستهاي خطرناكي هستند كه هميشه باعث مرگ انسانها مي شوند و اغلب خاكها به اندازه كافي چسبنده هستند كه اين نوع كارستها بتوانند بطور ناگهاني در آنها تشكيل شوند. در پروفيلهاي خاكي نازك، شكست فروچاله ها به مقدار فراوان و در ابعاد كوچك صورت مي گيرد و اغلب مسائل مربوط به پي سازه ها، در خاكهاي با ضخامت 2-10m قرار گرفته بر روي توپوگرافي درز و شكافدار است.

توپوگرافي در كارست ها(Rockhead) ; مرز سنگي

نيمرخهاي حاصل ير روي سنگ بستر كارستيك مي تواند بي نهايت نامنظم باشد. جوينت هاي عمودي و مايل و سطوح لايه بندي شيبدار كه سنگهاي مدفون را قطع مي كنند، باعث ايجاد درز و شكافهايي شده كه در اثر نفوذ آب، اين درز و شكافها بزرگتر مي شوند. اين پديده بسرعت در سنگهاي انحلالي پيش ميرود. با گذشت زمان، قسمت فوقاني توده سنگ، خورد شده و بلوكهاي آهكي در مسير آب، اندازه شان كوچك و كوچكتر شده و از قطعات مجاور خود جدا مي افتند. محصول نهايي، توپوگرافي هرمي (مخروطي) شكلي است كه فعاليتهاي زمين شناسي مهندسي را مشكل ساز مي كند. توجه شود كه اين قطعات هرمي يا مخروطي شكل، تنها و تنها بوسيله خاكهاي اطراف نگهداشته شده اند. مابين اين بلوكهاي مخروطي آهكي، شكستگيهايي داخل حفرات بسمت پايين بوجود آمده است كه ممكن است خالي بوده يا توسط خاك پر شوند.

ابعاد كارستها

عموما اندازه قطعات، تابعي از شرايط اقليمي و تاريخ زمين شناسي منطقه است. بلوكهاي هرمي غول آسا(chaos)، در مناطق مرطوب گرمسيري مشاهده مي شوند كه زمان كافي و شرايط محيطي مناسب براي بلوغ كامل را داشته اند (شكل ٨). اكثر آهكهايي كه توسط يخهاي پلئيستوسن پوشيده شده اند، فقط سطوحشان شسته شده و انحلالهاي پس از دوره يخبندان فقط توانسته يكسري شكافهاي كوچك را در سطح آنها بوجود آورد . كارستهاي واقع در كف دره ها يا در محل رخنمونهاي شيلي، بدليل زهكش آبهاي اسيدي منطقه، شرايط و حالات پيچيده اي دارند. چنانچه يك كارست در سرتاسر يك سايت مهندسي واقع شود، معمولا فروچاله ها و حفرات پر كننده آنها چندان غير قابل پيش بيني هم نيستند تا نتوان يك سازه مهندسي منفرد را در آن احداث كرد.

طبقه بندي مهندسي كارست

طبقه بندي مهندسي كارست براي مهندسين عمران، بسيار مفيد و كارآمد است؛ بطوريكه اين طبقه بندي يك يا گروهي از پارامترها را درجه بندي و مشخص مي كند. اين طبقه بندي، تنوع ، فراواني فروچاله ها و اندازه حفرات زيرزميني را توصيف مي كند. انواع ديگر مورفولوژي كارستها از اهميت كمتري برخوردارند. مقاومت سنگ سالم در طبقه بندي لحاظ نمي شود، هر چند كه رده ها ممكن است به تعاريف گسترده اي از مقاومت توده مرتبط باشند. رده بندي ارائه شده مربوط به اشكالي است كه در سنگ آهكهاي مقاوم تشكيل مي شوند. اشكالي كه توسط ژيپس و انواع ديگر كارستها بويژه گل سفيد نامقاوم ظاهر مي شوند، انواع ديگري را تشكيل خواهند داد.

شرايط زمين شناسي كارست به 5 رده تقسيم مي شود كه شكل  ضميمه شده، اشكال مورفولوژيك تيپيك و جدول ۱، پارامترها را توضيح ميدهد . 5 رده مذكور، اساس طبقه بندي مهندسي را تشكيل مي دهند و كارستها را بر حسب پيچيدگي و سختي شرايط كار كه يك سازه مهندسي با آن مواجه مي شود را توصيف مي كند. شكل، كارست را در حالت لايه بندي افقي نمايش مي دهد؛ آهكهاي چين خورده ممكن است اشكال انحلالي پيچيده اي را بوجود آورند، كه البته تاثير چنداني بر طبقه بندي ارائه شده نخواهد داشت. پارامترهاي ليست شده در جدول ۱، كاملا استثنائي هم نيستند. چه بسا كارستهاي بياباني ممكن است هيچ توسعه انحلالي نداشته باشند و در ردهKI   قرار بگيرند.

Bored pile: ستونهاي حفر شده (شمع كوبي) در داخل كارست.

Driven pile: ستونهاي رانده شده (شمع كوبي) در داخل كارست يا شمع كوبيدني.

Raft: تير، ميله هاي زير زميني.

Beam: تير، ميله.

NSH: نرخ تشكيل فرو چاله هاي جديد در وسعت هر km²  در هر سال.

 (Number of sinkholes)

رده بندي هاي قديمي بر روي كارست

رده بندي هاي قديمي، با توجه به محيط اقليمي بوده است. پس كارستهايي كه در مناطق گرمسيري مر طوب تشكيل مي شوند، نسبت به مناطق سردتر يا خشك تر، درجه بلوغ بيشتري داشته و در واقع، درجه كارستي شدن بيشتري دارند. اولين طبقه بندي مهندسي كارست(Fookes and Hawkins, 1998) كه تصحيح شده طبقه بندي (fookes, 1987) مي باشد، جايگزين رده بندي هاي قديمتر شد. اين رده بندي بيشتر بر اساس دولين ها بوده تا ساختار هرمي)مخروطي( و به اندازه طبقه بندي قبلي خود جامع و كامل نبودند؛ بطوريكه همه ٥ رده آن در ٤ رده اول طبقه بندي ارائه شده در اين مقاله قرار مي گيرد. كارستها، مستثني از طبقه بندي سنگهاي هوازده هستند و در رده بنديهاي جديد مهندسين، توده هاي سنگي جداي از كارستها بحث مي شوند.

طبقه بندي كارستها ديد وسيعي از مشكلات مهندسي را پيش رو گذاشته و راهنمايي خواهد بود براي غلبه بر مشكلات، هر چند كه تقريبي يا تخميني باشد. فرايندها و اشكال كارستهاي ژيپسي بطور وسيعي با سنگ آهك قابل مقايسه است؛ باستثناء اينكه، ژيپس در آبهاي طبيعي با سرعت بيشتري حل شده و از لحاظ شيميايي از سنگ آهكها ضعيفتر هستند. طبقه بندي كارست در زمينهاي ژيپسي هم قابل استفاده است، هر چند كه رده KV در ژيپسها تكامل نمي يابد. قبل از اينكه ابعاد حفرات در كارستهاي ژيپسي به حد زيادي برسد، فروريخته، پرتگاههاي سطحي، ملايمتر شده و عمل فرسايش بطور كامل، ژيپسها را تخريب كرده، قبل از اينكه از مرحله بلوغ به مرحله نهايت درجه كارستي شدن(KV) برسد. مقاومت كم و سرعت انحلال زياد، فروچالهاي ريزشي بزرگ را توسعه داده و كارستهاي ژيپسي رده KIII  وKIV بصورت فروريزشهاي جدا و بزرگ قابل تشخيص اند.

بررسي زيرزميني روي كارستها

از مهمترين مسائلي كه در مهندسي عمران مطرح است، مربوط به كارستهاي زير زميني است. تجربه هاي قديمي براي تشخيص سايتهاي با كارستهاي ردهKI و KII كافيست؛ ولي در سايتهاي داراي كارستهاي با درجه بلوغ بالاتر(KIII-KIV-KV) ، به بررسي بيشتر و پيچيده تري نياز دارند.

اصليترين مشكل در بررسي كارست، تشخيص حفرات و غارهاي زيرزميني است. شايد چاره و راهكار اوليه، بررسي دقيق حفرات باشد؛ ولي در تعداد ٢٥۰۰حفره در يك هكتار، %٩۰ شانس مي خواهيم تا بتوانيم يك حفره به قطر ٥/٢  متر را پيدا كنيم. با اين وجود، بهترين انتخاب، بررسي در قاعده پايه ها است) مخصوصا در سايتهاي با كارستهاي بالغ (. شناسايي مورفولوژيهاي هرمي)مخروطي( در كارستهاي رده KIVوKV ، بررسي هاي دقيقتري نياز دارد؛ اما اينكه چه مقدار بررسي نياز هست، هنوز پاسخ مشخصي ندارد.

ژئوفيزيک روی کارستها

تفاسير ژئوفيزيکی بر روی حفرات زيرزمينی، بطورپيوسته تفاسير قابل قبول ومعتبری را ارائه نمی دهد، وليکن تکنولوژی در حال پيشرفت بوده و اکنون روشهايی وجود دارد که در موقعيتهای خاص، نتايج مفيدی را ارائه می دهد. صحت تمامی آنومالی های ژئوفيزيکی بايد توسط حفاری تائيد شود. در اينصورت با مشخص شدن هدف حفاری، هزينه بررسی ژئوفيزيکی کاهش می يابد. بررسی های ميکروگراويتی، توده ها و مواد مخفی داخل زمين را آشکار می کند.

حفرات منفرد، آنومالی منفی ايجاد کرده که باعث بزرگنمايی اندازه حفرات می شود ( دامنه،به اندازه حفره وابسته بوده و طول موج تابعی از عمق حفره است). از داده های مربوط به سايتهای بيشتر، مقادير گراويته و پروفيل های آنومالی می توان در طبقه بندی کارست استفاده کرد.

توموگرافی لرزه ای سه بعدی  3DTبرای شناسايی حفرات کاربرد داشته، وليکن برای جمع آوری داده ها به گمانه های عميق نياز داريم. برای بررسی پروفيل(نيمرخ) توپوگرافی مناطق کارستی، ازروش مقاومت ويژه الکتريکیresistivity استفاده ميشود، ولی بوسيله بررسی های ژئوفيزيکی سطحی، نمی توان مطالعات پيچيده کارستهای رده KIVوKV را مطالعه کرد. توموگرافی مقاومت ويژه الکتريکی، روشی است پرخرج، بااين وجود از تلفيق اين روش با روش ميکروگراويتی، می توان برای مطالعه فروچالهای دفنی استفاده کرد. رادار بررسی زمينی (GPR) ، به اعماق کم محدود می شود، ولی برای تشخيص فروچاله های اوليه مفيد است. در موقعيتهای مشابه، خاکهای دانه ای با چگالی کم، با مقدار  SPT کمتراز5 مشخص شده اند، وليکن هميشه نمی توانند به پرکننده های فعال و شکست فروچالهای بالقوه اشاره نمايند.

پی های واقع بر روی مناطق کارستيک

کارستهای رده KI ، بازگو کننده مناطق با حداقل خطر هستند، ولی دارای حفرات کم عمق و شکافهای پراکنده ای بوده که می بايست حين اجرای پروژه، به آنها دقت شود. مناطق کارستيک رده KII، نيز عموما دارای حداقل خطر هستند(شکل 11). شمع کوبی يا ميله های زيرزمينی مستحکم برای چنين سايتهايی مناسب بنظر می رسند. در کارستهای رده KIIIاز Raft يا ميله های زير زمينی برای پل زدن روی حفرات استفاده می شود. در فلوريدا در مناطق NSH>0.05 ،هم ميله و هم دوغاب ريزی با هم انجام می گيرد. ژئوگريدهای سنگين، پروفيلهای خاک را پايدار می سازند که می توانند که بمنظور کاهش فروريختگيهای آينده بکار روند. دوغاب ريزی خاکهای واقه بر روی مناطق با حجم زياد درز و شکاف، قبل از احداث پی در پروفيل خاک، نسبت به شمع کوبی اقتصادی تر است.