浅议岩溶地基稳定性评价

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1、浅议岩溶地基稳定性评价摘要：本文通过分析在自然因素与人类工程活动的共同作用下，岩溶发育对地基稳定的不利因素，岩溶地面塌陷形成机制、控制因素与发展趋势，并介绍相关评价方法及适用范围。关键词：岩溶地基；稳定性评价；岩溶塌陷中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：1.引言我国是岩溶发育的国家之一，岩溶塌陷是我国六大类地质灾害之一。据统计：我国碳酸盐岩分布面积约为2X106km2,占国土总面积的1/5。在川、黔、滇、桂、湘、鄂诸省呈连续分布，面积达5X105km2,是我国的主要的岩溶区。近年来，随着城市化建设发展，各种资源开发不断增强,

2、由此引发的岩溶塌陷问题日益突出，已成为岩溶区主要地质灾害问题。综合灾害发生的危险性与经济易损性，开展岩溶地基稳定性研究具有更为重要的理论和现实意义。2•岩溶发育基本条件岩溶又称喀斯特，是指可溶性岩石在水（特别是具有侵蚀性、腐蚀性的地下水）的溶蚀作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称。其发育基本条件为：1•具可溶性岩石；2.具溶蚀能力的水；3.具良好的水的循环交替条件。岩溶塌陷（土洞）是在有覆盖土的岩溶发育区，在特定的水文地质条件下，岩面以上的土体遭到流失迁移而形成土中的洞穴和洞内塌落堆积物以及引发地面变形破坏的总称。土洞是岩

3、溶的一种特殊形态，不良地质现象，由于发育速度快、分布密，对工程的影响有时甚至大于溶洞。其发育基本条件见下图：实践中岩溶地基稳定性问题常见的有以下几种危害形式：1•地基承载力不足；2•地基不均匀下沉；3•地基滑动；4.地表塌陷；图1岩溶塌陷框图3.岩溶发育影响因素岩溶的发育与分布在具有一定的规律可循，但个体岩溶变异性很大。无论何种岩溶其发育也有其共性，其中岩性与气候条件是基本，地质结构与地壳运动控制宏观，地形地貌影响强弱。岩溶发育影响因素表4.岩溶地基稳定性评价是在查清岩溶区构造特征、岩溶发育情况及水文地质条件的基础上，重点对已产生

4、的和潜在的岩溶塌陷发展趋势及其成因、控制因素进行判释，预测可能发生塌陷的地段和危害程度，并提出相应的控制、消除、治理和保护的措施与建议。4.1岩溶地基分类根据碳酸盐岩出露条件及其对地基稳定性的影响，可将岩溶地基划分为裸露型、覆盖型、掩埋型三种，而最为重要的是前两种1.裸露型碳酸盐岩裸露于地表或其上仅有很薄覆土。它又可分为石芽地基和溶洞地基两种。（1）石芽地基：基岩面起伏极大,会造成地基滑动及不均匀沉陷。（2）溶洞地基：浅层溶洞顶板的稳定性问题是该类地基安全的关键。溶洞顶板的稳定性与岩石性质、结构面的分布及其组合关系、顶板厚度、溶洞

5、形态和大小、洞内充填情况和水文地质条件等有关。2.覆盖型碳酸盐岩之上覆盖层厚数米至数十米（一般小于30m）o覆盖型岩溶地基存在的主要岩土工程问题是地面塌陷，对这类地基稳定性的评价需要同时考虑上部建筑荷载与土洞的共同作用。4.2岩溶评价的分类岩溶评价可分为场地评价与单体岩溶评价两部分。场地评价即在较大范围内，按岩溶发育强度划分出不同稳定性地段，作为建筑场地选择和建筑总平面布置的依据，而对地基稳定所涉及的单体岩溶形态的分析评价，则可分为定性、半定量和定量三种方法。4.3岩溶地基稳定性定性评价岩溶地基稳定性的定性评价中，对裸露或浅埋的岩

6、溶洞隙稳定评价至关重要。根据经验，可按洞穴的各项边界条件,综合分析，作出定性评价。以下成熟经验可借鉴：1•下部基岩起伏，上覆软土，考虑地基不均匀沉降（见图2）；1.基础附近有落水洞，考虑向临空面滑移（见图3）；2.洞径大于基宽，顶板厚小于洞跨，无充填、有水，考虑为不稳定洞（见图4）；（见图2）（见图3）（见图4）3.盖层大于压缩层，无土洞，水位变化小，可不考虑下伏溶洞影响（见图5）；4.盖层小于压缩层，洞已填实，基宽〉洞跨，顶板大于洞跨，岩体完整，承载力强，可不考虑下伏洞体稳定性（见图6）；5.简单建筑，当洞充填无水，微风化硬岩（

7、或基宽大于洞径、顶厚大于洞跨）时可不考虑溶洞的影响。(见图5)(见图6)4.4岩溶地基稳定性半定量评价半定量评价是将复杂的边界条件加以简化，借助力学方法计算。定性基础上加定量，在工程实践中，大多采用半定量评价方法。此法适用于详勘阶段和施工勘察阶段及重要永久性工程岩溶地基稳定性评价。1.裸露型岩溶区(1)荷载传递交汇法在剖面上从基础边缘按30°〜45°扩散角向下作应力传递，若溶洞位于该传递所确定的应力扩散范围以外时，即认为洞体不会危及建筑物的安全。(2)顶板坍塌堵塞法基本原理是溶洞顶板岩体塌落后体积发生松胀，当塌落向上发展到一定高度

8、后，洞体可被松胀的坍塌体自行堵塞，此时可以认为溶洞顶板已稳定。此法的前提条件是溶洞内无地下水搬运。溶洞坍塌的高度Z计算式为：Z=HO/(K-1)Z：塌高：H0：原始洞高：K：岩石松胀系数灰岩可取1.2左右，当顶板厚大于Z时安全。碳酸盐岩体浅部有隐伏