特殊的岩土工程

1、六、特殊条件下的岩土工程6.1 了解岩溶、土洞发育的地层、构造、地下水、气象等自然条件。 岩溶的形成和发育一般需要同时具备三个条件： 一是可溶性岩层，岩性不同，岩溶发育强度不同；二是具有溶蚀能力和足够流量的水； 三是有地面水下渗和地下水流动的通道。硫酸盐类、卤素类岩层比碳酸盐类岩层岩溶发育速度快；质纯、层厚、结晶颗粒粗的岩 层岩溶发育强烈， 且形态齐全， 规模较大， 含杂质的层薄的和结晶颗粒细小的岩层岩溶发育 较弱。断裂、节理裂隙使岩体破碎，是水流的良好通道，沿断裂带，节理裂隙密集带岩溶发育 强烈，断裂带和节理裂隙的发育和延伸方向决定岩溶的发育方向； 二组或二组以上裂隙交接 处尤为发育，且个体

2、规模大，褶皱的轴部，由于张裂发育，岩溶也较发育；产状陡倾斜的岩 层一般比缓倾斜或水平岩层岩溶发育强烈。地下水尤其是流动的地下水是形成岩溶和土洞的必要条件， 地下水的流速、 流量和动态 变化对岩溶和土洞的发育影响极大。气候与岩溶发育关系也很密切。 在大气降水丰富， 气候潮湿的地区， 地下水能得到充分 的补给，水的来源充沛，岩溶易发育。6.2 了解岩溶地基的勘察评价方法 岩溶勘察应查明对建筑场地和地基有影响的岩溶发育规律、 岩溶形态的分布、 规模、 岩 溶水的性质和土层的工程性质等，并对建筑场地的适宜性和地基稳定性作出评价。勘察方法应以工程地质测绘为主，并采用物探、钻探和测试等方法。 初步勘察宜采

3、用工程地质测绘及综合物探， 在测绘和物探中发现的异常地段， 应选择有 代表性的部位布置验证性钻孔， 在岩溶分区和规模较大的地下洞隙地段适当增加勘察孔。 控 制孔的深度应穿过表层岩溶发育带，但不宜超过30m。详细勘察宜沿建筑物基础轴线布置物探线，并宜采用多种方法判定异常地段及其性质。 对建筑物基础以下和近旁的物探异常点或基础顶面荷载大于 2000kN 的独立基础， 均应布置 验证性勘探孔。 当发现有危及工程安全的洞体时， 应采取加密钻孔或无线电波透视、 井下电 视、波速测试等措施。必要时可采取顶板及洞内堆积物的岩土试样。勘察应符合下列规定：1. 当基底以下土层厚度等于或小于独立基础宽度的3 倍或

4、条形基础的 6 倍且不具备形成土洞或其它地面变形的条件时， 应根据荷载情况， 将部分或全部勘探孔钻入基岩。 当在预 定深度内遇见洞体时， 应将部分探孔钻入洞底， 当遇中等风化岩石时， 其深度不应小于洞底 以下 2m。2. 当需查明浅埋岩溶的岩组分界、断裂及岩溶土洞的形态或验证其它物探手段的成果 时，应采取岩土试样或进行原位测试，并应布置适量的探井或探槽。3. 在土洞发育地段，应沿基础轴线或在每个单独基础位置上以较大密度布置静力触探或小口径钻孔钎探，查明土洞、地表塌陷的分布。施工勘察应根据岩溶地基处理设计和施工要求，布置勘探工作。在土洞、地表塌陷地段，可在已开挖基槽内布置触探或钎探。对大直径嵌岩

5、桩或墩基，勘探点应按桩或墩布置。 勘探深度应为其底面以下桩径的 3倍，并不应小于5m,当相邻桩基的基岩面起伏较大时应适当 加深。对重要或荷载较大的工程，应在墩底加设小口径钻孔，并应进行检测工作。岩溶地基的稳定性评价。1. 定性评价：当地基属下列条件之一时，对二级或三级建筑物可不考虑岩溶对地基稳定性的影响:(1) 溶洞被密实的沉积物填满，且无被水冲蚀的可能性；(2) 基础尺寸大于溶洞的平面尺寸，且具有足够的支承长度；(3) 溶洞顶板岩石坚硬完整，其厚度接近或大于洞跨；(4) 宽度(直径)小于1m的竖向溶蚀裂隙，落水洞漏斗近旁地段。2. 定量评价：主要按经验公式对溶洞顶板的稳定性进行验算：(1)按

6、溶洞顶板塌陷自行填塞洞体所需厚度的计算：顶板塌陷后塌落体体积增大，当塌落到一定高度H时，溶洞空间自行填满，无需考虑对地基的影响.所需塌落高度H按下式计算4Ho为洞体最大高度，K为岩石松涨系数，岩石取1.1-1.3,粘性土取1.05.(2)顶板按梁板受力情况计算1) 当顶板跨中有裂隙，顶板两端支座处岩石坚硬、完整时，按悬梁深计弯变矩M2) 裂隙位支座处，而顶板较完整时，按简支梁计算：1 、M =G3) 当支座和顶板岩层比较完整时，按两端固定梁计算1 .(式中符号见工程地质手册P552)6.3 了解各种岩溶地貌景观的特点，生成条件在地形陡峻、岩石裸漏的斜坡上地表径流大，以表面侵蚀为主，岩溶多呈溶沟

7、，溶槽、 石芽等地表形态发育；在地形平缓， 地表径流呈慢流，地表水易下渗， 岩溶发育以垂直发育 为主，多以落水洞、漏斗、竖井、溶洞等形态。石林、峰林、溶蚀平原、溶蚀洼地等地貌景观多是在碳酸盐类岩石地区，由地表水长期 的、强烈的溶蚀作用的产物。6.4 了解岩溶溶洞稳定性评价方法，作为建筑地基的评价、处理原则。岩溶溶洞稳定性评价可根据洞体大小、 顶板形状、 岩体结构和强度、 洞内堆填及岩溶水 活动等因素进行溶洞稳定性分析，并符合下列规定：1. 当判定顶板为不稳定，但洞内为密实堆积物充填且无流水活动时，可认为堆积物受 力，可按均匀地基评价。2. 当能够取得计算参数时，可将洞体顶板视为结构自承重体系进

8、行力学分析，并根据 顶板形态、成拱条件及裂隙切割情况分别将其作为梁板或拱壳受力情况计算或进行有限单元 数值分析。3. 有建筑经验的地区，可用类比法进行稳定性评价。4. 在基础近旁有裂隙及临空面时，应验算基底岩体向临空面倾覆或沿裂隙面滑移的可能。岩溶地基的处理应符合：1. 重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区。2. 当地基含石膏、岩盐等易溶岩时，应考虑溶蚀继续作用的不利影响。3. 不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主，并可根据其形态、大小及埋深，采用清爆换填，浅层楔桩填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法处理。4. 岩溶水的处理宜采取疏导的原则，宜疏不宜堵。5. 在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范

9、围内，不应作天然地基。对土洞和塌 陷宜采用地表截流、 防渗堵漏、 挖填灌堵岩溶通道、通气加压等方法进行处理，同时采用梁 板跨越。对重要建筑物应采用桩基或墩基。6. 应采取防止地下水排泄通道堵塞造成动水压力对基坑底板、地坪及道路等不良影响 以及泄水、涌水对环境污染的措施。6.5 了解滑坡、崩塌的定义、特点及它们的关系。滑坡的定义：斜坡上的岩土沿坡内一定的软弱带作整体地向前向下移动的现象称为滑坡。崩塌的定义：崩塌是指危岩的塌落过程及其产物。（陡坡上的岩体或土体在重力或有其它外力作用下，突然向下崩落的现象称崩塌） 滑坡和崩塌的特点及区别是：1. 滑坡运动多数是缓慢的，而崩塌运动快、发生强烈；2. 滑

10、坡多数沿固定的面或带运动。而崩塌不沿固定的面或带；3. 滑坡发生后多数仍保持原来的相对整体性，而崩塌体的整体性全被破坏。4. 滑坡的水平位移大于垂直位移，而崩塌正好相反就。6.6 了解滑坡的各种形态、分类、滑坡各种要素的名称、特点： 滑坡的分类（工程地质手册P586-587）滑坡的各种要素名称、特点（工程地质手册P587-588）6.7 了解地下水对滑坡的影响：工程地质手册P589第612行6.8 了解采空区的岩土工程勘察方法、主要手段采空区的岩土工程勘察以搜集资料、调查访问为主，对老采空区和现采空区， 当工程地质测绘和调查不能满足查明采空区的特征时， 应进行 物探和钻探工作。 物探应根据物性

11、条件和当地经验采用综合物探方法； 钻探应根据测绘和调 查结果和物探异常点布置工作量。6.9 了解采空区与地表移动盆地的关系以及采空区作为建筑场地的适宜性评价标准 移动盆地的面积一般比采空区大， 其位置和形状与矿层的倾角大小有关： 矿层倾角平缓时，盆地位于采空区的正上方， 形状对称于采空区，矿层倾角大时，盆地在沿矿层走向方向 仍对称于采空区，而沿倾斜的方向随着倾角的增大，盆地中心愈向倾斜方向偏移。采空区做为建筑场地的适宜性评价标准：（岩土工程勘察规范 P77-78，第4.5.6条）6.10 了解在采空区进行建筑时的一般工程措施（岩土工程勘察规范 P79 第 4.5.8 条）6.11 了解引起地面沉降的原因 大量抽吸液体、气体引起液压气压下降，使地层压密而导致地面沉降。地下水经过抽吸后，使地层压密，是由于含水层水位下降引起土层中孔隙水压力降低， 颗粒间有效应力增加的缘故。6.12 了解控制