遵义高铁新城旅游区岩溶地区工程地质条件评价

遵义高铁新城旅游区岩溶地区工程地质条件评价目录绪论1.1论文研究的背景及意义1.2国内外研究现状1.3本文的研究内容及方法1.3.1研究内容1.3.2研究方法第二章高铁配套旅游项目工程概况2.1工程概况2.2区域自然地理特征2.2.1.自然地理及气象2.2.2河流水文2.2.3地形地貌 2.2.4区域地质构造概况场地工程地质条件3.1地形地貌3.2地质构造3.3地层岩性3.3.1分层依据 3.3.2岩土分层特征 3.3.3岩土物理、力学性质指标统计分析及设计参数建议 3.4不良地质与特殊岩土 3.4.1不良地质 3.4.2特殊岩土 3.5水文地质条件3.5.1地表水 3.5.2地下水 3.5.3场地环境水对工程腐蚀性的评价 3.5.4地基土的腐蚀性 3.5.5岩土层的富水性及渗透系数 3.5.6降雨期间地下室积水分析 3.5.7抗浮设防 3.6地震效应 3.6.1地震动参数及抗震设防类别3.6.2场地土类型及建筑场地类别 3.6.3地震液化及软土震陷 3.6.4场地抗震地段类别 第四章场地工程地质条件评价 4.1地层物理力学性质4.1.1场地适宜性 4.1.2瑞典条分法评价地基地质条件稳定性 4.1.3地基均匀性评价 4.2岩溶地质分析4.2.1岩溶概述4.2.2岩溶分布4.2.3岩溶形成原因4.2.4岩溶影响4.2.5岩溶处理方式 4.3溶洞顶板安全厚度验算4.5地表水、地下水影响评价4.6基坑工程分析与评价针对不良地质的处理措施8.1地基土的工程性能分析与评价 8.4溶洞处理措施 第六章结论与建议致谢参考文献附图绪论1.1论文研究的背景及意义岩溶是地下水和地表水向可溶性岩石的破坏和转化，岩溶及其地貌和水文地质现象统称为岩溶地貌，也称为喀斯特地貌。工程地质评价是对于工程的分析和对建筑物所需的环境条件所作出的评估。在项目的施工中，对于场地进行必要的勘查工作之后，对场地的工程地质条件进行分析和评价就显得尤为重要。在分析场地条件的过程中，发现和剖析最为明显的不良地质现象，进行详尽的分析和处理，才能使施工更有针对性，达到让工程建筑更安全、稳定的效果。本文以遵义高铁新城配套旅游区项目为研究对象，该工程项目地层复杂程度中等，岩溶发育规模较大，属于典型的中国西南部岩溶地质。但是由于常年处在库水位波动影响范围内有可能复活，且一旦滑动会对周边的建筑、居民等造成巨大损失，因此需对库水位升降对其稳定性的影响进行充分的评价。对工程场地进行研究和评价，对不良地质现象进行分析和研究，是对本科学习结果一次最好的检验，一方面可以将工程地质学、岩体力学、土力学、野外实践等知识有机结合，还可以让我们进一步了解相关专业知识在实际工程中的应用，目前的研究现状与行业规范，建立一整套对场地工程地质勘探、评价、处理工作的思路与方法，并从中发现自己的不足，加以改进，并为今后的学习打下基础。1.2国内外研究现状李铭鹏通过龙岗工程项目的分析，探索中国南部地区深圳的覆盖型岩溶在工程建设中的具体处理方式；A.Husic等根据岩溶地质中氮元素的去向，对岩溶地质中的地下水文情况和岩溶地貌区域内流水的溶解作用进行剖析；于振涛通过对某二级公路地区工程地质条件的分析，对于该地区的岩溶地质作用进行评价，为后期的选线、设计和工程建设提供了依据；1.3本文的研究内容及研究方法本文以贵州遵义高铁新城配套旅游区项目场地作为研究对象，以岩土工程勘察报告为基础，结合地质环境背景，应用工程地质学、岩体力学、土力学等相关专业知识，通过定性分析和数值计算，得到场地工程地质条件情况和岩溶发育的程度及趋势，进行进一步分析。本文从场地工程地质条件着手，在地形地貌、地质构造、地层岩性、不良地质、水文地质条件、地震效应六个方面对于遵义高铁新城配套旅游区的工程地质概况进行阐述，然后对于场地最突出的不良地质现象——岩溶进行重点的分析和评价，并给出岩溶地质处理方式的建议，最后对于场地给出总结性的结论与建议。高铁新城配套旅游区项目工程概况2.1工程概况高铁配套旅游C区项目位于遵义市红花岗区新南大道东侧，距离市区3公里，共有C1、C2、C3、C4四块场地，设有商业、办公、SOHO、滨江景观居住区、社区商业、高端餐饮、主题酒店会所等建筑。其中社区商业、高端餐饮、主题酒店会所为多层建筑，层高2～5F；商业、办公、SOHO、滨江景观居住区为高层建筑，层高9～24F。高铁配套旅游D区项目位于遵义市红花岗区在建滨河路、迎宾一路、湘江大道（三条道路非本项目工程）合围的区域，在建的迎宾三路穿过本项目。D区共D1、D2、D3、D4四块场地，设有主题艺术中心、小型博物馆、艺术画廊、主题工作坊、主题酒店、酒店式公寓、主题商业、娱乐城、社区商业、滨江景观居住区、幼儿园等建筑，其中主题艺术中心、小型博物馆、艺术画廊、主题工作坊、酒店式公寓裙楼、主题商业、娱乐城、社区商业、幼儿园为多层建筑，层高1～4F；主题酒店、酒店式公寓、滨江景观居住区住宅为高层建筑，层高9～24F。高铁配套旅游E区项目位于遵义市红花岗区在建湘江大道、滨河路、迎宾一路、渝黔铁路线围合的区域，整体呈矩形。本次勘察共E1、E2、E4、E5、E6、E7六块场地，设有汽车体验店、社区商业、高档居住区、近铁大厦等建筑，其中近铁大厦、汽车体验店、社区商业为多层建筑，层高2～5F；高档居住区为高层建筑，层高17～24F。本次勘察场地为旅游区核心区域C3、C4、D1、E1、E2、E4区。C3为高层办公楼及SOHO其裙楼组成，主体为两栋高层建筑，裙楼为1～4F多层。占地面积15723.12m2，建筑面积66572m2，C3地块在整体设置有二层地下室，地下室二层地面绝对标高842.10m，室外设计标高为850.30m，地上1～16层，中柱荷载28000kN，边柱荷载15000kN。采用框架-核心筒结构，基础形式拟采用桩基础和筏板基础，基础埋深9m。C4地块，占地面积25641.37m2，建筑面积20296.61m2，为滨江景观居住区和社区商业。商业为多层建筑，层高2F；滨江景观居住区为高层建筑，层高17-24F。设置有二层地下室，南部地下室二层室内地面绝对标高为835.40m，北部地下室二层室内地面绝对标高为833.75m，室外设计标高为845.80m，地上2～24层，中柱荷载12000kN，边桩荷载8000kN，框架-剪力墙结构，基础形式待定，基础埋深11m。D1地块，为多层主题艺术中心、小型博物馆、艺术画廊、主题工作坊组成，层高1～4F。D1地块整体设置有三层地下室，地下室三层地面绝对标高841.60m，中柱荷载9500kN，边柱荷载6000kN，建筑物为框架结构，基础形式拟采用桩基础。E1区，为近铁大厦，建筑为多层建筑，层高4～5F，建筑面积15675㎡。E1地块局部设置有一层地下室，地下室一层室内地面绝对标高851.00m，设计±0.00标高：854.40m。地上4～5层，中柱荷载6000kN，边柱荷载4000kN，框架结构，基础形式拟采用筏板基础。E2地块，占地面积13281.87m2，建筑面积11310.02m2，为高档居住区、社区商业。商业为多层建筑，层高3F；高档居住区为高层建筑，层高17～24F。设置有2层地下室，地下室二层室内地面绝对标高为844.40m，室外设计标高为854.2m,中柱荷载12000KN，边桩荷载8000KN，框架-剪力墙结构，基础形式拟采用柱基或桩基础，基础埋深11m。E4地块，为汽车体验店，建筑均为多层建筑，层高2～3F，建筑面积10539㎡。E4地块不设置地下室，设计±0.00标高为854.3m，地上2～3层，中柱荷载3000kN，边柱荷载2000kN，框架结构，基础形式拟采用天然地基。2.2区域自然地理概况2.2.1自然地理及气象（1）自然地理遵义位于东经105°-108°、北纬27°-29°。市区东西方向247.5公里，南北长232.5公里。遵义市东面是铜仁地区和黔东南自治州，东南面与黔南自治州相邻，南面有省会贵阳市，西南面和毕节市相邻，西面与四川省交界，北面与重庆直辖市接壤。中心城区南到省会贵阳市144公里，与重庆市距离239公里。本场地位于遵义市红花岗区颜村，距离遵义市中心3公里，在建遵义东站站前广场西南侧。（2）气象工程场地气候属于亚热带湿润季风气候，每年的东南季风，造成干湿季节比较分明。境内夏无酷暑，冬无严寒，降雪稍多，潮湿阴冷。年平均气温14.6℃～15.3℃；极端最高气温34.5℃～37.5℃；极端最低气温-7.8℃～-6.6℃，多年平均降雨量857.5mm～1134.8mm；最大降雨量173.3mm～178.6mm；年平均风速1.5m/s～2.62m/s，最大风速13.0m/s～23.0m/s；年蒸发量828.2mm～1749.0mm；平均相对湿度79%～80%；年雾日数7日～14.6日；最大积雪深10cm～22cm；平均日照时数843.5小时～1239.4小时。2.2.2河流水文遵义市位于长江流域中上游，河流以大娄山山脉为分水岭，遵义市水系分为乌江、赤水河和綦江三大水系。以大娄山山脉为分水岭，南北分属乌江区和长江上游干流区两大水系，乌江区包括偏岩河、湘江河、余庆河、芙蓉江等，长江上游干流区包括赤水河干流及主要支流如牛渡水、桐梓河、习水河等。项目区位于湘江河以东，属于湘江河流域。地区工程地质条件3.1地形地貌勘察场地为溶蚀矮丘地貌，湘江河以东，原始地势南高北低，地形起伏较大，南侧为低山，北侧为缓坡和凹谷，高程840.3～872.9，相对高差30m。现场北部场地由于大量堆放外来回填层（为块石、碎石、黏土组成的素填土），人工回填厚度大，已初步平整，高程841.24～858.62m。场地零星分布有居民，交通条件一般。3.2地质构造段内位于新华夏系第三隆起带南段，断裂带以北北东走向为主，根据《区域地质报告》（遵义幅）显示，拟建建筑场地范围内未见断裂发育，无近期以来的活动性断裂及深大断裂。测区原始地貌为可溶岩溶蚀丘陵地貌。拟建建筑场地地层岩性相对较稳定、完整。拟建筑场地地层岩性相对较稳定、完整，岩层产状变化不大，测区内测得岩层产状为153°∠46°。3.3地层岩性3.3.1地层分层依据根据钻探结果，本场地地层按地质时代、地质成因、岩土类型、岩土名称及工程特性的变化对地层进行分类。3.3.2岩土分层特征岩土名称及工程特性的变化自上而下依次可分为：素填土（Q4ml）：褐黄色，压实程度差，呈松散状。其中黏土约占10～20％，碎块石约占80～90％，碎块石直径约20cm～80cm，部分2～20cm。分布于整个场地，结构松散，为勘察期间（2016年2月~2017年1月）平整场地回填形成，未完成自重固结。本次勘察揭露厚度0.50～13.00m，素填土底板最低标高为815.10m，参照周边地质资料暂提供经验值作参考：负摩阻力系数取0.35、C=5kPa、φ=20°、γ=19.5（kN/m3）。填土主要由碎块石土组成，含部分黏性土，其成分组成决定该层不具有湿陷性。（2-1）粉质黏土（Qel+dl）：褐黄色，分布于场地大部。本次勘察揭露C4地块粉质黏土层厚度0.30～14.10m，层顶标高833.51～849.70m，层底标高824.11～848.72m。标贯测试43次，实测击数7～12击，平均9.02击。（3-2）强风化泥质灰岩（T1m）褐黄色、，微晶结构，节理裂隙发育，以碎块状为主，岩体基本质量等级为Ⅴ类。场地范围内均有分布，该层厚度为1.00～5.00m，平均厚度为2.76m，顶面埋深为0.00m，层顶高程为862.79～857.97m。（3-3）中风化泥质灰岩（T1m）褐灰色，局部裂隙为方解石脉充填，岩芯较破碎。场地范围内均有分布，顶面埋深为0.00～10.20m，层顶高程为864.23～852.28m。该层场区内分布稳定，均未钻穿。（4-3）中风化白云质灰岩（T1m）：灰色、肉红色，隐晶质结构，中厚层状。节理裂隙较发育-弱发育，局部采取率低于50%，RQD值约15～75%，局部RQD值等于0，属较硬岩。场地范围内均有分布，顶面埋深为0.00～31.70m，层顶高程为810.03～858.62m。该层场区内分布稳定，均未钻穿。（4-3-1）中风化角砾状白云质灰岩（T1m）肉红色，角砾状结构，胶结面呈肉红色，胶结差，母岩为白云质灰岩，岩芯较破碎，岩芯多呈短柱状、块状，局部碎块状。层厚1.00～2.70m。岩体基本质量等级为Ⅳ类。成因为白云质灰岩碎块泥质胶结而成。该层主要分布于场地的东北角，本次勘察分别于D1-78、D1-79、D1-101揭示，多呈夹层状分布。（5-3）中风化灰岩（T1m）深灰色，中厚层状构造，局部裂面见铁锰质浸染，属较硬岩，顶面埋深为0.00～31.00m，层顶高程为817.31～851.93m。该层场区内分布稳定，均未钻穿。（5-3-1）角砾状灰岩肉红色，岩芯呈柱状，少量碎块状。仅C3-56一孔有揭露，揭露厚度6m。层底标高839.22m。溶洞（有充填）：溶洞内充填物主要为黏性土，黄褐色，夹少量角砾。空洞（无充填）：溶洞内无充填，钻探过程中有掉钻现象。本次勘察揭露溶洞洞高0.40～9.30m，洞顶标高804.87～845.25m。本次钻孔有49孔遇到溶洞，见洞率20.42%，C3-52揭示单个溶洞洞高最大为9.3m，单孔3-52-1见洞最多3个（串珠状溶洞）。3.4不良地质与特殊岩土1.不良地质根据野外地质调查，区内地表溶沟、溶槽发育，其内充填少量黏土，本场地实际完成钻孔236个，遇溶洞钻孔49个，钻孔见洞隙率为20.42%，线岩溶率15.70%，C3-52-1串珠状溶洞发育深度22m。C3-42、C3-52、C3-53、C3-78、C3-79、C3-97、C3-151、C3-154、C3-166、C3-172揭露岩溶规模较大，且位于高层或影响范围，对其周边补孔查明其发育范围。详细分布情况详见附表部分——溶洞分布情况一览表（附表3）；部分地段基岩面高差大于5m，另外根据周边场地地质调查，场地东北迎宾大道发现有地下暗河，且水量较大，按《贵州建筑岩土工程技术规范》（DB22/46-2004）第7.1.3条判定，本区属岩溶强发育。由本场地为白云质灰岩，为可溶岩，且浅部节理裂隙较发育，为岩溶发育提供了地质条件；场地所在的遵义地区降雨量丰富，为岩溶的发育提供了必须的溶蚀物质和动力条件。该场地溶蚀发育最低标高830.91，顶板最高标高850.81，岩溶发育多在标高800和850之间，溶洞一般0.5-4m，局部岩溶发育超过5.6m。局部基岩面起伏较大，且其岩溶发育，如D1-09、D1-12、D1-18、D1-62A、D1-118、D1-126A、D1-165A、D1-174、D1-185A，具有深度较大、顶板厚度小于洞跨、无充填和半充填的特点。由于溶洞具有无充填的特点，可能造成沉陷、坍塌、滑移的地质灾害，危及建筑的稳定性。在桩基施工过程中建议进行注浆处理，以消除隐患，保证地基基础稳定。处理方式可采用钻引孔用片石或混凝土灌注的方式。于溶洞具有无充填的特点，可能造成沉陷、坍塌、滑移的地质灾害，危及建筑的稳定性。在基础施工过程中建议进行处理，以消除隐患，保证地基基础稳定。处理方式可采用钎探或钻探进一步查明溶洞范围，再钻引孔用片石、混凝土灌注或钢护筒跟进法处理的方式。2.特殊岩土根据区域地质资料及现场勘探情况，场地内特殊性岩土主要为素填土。素填土：场地内分布有（1-1）层人工素填土层，平均厚度约12.77m，该层主要由强～中风化泥质灰岩、白云质灰岩、灰岩等碎石、块石组成，黏土含量约占10~40%左右，呈松散状，其具有粒径及厚度变化大、新近堆积未完成自重固结、结构松散，回填未经处理（如有目的的分层压实、选料、颗粒级配等），均匀性差。在桩基成孔时易坍塌，需采取有效的护壁措施。3.5水文地质条件本场地未见河流、池塘，地表水主要为大气降水。场地内的地下水主要为上层滞水及岩溶裂隙水。上层滞水赋存于素填土层中，水量小，通过填土碎块石孔隙及基岩裂隙等管道渗入地下。岩溶裂隙水赋存于基岩裂隙中，周边地表见落水洞出露，钻探及钻孔声波测试揭示区内岩体完整程度差异较小，岩体一般较完整，局部岩体较破碎，部分孔裂隙发育，部分钻孔钻进过程中漏水现象较严重，主要原因为基岩岩体节理裂隙较发育，同时斜坡上排泄条件较好，储水条件较差。本次勘察未能测得上层滞水稳定水位，未见地下暗河，据附近C4地块测得岩溶裂隙水稳定水位28.1～30.7m，水位标高813.72～814.21m，平均813.97m。水位受气象因素影响较大，年变化幅度2～3m。3.5.3场地环境水对工程腐蚀性的评价本次勘察地区气候为湿润区，地下水含水层以弱透水层为主，地层渗透性为B类，场地环境类型为Ⅱ类。据附近C4地块场地内C4-877-3、C4-985-3钻孔取地下水样共2组进行水质分析，水质分析结果判别结果见表5.1、表5.2。地下水对混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价表5.1腐蚀介质环境类别界限值实测值腐蚀性评价Cl-(mg/L)干湿交替＜10076.57～74.02微腐蚀地下水对混凝土结构的腐蚀性评价表5.2腐蚀介质环境类别界限值实测值腐蚀性判别SO42-(mg/L)Ⅱ＜3001302～1343.5弱腐蚀Mg2+(mg/L)Ⅱ＜2000115.5～122.06微腐蚀NH4+(mg/L)Ⅱ＜5000微腐蚀OH-(mg/L)Ⅱ＜430000微腐蚀总矿化度(mg/L)Ⅱ＜200002230.7～2245.65微腐蚀PH值弱透水＞5.07.33～7.54微腐蚀侵蚀性CO2(mg/L)弱透水＜300微腐蚀HCO3-(mmol/L)弱透水＞1.0224.55～251.89微腐蚀综合评价：地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对混凝土结构具弱腐蚀性。3.5.5岩土层的富水性及渗透系数该场地地层主要为（1-1）素填土层，（2-1）粉质黏土层，（5-3）中风化灰岩层。填土层为新近填土，主要为泥质灰岩、白云质灰岩、灰岩碎块组成，局部夹有黏性土，透水性好，富水性差，为强透水，渗透系数6×10-2cm/s≤K＜1.8×10-1cm/s；粉质黏土层呈可塑状态，富水性弱，渗透性差，为极微透水，渗透系数K＜1.2×10-6cm/s。中风化灰岩为主要含水层，其节理裂隙较发育，局部发育岩溶，地表水易从裂隙下渗，透水性中等，渗透系数10-4cm/s≤K＜10-2cm/s。地下水位一般位于标高815m以下，在地下水位以上富水性差，地下水位以下富水性强，富存于岩溶及裂隙中，但其地下水位随季节和地形的变化而变化。3.5.6降雨期间地下室积水分析根据气象局资料，区域降雨量多集中在5-9月，日最大降雨量为178.6mm，按最不利条件考虑，该场地所处地势相对较低，流入基坑的水量可按下式计算：Q=F×A×Ψ式中：F——汇水面积，按8341.87m2（地下室平面面积）A——日最大降雨量按178.6mm/d考虑；Ψ——地区经验系数，本地区取0.9；预计最大暴雨日汇入基坑的水量约Q=1340.87m3/d。根据以上计算，大气降水流入地下室基坑的水量大，应注意地下室基坑的排水工作，建议在地下室周边地面开挖截排水沟将大气降水引入附近的城市排水系统。3.5.7抗浮设防根据区域水文地质资料及遵义城区多年的勘察经验，地下水丰水期最大涨幅约2.5m。根据区域资料地下水位动态变幅一般在5～9月，期间水位、水量随间歇性降雨增加呈波状上升至峰值后有一段相对稳定的时期（8～9月），即为峰值期水位；此后为减幅期，地下水位呈波状下降至低水位。由于勘察期间为贫水季节，因此勘察期间调查所得的地下水位813.97m属年低水位，所以场地在一个水文年内最高水位为813.97+2.5=816.47m，一般低于基底标高。对于拟建的地下室，应考虑施工期间的抗浮问题。周围建筑施工或市政管网未建立时，临时降雨可能导致本地块基坑短时积水无法排除，引起地下室上浮问题，建议抗浮设防水位按室外地坪标高以下3.0m考虑。场地大气降水及远期管廓渗水主要通过素填土粗粒间孔隙、基岩的层理及裂隙、溶隙渗入地下。渗透时局部堵塞可能形成临时滞水，在施工期间建议基坑回填时坑壁的挂网喷砼应进行破解，避免人为封闭基坑侧壁，引起回填土体积水。3.6地震效应3.6.1场地土类型及建筑场地类别根据场地内C3-84和C3-119两孔的实测等效剪切波速，本场地土属软弱土，覆盖层厚度20.2～23.6m，综合判别场地类型为Ⅲ类，设计特征周期为0.45s；据临近C2地块地脉动测试结果，卓越周期为0.603s。各孔等效剪切波速计算结果及场地类别判别见表6.1。场地类别判别表6.1孔号覆盖层厚度范围（m）测试深度(m)钻孔土层等效波速vse场地等效波速vse场地类别mmm/sm/sC3-8420.223132.7121.4ⅢC3-11923.627110.13.6.2地震液化及软土震陷拟建场地内无饱和砂土和软土，不考虑砂土液化问题。3.6.3场地抗震地段类别根据场地揭露土层厚度及组成，根据规范，场地属于建筑抗震不利地段。建议加强上部结构和基础的稳定性。该场地无地震引起的滑坡、崩塌、液化，该地块填土厚度0.5-31m，为新近填土，未完成自重固结，属于软弱土，层底高程817.31-851.93，部分位于第二层地下室地面标高（842.1m）以下，属于半填半挖地基，地震作用下致使填土层加密，可能产生震陷，需对填土层采取压实处理，以避免产生不均匀沉降对建筑的不利影响。场地工程地质条件评价4.1地层物理力学性质4.1.1岩土物理、力学性质指标统计分析（1）地基土主要物理力学性质指标统计，结果见表3.1。主要物理、力学性质统计表表3.1岩土名称统

计

项

目含水

量ω

(%)颗粒密度(g/cm3)天然

孔隙

比

e液限ωL

(%)塑限

ωp

(%)塑性

指数

IP液性

指数

IL饱和度Sr(%)粘聚

力c

(kPa)内摩

擦角

φ

(度)压缩系数α1-2

(MP-1)压缩模量Es

(MPa)（2-1）粉质黏土

Qel+dln13.0013.0013.0013.0013.0013.0013.0013.0013.0013.0013.0013.00平均值26.741.920.8138.1221.1816.930.3390.7535.359.925.900.32最大值28.201.960.8842.6022.8019.800.4393.7053.3014.108.800.47最小值25.201.850.7535.3019.6015.200.2584.7025.006.304.000.20标准差0.830.030.042.120.971.370.062.368.872.511.430.08变异系数0.030.020.050.060.050.080.190.030.250.250.240.23修正系数1.130.87标准值39.798.67注：统计时剔除了部分离散性较大的数据；当n<6时取小值平均值；剪切试验方法为直剪快剪（2）标准贯入试验锤击数N（实测值）统计结果详见表3.2。标准贯入试验锤击数统计表表3.2地层编号地层名称状态或密实度试验次数n基本值标准差σ变异系数δ统计修正系数Ψ标准值N’（击）maxminμ（2-1）粉质黏土可塑101178.71.340.150.917.92（3）重型动力触探试验锤击数N63.5（实测值）统计结果详见表3.3。重型动力触探试验修正锤击数统计表表3.3地层编号地层名称状态或密实度试验次数n基本值标准差σ变异系数δ统计修正系数Ψ标准值N’（击）maxminμ（1-1）素填土松散～稍密10611.52.85.91.980.340.945.56（4）岩石饱和单轴抗压强度试验统计结果见表3.4。岩石饱和单轴抗压强度统计表表3.4地层代号地层名称试验组数基本值标准差σ变异系数δ统计修正系数Ψ标准值frk(MPa)maxminμ（4-3）中风化白云质灰岩4454.0032.0039.895.030.130.9738.59（4-3-1）中风化白云质灰岩（含角砾）1231.0515.5320.015.370.270.8617.19（5-3）中风化灰岩2258.134.743.385.280.120.9541.41（5-3-1）中风化角砾状灰岩330.5125.7227.97（5）据现场勘察情况该场地岩性在空间分布上有一定的差异，主要区别在局部含角砾和不含角砾，含角砾的多见溶蚀现象，角砾泥钙质胶结，层厚0.2-0.7cm，岩质较软，为较软岩；不含角砾的岩质较硬，为较硬岩。因此场地根据岩性在空间上的差异建议对承载力特征值fak建议分开考虑，含角砾白云质灰岩层主要分布于场地的C4-5栋及其周边多层。C4-1栋、C4-2栋高层大部和C4-7栋局部为岩溶发育区，具体见建筑平面总图圈注范围。根据室内岩土试验及原位测试成果，并结合地区经验综合确定的场地内各地基岩土层的承载力特征值fak、压缩模量平均值Es(1-2)等详见表3.5。承载力特征值、压缩模量（变形模量）综合成果表表3.5地层编号岩土名称土工试验综合取值fak(kPa)Es(1-2)(MPa)fak(fa)(kPa)Es(1-2)(E0)(MPa)（1-1）素填土3.5（2-1）粉质黏土1156.081156.08（3-2）强风化泥质灰岩500不可压缩（3-3）中风化泥质灰岩frk=17.87MPa1787不可压缩（4-3）中风化白云质灰岩frk=38.59MPa3859不可压缩（4-3-1）中风化白云质灰岩（含角砾）frk=17.19MPa1719不可压缩（5-3）中风化灰岩frk=41.41MPa4141不可压缩（5-3-1）中风化角砾状灰岩frk=27.97MPa2797不可压缩4.2岩溶地质评价4.2.1岩溶概述贵州省是喀斯特地貌发育的典型代表区之一，喀斯特地貌发育主要分三个阶段，即早期峰丛，中期峰林，晚期孤峰。贵州省属于喀斯特地貌发育的中晚期，以峰林、孤峰为主。地貌形态主要有岩溶洼地、沟谷等。其地形陡峻，山峰孤立且相对高差较大，沟谷、干沟、盲谷及地下暗河等发育。ADDINNE.Ref.{8069787A-13EB-4512-8800-07DE843985FB}[1]贵州省位于中国西南部，属于亚热带湿润季风气候，冬季无严寒，夏季无酷暑，气候温和适宜。该地区雨季集中在4-9月，绝大多数部分植被发育，地面湿度大。雨季的降雨量占研究区全年降雨量总量的76%左右，年降雨量平均约1200mm。且多年来最高最低气温分别为34.3~9.2℃，多年来平均气温约为13.6℃。可溶性石灰岩的分布，提供了大量的可溶性岩石；遵义地区温暖湿润的气候和特有的地形地貌，提供了良好的水的循坏交替条件，使地下水的补给、径流、排泄作用正常进行，促进了岩溶地质现象的产生和发育。4.2.2岩溶的形成和发育就整个岩溶地区来说，其发展深度是以可溶性岩石底板为下限。因此，可溶性岩石的底板就是地下岩溶发育的基面。假设高平坦的高原上升，地壳长时间上升，并由渐进的岩相和厚厚的石灰岩层稳定，岩溶地貌的发展如下。开始发展成石芽，沟壑，漏斗和下沉洞。一些地表水移动到地面并被裂缝侵蚀。此时，裂缝没有放大，地面上的河流仍居优势。随着裂缝继续扩大，基岩中形成了许多独立的洞穴系统。在较大的洞穴系统中，地下水位较低，在较小的洞穴系统中，地下水位较高，并且通常没有均匀的地下水位。地下水面的位置较高，一般无统一的地下水面。随着地下洞穴的全面发育，独立的洞穴逐渐融入一个完整的系统，形成一个统一的地下水位。水面上方的洞穴是干燥的，水面附近的洞穴中有地下河流。目前，地下水的垂直分区非常明显，大多数地下河流已经被移到地下，并且处于一个非常低水的蜂窝状地面上。此后，由于长期坍塌和侵蚀，地面逐渐被侵蚀，地表浅层洞穴因洞穴顶部坍塌而露出地表，地下河的一些部分因地下河和屋顶的坍塌而扩大。暴露在表面，在明流和暗流之间交替。最后，地下河逐渐变成地面上的河流。在地下河变为地下河的过程中，地下河顶开始坍塌，破坏和搬运效果变强，地面破碎，形成大规模溶蚀洼地和峰林。由于地下河流和洞穴的大规模坍塌，地表水系统形成。喀斯特盆地不断被侵蚀和扩张。此时，地面减少了。石灰岩残留沉积物积聚在岩溶盆地底部或平原上。溶蚀平原上仍留有红土，石灰岩丘。而孤峰，地面起伏都很小，接近准平原。4.2.3岩溶分布场地原始地貌地表溶沟、溶槽发育，部分溶洞充填黏土。C3场地实际完成钻孔240个，遇溶洞钻孔49个，钻孔见洞隙率为20.42%，线岩溶率15.70%，C3-52-1串珠状溶洞发育深度22m，局部岩面相对高差大于5m；C4场地实际完成钻孔847个，遇溶洞钻孔188个，钻孔见洞隙率为22.20%，最大溶洞揭露深度15.1m；D1场地实际完成钻孔221个，遇溶洞钻孔67个，钻孔见洞隙率为30%，最大溶洞揭露深度5.6m，基岩面相对高差大于5m；E1场地实际完成钻孔63个，遇溶洞钻孔17个，钻孔见洞隙率为26.98%，最大溶洞揭露深度15.1m；具体场地的岩溶分布、充填物情况、线溶率见附表C3、C4、D1、E2区属岩溶强发育，E1区属岩溶中等发育，E4区属岩溶微发育，强发育地区岩溶对基础影响较大。平场至基坑底部标高后，部分溶洞将被清除或揭露；在勘察过程中C3-42、C3-52、C3-53、C3-78、C3-79、C3-97、C3-151、C3-154、C3-166、C3-172、C4-28、C4-230、C4-250、C4-273、C4-429、C4-447、C4-450、C4-470、C4-526、C4-566、C4-654、C4-676、C4-872、C4-873、C4-877、C4-878、C4-899、C4-901、C4-905、C4-961、C4-985、C4-1033、C4-1047、C4-1071、C4-1074、C4-1075、C4-1079、C4-1080、D1-111、、D1-124A、D1-170、D1-185A揭露岩溶规模较大，且位于高层或其影响范围，对其周边补孔查明其发育范围，C3-2、C3-40、C3-94、C4-448、C4-449、C4-467、C4-937、C4-947、C4-973、D1-09、D1-12、D1-18、D1-126A、D1-174距离基坑底部小于2m。其他的溶洞规模较小的可直接钻引孔采取注浆或混凝土处理，部分溶洞埋深位于基础底部安全距离外或有充填物对基础及整个建筑影响较小。设计和施工时当基础底板以下有溶洞影响地基强度和稳定性时，根据其大小、发育特征建议采取混凝土灌注或先填片石后注浆等处理方法。本地块勘察深度范围内未能测得地下水稳定水位，勘察深度未见地下暗河和伏流，但在该场地东北迎宾大道发现有暗河出露，距本场地约400m，该场地勘察期间地下水814m左右，为岩溶裂隙水，在该深度附近的岩溶要么规模较小，要么粘性土充填，与附近暗河无直接连通关系，该场地的岩溶仅为地下岩溶裂隙水的储存空间或渗入通道。4.2.4岩溶对工程的影响岩溶地区地基破坏的主要形式有：地基承载力不足，地基不均匀下沉，地基滑动，地表塌陷。（1）岩溶洞穴对工程的危害一般工程揭露的洞穴有三种基本类型：岩层中形成的溶洞；土层中形成的土洞；溶洞顶板完整，不易坍塌，土洞顶板是土体或其它松散层组成，板顶易发生坍塌。岩面洞穴或因洞顶板太薄、破碎，或土洞顶板是松散层，易发生坍塌。（2）溶洞对工程的危害上述多种方式对溶洞稳定性的分析可以得出结论：当洞顶板是完整的，且属于水平形态（水平的受力条件最为不利），其厚度与跨度之比≧0.5时，则属于稳定的。（3）土洞对工程的危害A土洞坍塌的条件一般来说，土洞坍塌必备的三个基本条件：水、覆盖层（土或其它松软地层，是坍塌的物质条件）及连通土层的开口溶洞（储运条件）。B土质有利于土洞的形成与坍塌土层属于粉质粘土及砂性土，具有疏、松、软的，在地下水的作用下易产生管涌（潜蚀）形成土洞，或者土质含有大量钙质被溶解成空洞。揭露的土洞中。C岩面处地下水活动有利于土洞的发展岩土接触的界面，岩面是相对不透水层面易于集水，岩石表面多有裂隙及岩面处有较大的空隙，构成岩面是地下水良好的迳流渗漏通道，地下水较活跃，溶蚀交替作用强烈。当土洞或岩面高程位于地下水升降幅度内时，地下水又不断冲蚀土体，并携带土颗粒于岩面洞穴中。岩面洞穴中的水气产生的水气蚀及压强差，可直接诱发产生土洞。这些都使得土洞不断发展、扩大、增高，直至土洞顶板不能承受自重及外荷载时，突然发生地面塌陷。D土洞发展的速度相对较快土洞的发展与破坏是机械性为主。相对而言发展速度较快。当水、气和岩溶管道相互连通时，可在几小时乃至瞬间发生上百个群体塌陷，这类事例我国很多。（4）岩溶水的风险在工程中可能直接揭露岩溶水，引发突涌灾害，也可能当下伏层自重不足以平衡承压水头差的情况下，通过土层造成突涌灾害。因岩溶水管道迳流较通畅，水量较充沛，且往往夹带泥砂，可掩埋基坑，且因水位的迅速下降，在其下降漏斗范围内产生地面塌陷或沉陷，造成房屋开裂倒塌，道路管线错裂破损，表水及污水下渗污染岩溶水等环境问题。4.3溶洞顶板安全厚度验算当顶板岩层比较完整时，将溶洞围岩视为结构自承重体系，进行内力分析，求得H，再加适当安全系数，便为顶板安全厚度，现以板梁模型，根据极限平衡条件，按顶板受剪切估算其安全厚度H，可按下式计算：

式中

H--顶板岩层厚度P--溶洞顶板所受总荷载(kN)

T--溶洞顶板的总抗剪力（kn）

L--溶洞平面的周长S--岩体计算抗剪强度（石灰岩一般为允许抗压强度的1/12）(kPa)以C3-42为例，P=15000，T=345kpa，L=12.2m，K=2。估算其安全厚度H=7.1m。当溶洞顶板为较完整或完整岩体时，且其溶洞顶板厚度大于7.1m时稳定性较好，当溶洞顶板厚度小于7.1m时，或溶洞顶板岩体较破碎，裂隙较发育，其稳定性差。以C4-566为例，P=12000kN，T=300kpa，L=15.7m，K=2。估算其安全厚度H=5.10m。当溶洞顶板为较完整或完整岩体时，且其厚度大于5.10m，稳定性较好，当溶洞顶板厚度小于5.10m时，或溶洞顶板岩体较破碎，裂隙较发育，其稳定性差。以D1-185A为例，P=9500kN，T=245kpa，L=13.5m，K=2。估算其安全厚度H=5.70m。当溶洞顶板为较完整或完整岩体时，且其厚度大于5.70m，稳定性较好，当溶洞顶板厚度小于5.70m时，或溶洞顶板岩体较破碎，裂隙较发育，其稳定性差。考虑到影响溶洞稳定性因素较多，当作用荷载过大，或溶洞形态特征复杂，或岩体力学参数差异性较大，均可能导致稳定性分布出现较大偏差，当选择溶洞顶板岩石作持力层时，应进一步验算其稳定性。4.4地表水、地下水影响评价（1）地表水场地无河流、沟渠、池塘，地表水不发育。雨季施工期大气降水入渗基坑，堵塞渗漏通道，使基坑临时积水或可能形成填土层中的上层滞水。施工时加强基坑外围截排水，避免邻近地块积水渗入本工程基坑内；基底亦应设排水沟、集水井，加强雨季排水。（2）地下水场地内的地下水主要为上层滞水及岩溶裂隙水。上层滞水赋存于填土层中，以大气降水和地表水入渗为补给来源，水量很小，通过岩石裂隙等管道渗入地下暗河；岩溶裂隙水赋存于基岩裂隙中，场地内喀斯特岩溶特征较明显，岩溶裂隙、溶沟、溶槽较发育，钻探揭示区内岩体完整程度差异较大，局部岩体较破碎，大部分钻孔钻进过程中漏水现象较严重，均未能观测到稳定水位。分析主要原因为基岩岩体节理裂隙发育，同时斜坡上排泄条件较好，储水条件较差，本次勘察未能测得稳定水位。通过现场调查，位于本项目西北侧300米左右可见暗河露头，地下暗河水面标高位于标高815m以下。地下暗河水位受降水影响较大。本次勘察在临近C4地块C4-877-3、C4-985-3、临近E2地块E2-30-3、E2-30-4揭露地下水，但根据本地区域地质水文资料及勘察经验，一个水文年最高水位为813.97m+地下水丰水期最大涨幅约2.5m=816.47m。地下室二层室内地面标高842.10m高出此水位许多，除少数深长桩基部分桩长位于此水位下受其影响外，一般嵌岩桩、基坑开挖等，不受地下水的影响。在D1场地东北迎宾大道发现有暗河出露，距本场地约260m，该场地勘察期间地下水水位815m左右，为岩溶裂隙水，在该深度附近的岩溶要么规模较小，要么黏性土充填，与附近暗河无直接连通关系，该场地的岩溶仅为地下岩溶裂隙水的储存空间或渗入通道。湘江河位于E1场地西南，距场地约600米，由西北流向东南，水位800m，为场地的最低排泄面，地表水和地下水通过不同途径排入湘江河，湘江河水位低于地下室标高和场地地下水位，因此对场地无直接影响。第五章针对岩溶不良地质的处理5.1在工程建设中对岩溶地质的处理技术5.1.1处理的原则将岩溶区域划分成低风险区段和高风险区段。低风险区低风险区段采用点加固的方法，就是对已揭露出的首层溶洞、浅于10m的岩土界面进行工程处理。低风险区段的溶洞其埋深都在结构底板下10m以下，深度较大，要发展到危及结构安全的风险较小，因此可只作适量处理。只对已探明的第一层溶洞作填充处理。如为串珠状溶洞，则对下层不作处理。至于未探明的溶洞，不作任何预防处理。低风险区处理方法a结构跨越法，如墩桥法；土性刚柱筒法等。b平面固结法：可用旋喷桩、CFG桩或搅拌桩，桩按照一定距离排列，协调应力分配、传递，阻止土体间土体局部下陷。c平面灌浆法：在结构上部平面按一定间距布钻孔，深至基岩面下0.5m，浆液除充填洞穴及灌满基岩面下第一层溶洞外，也对基岩面及基岩面上整个土体进行加固，截断岩土界面的水力联系。（2）高风险区底板下，埋深小于10m的岩土界面溶洞易发育。这类浅埋深的界面须先行注浆处理。由于这些界面都有溶槽、溶沟等，因此走浆效果较好，其渗透半径较大，钻孔可以少一些。灌浆可起两个作用：通过注浆可将钻孔附近已有的溶洞填充密实；通过灌浆断塞溶槽（界面）的水流通路，降低未灌溶洞和减缓新溶洞的发展、发育过程。对高风险区段的溶洞，可作面处理：所谓面处理就是除已探明的溶洞外，对尚未探明的潜在溶（土）洞一起进行处理，消除因钻孔数量不足而未揭露的溶（土）洞对结构造成的隐患。3.3.2常用的几种岩溶处理方法（1）压力注浆压浆可以充填洞穴，防止土洞坍塌；浆液扩散渗透，可消除或击破土洞使之坍塌随即处理；浆液进入岩土介面处，固结土体或破碎带，阻隔地下水与土洞的水力联系。从而阻止或减弱土洞的发生和发展；压浆还可提高土体的密实度，增加土体强度，增强抗管涌（潜蚀）作用；压浆尚能防止或减弱地下水涌水、突水等。压浆时遇大溶洞，注浆是否无洞底，消耗大量的水泥，在土体中浆液是否能扩散与渗透以达到预期的效果，这些问题完全取决于压浆工艺和作业规范，可以在设计和施工监管中解决。注浆处理岩溶塌陷是多年的成功经验。是技术可靠，经济合理的工程措施。注浆效果可用多种方法检验。（2）地下桥基坑开挖至设计标高以后，按一定的跨径施工冲孔桩，然后在帽梁上架梁，这种方法可靠度较高，缺点是造价较高，工期无法保证。因为桩基穿过溶洞施工难度很大，甚至发生钻（冲）头掉失时，此桩位就不能再用，至于在钻（冲）孔桩时，发生地表坍塌，施工机械被陷、被埋，则是屡见不鲜的。（3）加强洞身纵向刚度法将底板的沉降缝间当成一跨放置在土体内弹性地基的梁，将梁的纵向刚度加大以后，若在中间弹性地基上的某个部位，溶（土）洞复活，发生塌陷漏斗，则由于洞身的纵向传递作用，使地基支承力进行重新调整分布达到保证洞身安全。本项方法优点是结构简单、设计和施工方便，工期最短、也很经济；缺点是万一发生坍塌漏斗，对漏斗的部位直径不能预估。因此后续难以保证绝对安全。（4）不入岩刚性桩桩墩法有抗浮要求的地下室，采用钻（冲）孔桩做基础，将承载力和抗浮两种要求用同一根桩完成，从受力机理考虑说是合理的。但入岩的钻（冲）孔桩，可能要触及溶洞，从而使施工的难度和风险加大，而采用不入岩刚性桩桩墩法则可以很大程度上降低这些难度和风险。该法是利用现已普遍推广使用的长螺旋泵送工艺，使长螺旋贯注桩下至岩面，但不入岩，避开溶洞和要达到有足够厚度的岩溶顶板的施工难度和风险。长螺旋贯注桩直径较小，不入岩，单桩承载力较低。为满足现实要求，可做呈桩墩，即群桩。由于桩墩底部面积较大，可以跨越溶洞顶板的开口，如遇土洞也可以同时用砼灌满，防止其复活和发展。由于它的单桩承载力较低，应力扩散均匀，因此不需要很厚的溶洞顶板。长螺旋灌注桩可以全长下钢筋笼，因此同样可以到抗浮作用，可以用于既承重又抗浮的桩基设计。（5）CM复合地基碎石桩、旋喷桩、CFG桩、深层搅拌桩及粉喷桩等复合地基，均可提高地基强度，且造价低，工程进度容易控制。但深度不能进入基岩，不能解决结构的抗浮问题，且浆液不能扩散与充填土洞。采用刚性与亚刚性桩组合的CM复合地基，其C桩采用长螺旋泵送砼机械施工，施工速度快可以大幅度提高地基强度，可以方便穿越标贯数小于50的砂层、残积层，可以直接泵送砼填充土洞、开口溶洞。桩插入钢筋可做为抗浮桩。由于CM复合地基组合成优化的平面及空间刚度梯度，形成桩间土的三维应力状态，既调动了深层土又调动了浅层土参与作用，可取得很高得复合地基强度。该复合地基也有较好得经济效益。这个方法在国内及广花盆地岩溶地区建筑工程有大量的成功实例。5.2本场地岩溶处理方式本区属岩溶强发育。岩溶对基础影响较大。平场至基坑底部标高后，部分溶洞将被清除或揭露；当基础底板以下有溶洞影响地基强度和稳定性时，根据其大小、发育特征建议采取混合采用钻引孔用片石、混凝土灌注或钢护筒跟进法处理。桩基成孔时孔底有溶洞时成孔过程中易发生塌孔、斜孔、漏浆及埋钻等问题。当溶洞内无充填或半充填，溶洞高度小于3m，存在严重漏水时，可采用片石黏土筑壁法施工；当溶洞内有充填物为软塑、可塑黏土且不漏水时，可不考虑溶洞的存在按正常情况采用反压混凝土护壁旋挖成孔或冲击成孔；当溶洞较大，单层或者多层溶洞成垂直串珠带状情况下，可采用钢护筒跟进法；当溶洞层数较多，为串珠状，溶洞大于0.5m小于3.0m，溶洞漏浆会引起塌方的情况下，采用预先压注水泥浆，待水泥浆压注工作完成24h后开始钻进。当溶洞高度大于3m时，单层或者多层溶洞成垂直串珠带状，可采用钢护筒跟进法。C3-52-1桩下有垂直串珠状溶