岩溶地区溶土洞治理.docVIP

岩溶地区溶、土洞的发育特征和综合治理 岩溶地区的溶、土洞是工程建设中危害极大的一种地质现象，如果在施工过程中没有被发现和及时处理，在工程投入使用后会引起地面下陷和基础失稳，带来严重的安全隐患和不良后果，在石灰岩地区工程建设过程中，对溶、土洞的勘察和处理至关重要，但由于溶洞、土洞的分布及形态十分复杂，因此在正式施工时，必须详细查清其准确分布范围、形态及充填情况。 广州地区西部和北部部分区域分布有石炭系灰岩，如花都地区、同德围、金沙洲地块都属于典型的岩溶地质，可溶性岩石在水的溶蚀作用下，产生各种地质作用、形态，如溶洞、溶沟、溶槽、裂隙、暗河、石芽、漏斗及钟乳石等。它以溶蚀作用为主，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。岩溶地区岩石面高低起伏变化大，岩石露头无连续性和规律性，表层岩层往往十分破脆。 岩溶土洞的发育和特征 溶土洞的发育条件有：①下伏基岩为可溶性岩层，如灰岩、白云岩、岩盐、石膏等②所处区域具有溶解能力和足够流量的水；③地表水有下渗，地下水有流动的路由；④岩溶地层上部分布有第四纪土层（沉积物，或沉积层，第四纪土层各种粒径的比例变化范围较大，多为砂砾层、砾质砂土、砂质粘土、含泥质碎石和碎石土块等混合碎屑层岩类；第四纪陆相沉积物形成时间短，或正处在形成之中，普遍呈松散或半固结状态，易于发生流动和破坏，易对工程建筑产生不良影响）。 在可溶性岩层中，构造裂隙发育，地下水丰富，可溶性灰岩层受构造断裂、挤压和受风化作用及地下水的侵蚀，造成岩层顶面起伏不平形成规模大小不一，形态各异的洞穴，发育成溶洞。在可溶性岩层与上覆土层间，在地下水的侵蚀作用所形成的、向上扩展的洞穴，即为土洞。 溶洞主要分布在炭质泥岩、炭质灰岩、灰岩内，土洞主要分布在岩溶地区有第四纪地层分布地段，特别是裂隙密集发育区、断裂带附近。 土、溶洞的形态、类型 土、溶洞平面形态上有椭圆形、近园形、以及长条形、不规则形态，剖面上 呈透镜体状、椭圆形、近圆形以及不规则形态等。 根据地质结构和溶洞的情况及发育情况，溶洞可分为以下几种类型： 按大小分，溶洞高度超过3米的属大溶洞，小于3米的属小溶洞； 按充填状态可分为：全充填（洞内完全充填亚粘土、亚砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、软塑、流塑状）；半充填（洞内有一半填充物，顶部为空腔）；无充填（洞内无填充物即空洞） 按是否漏水分：全漏水（严重漏水并与其它溶洞或地下河连通）；半漏水（洞壁存在裂隙，有渗漏水现象）；不漏水（溶洞完整、无渗漏水现象） 按竖向个数分：单个溶洞（桩基范围内仅有一层溶洞）多层溶洞（桩基范围内有多层溶洞） 土、溶洞的勘察 岩溶场地勘察的目的在于查明对场地安全和地基稳定有影响的岩溶化发育规律，各种岩溶形态的规模、密度及其空间分布规律，可溶岩顶部浅层土体的厚度、空间分布及其工程性质、岩溶水的循环交替规律等，并对建筑场地的适宜性和地基的稳定性作出确切的评价。 由于溶洞、土洞的分布及形态十分复杂，从节约成本和达到预期勘察目的考虑，可采用物探和钻探相结合的办法进行，先用物探测定场地内溶洞、土洞的分布区域或地下异常点和异常地段，然后在物探测定区域内进行钻探验证，目前物探有多种方法可供选择，如：高密度多极电法勘探、地质雷达、浅层地震、高精度磁法、声波透视(CT)、重力勘探等。电法是最常用的物探方法，以电测深法和电剖面法为主。它们可以用来测定岩溶化地层的不透水基底的深度，第四系覆盖层下岩溶化地层的起伏情况，均匀碳酸盐地层中岩溶发育深度，地下暗河和溶洞的规模、分布深度、发育方向、地下水位，以及圈定强烈岩溶化地段和构造破碎带的分布位置等。 钻探点的深度除满足一般岩土工程勘探要求外，对有可能影响场地地基稳定性的溶洞，勘探孔应深入完整基岩3～5m或至少穿越溶洞，对重要建筑物基础还应当加深。对于为验证物探异常带而布设的勘探孔，其深度一般应钻入异常带以下适当深度。发现溶洞、土洞的地段，需在其周围增加钻孔，确定溶、土洞的分布范围。 四、土、溶洞的治理和基础选型 溶土洞的处理只有在其分布形态做出较为准确的判断前提下才能获得很好的解决，较为有效的处理方法是通过压力注浆、灌填砂及碎石、低标号砼、砂浆对溶土洞进行压密加固处理。治理的目的是使土洞、溶洞的空隙能填充密实，充填物能够与低标号砼、水泥砂浆、水泥浆等固结且固结体强度必须满足设计要求，切断洞与地下水的联系，从而使其不再发展，确保地基稳定。 在溶土洞范围内按网格或梅花形状布置钻孔，钻孔间距1-2米，钻孔深度已入洞底为终孔位，成孔将导管下入钻孔中，管口处用夹套夹稳，防止套管掉入孔内，管壁用纯水泥浆固封。沿导管灌填砂、碎石和低标号的砂浆、砼，由于洞内地下水或其他充填物的阻力，特别是灌砂和碎石时洞体难以完全充填，即使灌注流动性较好的砂浆和砼时，溶土洞顶部出现空腔的概率也