岩溶地区岩土工程勘察现状
一、隐伏型岩溶类型
岩溶(又称为喀斯特)是可溶性岩石在水的溶蚀作用下产生的各种地质作用、形态和现象的总称。可溶性岩石包括碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩等)、硫酸盐类岩石(石膏、芒硝等)和卤素类岩石(岩盐等)。
岩溶按其埋藏条件可分为3类:即裸露型、覆盖型和埋藏型,其中覆盖型岩溶和埋藏型岩溶统称为隐伏型岩溶。各类岩溶的埋藏条件见表2-3-37。
表2-3-37 岩溶按埋藏条件分类
深圳地区可溶岩为下石炭统大塘阶石磴子组碳酸盐岩,多已变质为大理岩和白云岩,部分为结晶灰岩,埋藏于下石炭统大塘阶测水组下段砂页岩层之下,在龙岗河、坪山河及其支流断陷谷地、盆地区,以及葵涌盆地,隐伏于第四系河流冲积堆积层及早第三系红色砂砾岩层之下。按其出露条件可分为埋藏型与覆盖型两种类型。
覆盖型岩溶主要分布在龙岗、坪山、坪地、坑梓、葵涌等河谷及河岸平原区和坑梓东部低台地边缘。埋藏型岩溶主要分布在龙岗、坑梓地区的第四系谷地、盆地边缘及两侧山体低洼处测水组砂页岩层之下。
隐伏型岩溶发育形态主要有溶洞、溶沟、溶槽、溶隙及溶孔等。此外,由于岩溶地下水活动,在地下水潜蚀作用下形成土洞及开口溶洞。土洞及开口溶洞向上扩展,易形成地表塌陷地质灾害。
二、隐伏岩溶岩土工程勘察
拟建工程场地或其附近存在对工程安全有影响的岩溶时,应进行岩溶勘察。岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行。岩溶勘察的方法、手段及报告编写的要求,在《岩土工程勘察规范》(GB50021)及《工程地质手册》中均有详细的要求和规定。
深圳地区隐伏型岩溶岩土工程勘察主要以地质钻探为主。各种物探方法中采用地质雷达和跨孔电磁波层析成像(CT)技术较多,主要用于探测基岩面起伏、岩溶洞穴位置、形状、大小及充填情况。物探方法应根据物性条件采用有效的方法,不宜以未加验证的物探成果直接作为设计依据,应尽量采取多种方法相互印证,结合解释。
隐伏岩溶岩土工程勘察时,应注意以下几个问题:
1.测水组地层软硬不均
埋藏型岩溶上覆地层为下石炭统测水组砂岩、石英粉砂岩与泥质页岩、炭质页岩的互层,在地质构造作用下岩层陡倾。泥质、炭质页岩风化残积土呈软塑状,在龙岗中心城主干道规划建设初期,曾误定为淤泥质土。该套地层岩性变化大,差异风化极明显,易形成软硬互层或夹层,工程特性极其复杂。勘察期间应根据周边露头、钻孔揭露等准确判断岩层产状。
2.覆盖层中的软土
覆盖型岩溶地区,石灰岩(或大理岩)上部沉积有第四系冲积层、冲洪积层及坡洪积层。在上覆土层中分布有淤泥、淤泥质土、泥炭及泥炭质土,特别是在与灰岩接触带附近普遍分布有软塑一流塑状粉质黏土。勘察期间应准确分层,进行原位测试、室内土工试验等。
3.钻探详细记录内容
钻探资料编录时应详细记录:①钻具自然下落或自然减压的情况及起止深度;②发生异常声响;③孔内掉块;④钻具跳动等情况及起止深度;⑤冲洗液变化情况,如漏水、涌水和水色突变的情况及起止深度;⑥测定岩心的岩溶率等。
4.岩溶发育强度分级
根据钻探和物探结果,对岩溶发育强度予以分级(表2-3-38)。
表2-3-3旧 岩溶发育强度分级
5.岩溶地面塌陷现状及预测
收集场地周围已发生的地面塌陷资料,对工程建设过程中及建成后可能发生的地面塌陷进行预测评价,并提出防治措施。必要时,应进行专门的地质灾害危险性评估。
三、隐伏岩溶地基处理
1.地基处理基本原则溶洞属于石质洞穴,石灰岩的强度较高,由于溶洞而引起建筑物的塌陷事例尚未有报道。一般建筑物基础设计时主要根据洞顶部的厚度、形状即洞跨,估算可能承受的荷载来考虑基础方案。当洞体顶板厚度接近或大于洞跨,或洞体断面呈拱形时,这类溶洞都可以认为是稳定的洞体。当溶洞上覆土层较厚,可充分利用上覆土层作为持力层,使基础荷载通过土层扩散作用,较均匀地传到溶洞上,也可以得到满意的效果。当溶洞较浅,柱荷载较大,为了安全起见,采用大直径灌注桩,穿过溶洞,直到比较稳定的岩层。
对于浅埋的溶沟和溶槽,一般采用换填,并用板、梁、拱跨越的方法。当沟宽较大时,也可以采用桩基。如果溶沟、溶槽或溶洞中有水流通过,应根据水流量及流速考虑处理措施,决不可堵塞流水通道,造成场地淹没。
隐伏岩溶地区,应考虑由人工降低地下水引起土洞或地面塌陷的可能性。在塌陷范围内不允许采用天然地基。由地表水形成的土洞或塌陷地段,应采取地表截流、防渗或堵露等措施;应根据土洞埋深,分别选用挖填、灌砂等方法进行处理。由地下水形成的塌陷及浅埋土洞,应清除软土,抛填块石作反滤层,面层用黏土夯填;深埋土洞宜用砂、砾石或细石混凝土灌填。在上述处理的同时,尚应采用梁、板或拱跨越。对重要建筑物可采用桩基处理。
2.复合地基技术应用的适宜性
灰岩上覆土层中的填土、淤泥质土、泥炭土、泥质炭质页岩风化残积土、与灰岩接触带的软塑-流塑状粉质黏土均属软弱土层,可以采用复合地基处理方法将软弱土层予以处理,增强体桩可落在相对较好的土层中;采用复合地基最大的特点,不去触动坚硬而起伏不平的、岩溶发育的基岩。因此,复合地基技术可以在隐伏型岩溶地区使用。
在龙岗隐伏岩溶地区工程建设中,桩基础和复合地基技术的应用均较普遍。桩基础类型常用冲(钻)孔桩、预应力管桩以及人工挖孔桩等。当岩溶地下水丰富时,使用人工挖孔桩需特别慎重。位于龙岗中心城的志联佳大厦挖孔桩施工期间,因涌水量大,且与河水联系密切,降水无效,对周围环境影响大,停止抽水后基坑被淹,后将挖孔桩改为冲孔桩,地下室2层改为1层,地上27层改为19层。
在各种复合地基技术中,常采用水泥搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基和刚性桩复合地基技术。水泥搅拌桩复合地基是一种成熟的技术,一般的规范、规程中都有叙及。当设计要求经地基处理后,地基承载力提高幅度大、地基变形小时,可采用刚性桩复合地基,或多种复合地基联合使用。与桩基础相比,无论是从工程投资还是施工进度上,刚性桩复合地基均具有一定优势。
3.素混凝土桩复合地基技术的应用
CFG桩复合地基、素混凝土桩复合地基、预应力管桩复合地基等均属于刚性桩复合地基。素混凝土桩复合地基与CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)复合地基相比,仅在于桩体材料的构成不同,而在其受力和变形特征方面没有什么区别。在龙岗隐伏岩溶地区,常使用低标号素混凝土桩复合地基,简称LC桩复合地基(LoW-grade plain concrete pile composite foundation的英文缩写)。
(1)龙岗文化中心ABC区复合地基工程
龙岗文化中心位于龙岗中心城,西侧为龙城广场,东侧为志联佳大厦;3~5层框架结构,设1层地下室。A、B、C 3个区基础平面面积约15388 m 2(图2-3-31)。A区和C区大理岩覆盖层厚度为12.3~37.7m,平均为22.0m;B区下伏基岩为测水组砂页岩,钻探深度100m内仍未见微风化岩;在A、B区分布有0.5~22.3 m厚的泥炭土,以夹层或透镜体状分布于冲洪积粉质黏土中。采用低强度素混凝土桩复合地基处理,地基处理后建筑物基础采用筏板基础,厚0.6m。素混凝土桩等边三角形布设,间距1.8~2.0m,复合地基承载力A区为220 kPa;B区为210kPa;C区为200kPa,桩端要求进入粉质黏土或含砾粉质黏土中不少于2.0m。设计要求地基处理后沉降量小于30mm,沉降缝两侧沉降差小于10mm。长期沉降观测结果表明,建筑物沉降量仅3.8~14.0mm,平均为9.42mm。
图2-3-31 龙岗文化中心总平面图及部分钻孔点位置
D区大理岩覆盖层厚度为4.5~24.0m,平均厚13.1m,该区岩面起伏大、溶槽堆积物软弱,采用了109根直径Φ800和Φ1000的冲孔嵌岩桩。因岩溶强烈发育,给冲孔桩施工造成了相当大的麻烦。D区冲孔桩施工工期达6个月之久,而A、B、C3个区的素混凝土桩施工仅2个月。
(2)东森商业大厦复合地基工程
建设场地属冲洪积平原与覆盖型岩溶发育区。建筑物主楼地上16层、裙楼地上4层,设2层地下室。基础底板以下的第四系土层有冲洪积黏土、砾砂及含碎石粉质黏土。黏土层及砾砂层仅分布在场地东北部裙楼区,黏土厚1.6~4.8m;砾砂厚0.7~4.7m。含碎石粉质黏土全场地均有分布,黏土呈褐黄、褐灰色,可塑-硬塑状,底部稍软,不均匀含20%~35%砾(碎)石,局部为卵石,砾(碎)石直径2~30mm,最大80mm,大小不一,杂乱无章,层厚5.0~34.6m。
基础范围内底板以下的覆盖层厚度为5.8~21.0m,平均为12.1m。场地东南部电梯井区域,基岩埋藏浅,钻探揭露基底以下灰岩埋深5.8~8.7m,基坑开挖后却发现电梯井中部灰岩已出露坑底;电梯井以南即发育一溶蚀深槽,基岩面埋深达34.6m(图2-3-32)。
在场地东南部电梯井区域,有4个钻孔揭露到溶洞,另在场地北侧裙楼和主楼中部各1个钻孔内揭露到溶洞,溶洞高一般为3.3~21.4m,溶洞顶板厚0.3~5.8m,洞内均充填褐红色黏土,可塑—硬塑状态,含灰岩角砾。在东南部基础外的zk15钻孔,揭露到一个土洞,洞高1.6m,洞底以下6.5m内土质松软,钻具自动下沉。
图2-3-32 东森商业大厦典型地质剖面图
裙楼区复合地基承载力特征值220kPa,素混凝土桩正方形布设间距2.0m,桩长12.0~15.0m;主楼区复合地基承载力特征值360kPa,电梯井处为400 kPa,素混凝土桩正方形布设间距1.2~1.6m,设计桩长6.0~11.0m,施工时均要求桩端落在岩面上。
素混凝土桩采用长螺旋钻孔高压泵送混凝土成桩工艺。在成桩过程中,部分桩位出现涌水、塌孔、串孔等现象。在北部裙楼76#桩钻孔时,揭穿了岩溶承压水,初喷时水柱高达4.0m;有18根桩在提钻或浇注混凝土后,地下水随钻杆叶片流出、或从桩心桩周渗出;有6根桩桩身塌陷1.1~8.0m,有3处发生2桩串孔现象。
地基处理后采用筏板基础(厚1.2m)。沉降长期观测结果显示,建筑物沉降量最大仅18mm。
(3)龙岗中心医院门急诊综合大楼复合地基工程
该工程位于龙岗河畔岩溶强烈发育区,主楼地上14层(局部8层)、阳光大厅区地上4层,筏板基础厚1.5 m。原拟设2层地下室,经专门抽水试验,查明场地内岩溶地下水丰富,且存在以管道形式连通,为防止基坑开挖时岩溶地下水从坑底涌出、大量抽排地下水导致严重的地面塌陷事故,地下室遂改为1层。场地东北部基底覆盖层最薄仅6.0m,而在西部溶蚀深槽处覆盖层厚度达48.0m(图2-3-33)。采用素混凝土桩复合地基处理,要求桩端落在岩面上(仅溶蚀深槽要求桩长28.5m为限)。经地基处理后,要求地基承载力特征值大于320kPa(阳光大厅区140kPa),沉降小于60mm。
图2-3-33 建设场地基岩面三维图
在抽水试验时,发生了3起地面塌陷;在素混凝土桩成桩过程中,发生了29起地面塌陷、桩身混凝土塌陷或涌出现象。除桩身混凝土塌陷或地面塌陷补灌混凝土外,一般情况下混凝土充盈系数达1.453。
其他部分工程实例见表2-3-39所示。
表2-3-39 龙岗岩溶地区部分刚性桩复合地基工程实例
4.素混凝土桩复合地基的应用探讨
(1)经济合理的覆盖层厚度
在龙岗岩溶地区山前缓坡、中高阶地、台地、丘陵地带,第四系覆盖层物质主要为可塑—硬塑黏性土,厚度一般大于20 m,岩溶不发育或弱发育,建筑物常采用预应力管桩基础,当然也适宜采用刚性桩复合地基。但在邻近地表水体的低洼地、平原、谷地和低阶地地带,第四系覆盖层主要为砂性土和黏土,常分布有软弱土层,厚度一般小于20 m,岩溶中等发育或强烈发育,选用深桩基础还是刚性桩复合地基则应慎重。
上覆土层薄时,若采用嵌岩桩,桩端需全断面落在稳定基岩中,桩长较短,但入岩后常碰到溶洞,处理措施麻烦,施工周期长且费用高。若采用刚性桩复合地基,刚性桩桩长有限,单桩承载力发挥有限,复合地基承载力提高幅度也有限。特别是深圳地区岩溶发育主要集中在基岩浅部,溶洞顶板薄、岩面起伏大,荷载作用下刚性桩还存在自身稳定性问题。那么,第四系覆盖层多厚时,采用刚性桩复合地基技术比采用桩基础更经济合理呢?
陆显超等(2006)在关于《广东省地质灾害预测分区的研究》中认为:在河谷平原及低阶地,第四系覆盖层厚度小于10m时,岩溶强烈发育,工程活动时极易发生地面塌陷;覆盖层厚度10~20m时,岩溶中等发育,工程活动时易发生地面塌陷。因此,可以考虑,覆盖层厚度小于10 m时,地基土稳定性差,不宜采用复合地基;覆盖层厚度10~20 m时,地基土稳定性较好,应通过论证比较后择优选用桩基础或复合地基。
龙岗文化中心A、B、C区覆盖层厚度大于20 m,采用了刚性桩复合地基,而D区覆盖层平均厚度为13.1m,采用了冲孔嵌岩桩。龙岗中心医院门、急诊综合大楼,岩面起伏大,基底下覆盖层平均厚度为16.5m,经3次长达7个月的专题论证,认为刚性桩复合地基具有优势。结合龙岗岩溶地区的已有工程实践,覆盖层厚度大于15.0m时应用刚性桩复合地基技术为经济合理厚度。
(2)刚性桩桩端持力层的选择
刚性桩应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。龙岗岩溶地区灰岩上覆土层中的冲积及冲洪积相的黏性土、砂土或坡洪积相粉质黏土中上部,均可作为桩端持力层,但淤泥质土、泥炭土、与灰岩接触带的软塑—流塑状粉质黏土或溶槽堆积物,则不能作为桩端持力层。如果覆盖层较薄,基底下局部出现灰岩接触带的软弱土层深厚,桩端则必须落在岩面上。在东森商业大厦、龙岗中心医院门(急)诊综合大楼等复合地基工程中,大部分刚性桩均落在基岩面上。
有人认为,桩端落在基岩面上就不能称为刚性桩复合地基。这种看法并不恰当。龚晓南教授指出:在图2-3-34示意图中,荷载作用下,通过刚性桩基础具有一定厚度的柔性垫层的协调,也可保证桩和桩间土共同承担荷载。在荷载作用下,增强体桩和桩间土共同承担上部结构传来的荷载是复合地基的本质,而不能以是否落在岩面上作为复合地基的判断标准。
图2-3-34 复合地基形成条件示意图
(3)复合地基承载力提高幅度问题
复合地基承载力由增强体单桩承载力和桩间土承载力组成,岩溶地区灰岩上覆土体的天然地基承载力相对较低,经刚性桩复合地基处理后的地基承载力提高幅度有限。目前,龙岗岩溶地区刚性桩复合地基承载力特征值最大为410kPa。
岩溶地区与残积土深厚地区的刚性桩复合地基有较大的差异,比如花岗岩残积土地区,自上而下土质越来越好,地基土天然承载力高,刚性桩复合地基承载力提高幅度大。如位于深圳宝安南路的雅轩居住宅楼,地上29层地下2层,框筒结构,采用刚性桩复合地基处理后地基承载力特征值达550kPa,建筑物沉降量6.84~15.45mm;位于南山区的世纪花园C栋,地上33层地下1层,复合地基承载力特征值大于570kPa,建筑物沉降量小于15mm。
近年来,在广州花都地区广花盆地隐伏型岩溶地区也开始使用刚性桩复合地基技术,如龙珠小区(11~19层),复合地基处理后地基承载力特征值达600kPa,建筑物沉降量仅12.07mm;汇侨新城(地上16~25层地下1层),复合地基处理后地基承载力特征值420~600kPa,建筑物最大沉降量仅6.98mm。但是,与龙岗岩溶地区相比,花都地区岩溶上覆土层土质好,特别是在灰岩面上分布有较深厚的硬塑状灰岩残积土,而龙岗地区缺失灰岩残积土层。
根据龙岗岩溶地区工程实践,经刚性桩复合地基处理后,建议地基承载力特征值宜小于450kPa
在基底以下一般分布有土质相对较软土层,为充分利用地基土的空间承载能力、提高复合地基承载力、节约地基处理投资,可以采用柔性桩处理桩间土,形成以刚性桩为主的刚柔结合的复合地基,在文献中常称为混合桩复合地基和长短桩复合地基。表2-3-39中的个别复合地基工程采用了素混凝土桩与水泥搅拌桩或旋喷桩联合处理。
近年来,在广东地区还应用预应力管桩复合地基技术,已在深圳机场站坪扩建(约6.7×104m2)、东莞世纪城国际公寓(地上26层地下2层)等工程中应用。在龙岗岩溶地区已开始探索使用此种技术。
(4)复合地基沉降控制问题
复合地基沉降计算在复合地基设计中具有很重要的地位,但就目前的认识水平,复合地基沉降计算理论还不成熟,正在发展中。在覆盖层厚度平均较薄但岩面起伏大的场地,即使刚性桩落在基岩面上,也会因地基压缩层厚度不同存在较大的差异沉降。复合地基设计时,必须以沉降控制为目标。
对设有地下室的高层建筑物或重要建筑物,刚性桩复合地基处理后常设计筏板基础,筏板基础调节差异沉降的能力相当强。根据已有沉降观测资料,总沉降量均小于20mm,差异沉降很小,在覆盖层厚度大的部位沉降稍大。因此,基础设计时,尽量考虑采用筏板基础。
在溶蚀深槽发育部位,如果存在“鹰嘴岩”,结构设计时必须考虑特殊处理措施。东森商业大厦东南部电梯井区域外紧邻溶蚀深槽,在东侧南侧基础边筏板基础内增设暗梁,以防荷载作用下鹰嘴岩破坏导致结构损伤。
1 岩溶地区岩面(持力层面)变化大 需要桩基础超前钻探 增加了建设方成本和时间
2 岩溶发育 桩基础(如冲孔灌注桩)在遇溶洞进行灌浆处理,不一定有用,会出现漏浆、跑浆问题,从而影响桩的质量。
3 如采用预应力管桩基础 桩底与溶洞顶板的厚度太薄 会直接影响拟建(构)建筑物的安全。
我国的可溶性碳酸盐岩分布面积达3.44 ×106 km 2,占国土面积的1/3以上,其中碳酸盐岩出露面积约91 ×104 km 2,为岩溶的发育提供了根本条件。贵州、云南、广西、湖南、湖北、四川、西藏、新疆、青海、河北、山西、内蒙古等省区均有大面积出露。
1.1.1 岩溶岩土工程勘察方法手段
随着社会经济的发展和西部大开发政策的落实,岩溶地区的工程建设项目越来越多,岩溶地区的岩土工程勘察技术和水平也不断地提高。在岩溶地区,岩土工程勘察分析方法及岩溶探测技术,目前常用的方法或手段有:
(1)工程地质钻探:是岩溶区岩土工程勘察中最直接、最可靠的方法手段,也是用得最广泛的勘察方法,对查明岩溶场地岩土工程条件,具有不可替代的地位。
(2)工程地质调查与测绘:包括岩溶地形地貌调查、地层岩性、水文地质调查、测量及试验等内容的野外调查,能够从宏观上把握岩溶发育的分布和特点,并据此可进一步进行工程地质勘探工作。该方法简单,方便实用,能获得直观的野外工程地质资料。主要用于大型工程场地选择,以及公路、边坡等工程。
(3)地球物理勘探:适用于对岩体中复杂的岩溶洞穴进行探测,除了电阻率(电剖面和电测深)法、高密度电法、无线电波透射法、地面地震反射波法、声波透射法、微重力法、射气测量等以外[1],20世纪80年代以后发展起来的探地雷达GPR(地质雷达)、层析成像(CT)技术等在岩溶工程地质勘察中得到了广泛的应用,尤其是在确定岩溶溶洞、土洞及塌陷等的分布、形态和充填情况时,发挥了很大的作用。在查明大范围的区域岩溶发育和深部岩溶的分布规律方面,地球物理勘探是最理想的方法之一,但探测的准确程度受场地的干扰、技术人员的解译水平等因素影响。
(4)工程地质原位测试技术:主要采用原位标准贯入试验、动力触探试验等测定溶洞和土洞中充填物、岩溶塌陷堆积物的工程地质性质和地基土承载力。该技术在各岩溶地区有较成熟的应用经验,施工简单,成本较低,应用广泛。
(5)插钎:用一定长度钢钎(筋)按一定的间距插入上覆土层,用来查明土层中是否发育有岩溶土洞。例如广西桂林岩溶地区,在地基基坑开挖后,一般采用插钎来进一步查明土层中是否存在土洞或塌陷软弱层,实践证明该法效果显著。该方法还具有施工简单、经济实用的特点。
1.1.2 岩溶地基稳定性评价
岩溶地基稳定性的评价,是岩溶地区岩土工程勘察的重要内容,直接关系到地基基础方案的选择确定,目前常用的岩溶稳定性评价方法如下。
1.1.2.1 定性评价方法
主要根据已查明的地质条件,对影响溶洞稳定性的各种因素(地质构造、岩层产状、岩性和层厚、洞体形态及埋藏条件、顶板情况、充填情况、地下水等),并结合基底荷载情况,进行分析比较,作出稳定性评价,它是一种经验比拟方法,仅适合一般工程。
1.1.2.2 定量评价方法
主要是根据一些公式对溶洞或土洞的稳定性进行分析,目前有以下几种方法[2~7]:
(1)根据溶洞顶板坍塌自行填塞洞体所需厚度进行计算;
(2)根据顶板裂隙分布情况,分别对其进行抗弯、抗剪验算;
(3)根据极限平衡条件,按顶板能抵抗受荷载剪切的厚度计算;
(4)普氏压力拱理论分析法;
(5)坍塌平衡法;
(6)溶洞局部破坏型式稳定性分析法;
(7)有限元数值分析法;
(8)多元逐步回归分析和模糊综合分析法。
总体说来,目前对岩溶地基稳定性的评价,大多是采用《工程地质手册》( 第四版)[2]。或《岩土工程手册》[3]中所推荐的计算方法,或者是依据《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)和《建筑地基基础设计规范》( GB 50007—2002)中有关规定[8,9]。由于评价计算方法较单一,由溶洞及土洞对建筑地基所产生的影响的评价分析,往往与实际情况有出入。
目前常用的岩溶地基稳定性评价方法,都是在一定的条件下得到的,具有其自身的特点和适用性,《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)或《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)所建议的方法,仅仅是根据基础底面以下土层厚度的大小来判别地基的稳定性,而没有考虑以下几个因素对岩溶地基稳定性的影响:下伏溶洞或土洞的规模尺寸及形状、地下水的存在及水位的高低、地基土层的组成、土洞内的充填物等。
1.1.3 岩溶地基承载力和沉降
1.1.3.1 岩溶地基承载力
岩溶地基承载力的确定和地基沉降验算,是地基基础设计的重要内容。当地基中存在溶洞、土洞或塌陷时,它们对地基承载力和沉降的影响,国内很少进行过系统研究,也没有可供工程实践使用的成熟的计算公式。更多的是关于岩溶桩基础施工的经验报道。
地基中溶洞或土洞的存在,将影响地基的承载能力。其实我们可以通过分析地基中溶洞周围应力状态,在保证溶洞地基稳定的前提下,进行反算求得地基的承载能力。含溶洞岩石地基承载力,除与溶洞跨度、顶板厚度等因素有关外,还与洞顶覆盖层厚度(重量)、地基荷载、基础尺寸大小、岩石的泊松比(侧压力系数)等诸因素有关。
1.1.3.2 岩溶地基的沉降变形
在岩溶地基勘察时发现土洞,一般都会进行地基处理,如换填、灌浆等,在进行地基处理后,地基的沉降变形与正常的地基同样考虑,并无特别之处。但有些岩溶地区在岩土工程勘察中没有发现土洞,在建筑物建成后,由于地基中有地下水,且地下水位经常波动,地下水(或地表水)产生的潜蚀作用或崩解作用,往往会形成土洞。起初土洞的规模尺寸不大,若不采取有关处理措施,土洞则会继续扩大,产生地基土体变形,继而引起建筑物开裂。在岩溶地区,有许多建筑物在建成后,由于地下水或地表水的活动,形成土洞继而产生地面变形而引发建筑物墙体开裂,这一点往往被工程技术人员忽略。文献[10]根据弹塑性理论,推导了岩溶地基发育的土洞对地基变形影响的计算公式,并且发现,地下水位的下降,仅仅是由于存在土洞,引起土洞应力状态的改变而产生附加的沉降,就足以导致某些敏感结构建筑(如框架结构)的开裂。
对于已经产生塌陷的岩溶地基的变形计算,文献[11]指出塌陷土层中的应力及沉降不能按常规方法来计算,并利用散体极限平衡条件,推导了单层或多层地基塌陷土层的应力计算公式,并用推导的附加应力来进行塌陷土体的沉降计算。
对于含溶洞岩石地基的沉降变形,一般情况下其变形可忽略不计。
桂林岩溶区石灰岩地基承载力确定的几个问题
受条件所限,目前在桂林岩溶区岩土工程勘察中很少采用岩基载荷试验确定。 2.7.5 几种特殊情况下岩溶岩石地基承载力[34] 由于岩溶作用,岩溶地区的石灰岩常常形成各种各样的地形、地貌,例如溶洞、落水洞、鹰嘴岩以及基岩面起伏很大的陡岩面等。这类岩石地基对基础设计的影响很大,常常决定着地基基础的方案,也是令设计...
岩土工程勘察
勘察阶段的划分是与设计阶段相适应的,分为选址或可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察或施工图设计勘察和施工勘察。各阶段勘察的工作内容和任务要求应结合岩土工程勘察等级和工程特性确定,如表9-4所示。 表9-4 各阶段勘察内容及任务 对于场地面积不大,岩土工程条件简单或有建筑经验的地区或单项岩土工程等,均可进行一...
岩土工程勘察中常见的问题有哪些,岩土工程勘察
埋藏较浅且工程地质性质好的密实碎石土及基岩地区勘探孔深度较浅,而工程地质性质差的淤泥及松散杂填土地区勘探孔深度较深,这就要求在勘探前对勘探区域地层大致情况有所了解,做到有的放矢。在实际的岩土工程勘察中,勘察环境比较复杂,这就对勘察点的设置以及密度的选择起到了很大的阻碍作用,影响到了...
岩土工程勘察勘察等级是怎样分甲级,乙级,丙级?
二级工程:一般工程,后果严重;三级工程:次要工程,后果不严重;(2)场地等级根据场地复杂程度分为三个等级,一级场地为复杂场地;二级场地为中等复杂场地;三级场地为简单场地。(3)地基等级根据地基复杂程度分为三个等级,一级地基为复杂地基;二级地基为中等复杂地基;三级地基为简单地基。所以岩土工程勘察按下列...
岩土工程勘察报告需要送审吗,一般送哪个部门审核?
一般岩土工程勘察报告要求勘察队严格按《岩土工程勘察规范GB 50021--- 2001》勘察检测计算画图。报告经过勘察设计研究院盖章认可后提供给业主即可。业主凭借报告做可研、环评、设计工程图纸。如果工程有问题并且追溯到是勘察数据问题。岩土工程勘察的内容主要有:工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试...
岩土工程勘察等级的划分是依据
5、报告质量:包括报告编制规范、报告文字表述、报告图件质量等要求,根据勘察报告编制的规范和质量要求,确定相应的的岩土工程勘察等级。根据各个方面的要求和勘察任务的特点,综合判断并确定相应的岩土工程勘察等级。在实际勘察工作中,岩土工程勘察等级的划分会根据不同地区、不同工程、不同情况采用不同的...
岩土工程勘探的方法主要有哪些
岩土工程勘察的方法,有以下几种:(1)工程地质测绘。(2)勘探与取样。(3)原位测试与室内试验。(4)现场检验与监测。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论,对地面的地质现象进行观察和描述,分析其性质和规律,并藉以推断地下地质...
岩土工程勘察等级划分有哪些要求?
岩土工程勘察等级划分是根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级综合分析确定。“岩土工程勘察规范”(GB50021-2001)将岩土工程勘察分为甲级、乙级和丙级三个等级。(l)工程重要性等级是根据工程的规模和特征,以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响使用的后果,分为三级 一级工程:重要工程,...
岩土工程勘察报告
绪论的内容主要是说明岩土工程勘察的委托单位,进行岩土工程勘察的单位;建筑场地位置;具体的勘察阶段;拟建工程名称、规模、用途;岩土工程勘察目的、要求和任务;勘察方法、勘察工作布置与完成的工作量;取样的数量以及勘察时间、提交的成果。 2.场地的岩土工程条件 主要的工作内容是阐明工作地区的岩土工程条体所处的区域地质...
岩溶地区桩基选型?
当拟建建筑对基础承载力要求较小时,夯扩桩、CFG桩及复合地基也可以适用于岩溶地区,其中夯扩桩多应用于多层建筑,CFG桩则多应用于高层建筑。4 岩溶地区桩基选型问题及建议 广东翁源县翁江新城一期工程以及广州市常元哥弟家元工程为典型岩溶地区,笔者结合该两项工程的勘探资料。对岩溶地区桩基选型问题进行...
本迫辰利: 岩土工程勘察常用的方法有钻探工程、坑探工程及地球物理勘探三类.钻探和坑探工程是直接勘探手段,能较可靠地了解地下地质情况.钻探工程是使用最广泛的一类勘探手段,普遍应用于各类工程的勘察中.由于它对一些重要的地质体或地质现象有可能会误判、遗漏,所以也称它为“半直接”勘探手段,而坑探工程勘探人员可以在其中观察编录,以掌握地质结构的细节,但是重型坑探工程耗资高,勘探周期长,使用时应考虑经济要求.地球物理勘探简称物探,是一种间接的勘探手段,它可以简便而迅速的探测地下地质情况,且具有立体透视性的特点,但其勘探成果具多解性,使用时往往受一定条件的限制
温县15134784598: 工程勘察的国内状况 - ?
本迫辰利: 工程勘察设计活动是中国基本建设程序中十分重要的内容之一,是固定资产投资转化为现实生产力的先导性工作.所有的工程建设项目都必须首先经过可行性研究和工程设计,然后绘制成建设蓝图,才能进行实施.每年中国的固定资产投资数以...
温县15134784598: 岩溶地区工程地质问题及防治措施有哪些? ?
本迫辰利: 1. 主要的工程地质问题 在岩溶发育地区进行工程建设,经常遇到的工程问题主要是地基塌陷、不均匀沉降和基坑、洞室涌水等. 2. 常用防治措施 对于在建筑物下地基中的岩溶空洞,可以用灌浆、灌注混凝土或片石回填的方法,必要时用钢筋混凝土盖板加固,以提高基底承载力,防止洞顶坍塌. 以上是我对于这个问题的解答,希望能够帮到大家.
温县15134784598: 岩土工程勘察中常见的问题有哪些,岩土工程勘察 - ?
本迫辰利: 1、勘察深度和间距方面的问题 岩土工程的勘察工作是一项复杂工作,具有难度大、任务重和突击性强的特点,同时由于工程地质性质的不同,造成了勘测深度的不同,这就进一步加大了勘察工作的难度.埋藏较浅且工程地质性质好的密实碎石...
温县15134784598: 岩溶地区修建建筑物会遇到的工程地质问题及防止措施 - ?
本迫辰利: 1、溶洞及溶槽;防止措施:事先的地勘,取得详尽的第一手资料. 2、边坡失稳;防止措施:对高边坡采取事先的加固.
温县15134784598: 如何做好岩土工程勘察工作 - ?
本迫辰利: 一、思考的问题岩土工程勘察工作主要在野外现场进行,为使现场工作有计划、有目的地进行,避免窝工、返工,必须在出发前做好充分的准备,准备工作是岩土工程勘察的重要前提和内容.目前随着工程业务拓展,一些对建筑场地地质条件缺...
温县15134784598: 地质勘察的岩土勘察工程中的“四要” - ?
本迫辰利: 1 要明确工程详勘的目的和任务 岩土勘察的目的是为拟建物施工图阶段的基础设计与施工提供工程地质依据,根据拟建筑物的工程特征、地基土的工程地质条件,对场地地基土的利用、整治、改造提出方案,并对其进行技术、经济方面的分析和...
温县15134784598: 岩土工程勘察特点和任务 - 0 - ?
本迫辰利: 去百度文库,查看完整内容> 内容来自用户:工程-三尺讲台 岩土工程勘察特点和任务 与其他勘察工作相比,岩土工程勘察具有明确的针对性,即其目的是为了满足工程建设要求,因此所有的勘察工作都因围绕这一目的展开.1.岩土工程勘察的...
温县15134784598: 岩土工程勘察与施工市场前景如何? - ?
本迫辰利: 它们的共同特点是都是野外工作,所以就比较累. 岩土工程的问题现在是工程中不可逃避的问题了,而且大家现在越来越重视岩土问题,关于岩土的发展目前还是经验加理论的阶段,而施工的各种措施基本已经成熟,只是要掌握现有的东西就可以了,你自己要是在工作中想有创新是很难的,岩土是偏于地下,施工是偏于地上,看着两者哪个更适合你吧剩下的就是你自己选择
温县15134784598: 建筑地质勘察报告? - ?
本迫辰利: 摘要:岩土工程勘察报告是建筑地基基础设计和施工的重要依据.在保证外业和实验资料准确可靠的基础上,文字报告和有关图表应按合理的程序编制.要重视现场编录、原位测试和实验资料检查校核,使之相互吻合,相互印证.地基岩土分层...