特殊的巖土工程

1、六、特殊條件下的巖土工程6.1 了解巖溶、土洞發(fā)育的地層、構(gòu)造、地下水、氣象等自然條件。 巖溶的形成和發(fā)育一般需要同時具備三個條件： 一是可溶性巖層，巖性不同，巖溶發(fā)育強(qiáng)度不同；二是具有溶蝕能力和足夠流量的水； 三是有地面水下滲和地下水流動的通道。硫酸鹽類、鹵素類巖層比碳酸鹽類巖層巖溶發(fā)育速度快；質(zhì)純、層厚、結(jié)晶顆粒粗的巖 層巖溶發(fā)育強(qiáng)烈， 且形態(tài)齊全， 規(guī)模較大， 含雜質(zhì)的層薄的和結(jié)晶顆粒細(xì)小的巖層巖溶發(fā)育 較弱。斷裂、節(jié)理裂隙使巖體破碎，是水流的良好通道，沿斷裂帶，節(jié)理裂隙密集帶巖溶發(fā)育 強(qiáng)烈，斷裂帶和節(jié)理裂隙的發(fā)育和延伸方向決定巖溶的發(fā)育方向； 二組或二組以上裂隙交接 處尤為發(fā)育，且個體

2、規(guī)模大，褶皺的軸部，由于張裂發(fā)育，巖溶也較發(fā)育；產(chǎn)狀陡傾斜的巖 層一般比緩傾斜或水平巖層巖溶發(fā)育強(qiáng)烈。地下水尤其是流動的地下水是形成巖溶和土洞的必要條件， 地下水的流速、 流量和動態(tài) 變化對巖溶和土洞的發(fā)育影響極大。氣候與巖溶發(fā)育關(guān)系也很密切。 在大氣降水豐富， 氣候潮濕的地區(qū)， 地下水能得到充分 的補(bǔ)給，水的來源充沛，巖溶易發(fā)育。6.2 了解巖溶地基的勘察評價方法 巖溶勘察應(yīng)查明對建筑場地和地基有影響的巖溶發(fā)育規(guī)律、 巖溶形態(tài)的分布、 規(guī)模、 巖 溶水的性質(zhì)和土層的工程性質(zhì)等，并對建筑場地的適宜性和地基穩(wěn)定性作出評價。勘察方法應(yīng)以工程地質(zhì)測繪為主，并采用物探、鉆探和測試等方法。 初步勘察宜采

3、用工程地質(zhì)測繪及綜合物探， 在測繪和物探中發(fā)現(xiàn)的異常地段， 應(yīng)選擇有 代表性的部位布置驗(yàn)證性鉆孔， 在巖溶分區(qū)和規(guī)模較大的地下洞隙地段適當(dāng)增加勘察孔。 控 制孔的深度應(yīng)穿過表層巖溶發(fā)育帶，但不宜超過30m。詳細(xì)勘察宜沿建筑物基礎(chǔ)軸線布置物探線，并宜采用多種方法判定異常地段及其性質(zhì)。 對建筑物基礎(chǔ)以下和近旁的物探異常點(diǎn)或基礎(chǔ)頂面荷載大于 2000kN 的獨(dú)立基礎(chǔ)， 均應(yīng)布置 驗(yàn)證性勘探孔。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)有危及工程安全的洞體時， 應(yīng)采取加密鉆孔或無線電波透視、 井下電 視、波速測試等措施。必要時可采取頂板及洞內(nèi)堆積物的巖土試樣?？辈鞈?yīng)符合下列規(guī)定：1. 當(dāng)基底以下土層厚度等于或小于獨(dú)立基礎(chǔ)寬度的3 倍或

4、條形基礎(chǔ)的 6 倍且不具備形成土洞或其它地面變形的條件時， 應(yīng)根據(jù)荷載情況， 將部分或全部勘探孔鉆入基巖。 當(dāng)在預(yù) 定深度內(nèi)遇見洞體時， 應(yīng)將部分探孔鉆入洞底， 當(dāng)遇中等風(fēng)化巖石時， 其深度不應(yīng)小于洞底 以下 2m。2. 當(dāng)需查明淺埋巖溶的巖組分界、斷裂及巖溶土洞的形態(tài)或驗(yàn)證其它物探手段的成果 時，應(yīng)采取巖土試樣或進(jìn)行原位測試，并應(yīng)布置適量的探井或探槽。3. 在土洞發(fā)育地段，應(yīng)沿基礎(chǔ)軸線或在每個單獨(dú)基礎(chǔ)位置上以較大密度布置靜力觸探或小口徑鉆孔釬探，查明土洞、地表塌陷的分布。施工勘察應(yīng)根據(jù)巖溶地基處理設(shè)計(jì)和施工要求，布置勘探工作。在土洞、地表塌陷地段，可在已開挖基槽內(nèi)布置觸探或釬探。對大直徑嵌巖

5、樁或墩基，勘探點(diǎn)應(yīng)按樁或墩布置。 勘探深度應(yīng)為其底面以下樁徑的 3倍，并不應(yīng)小于5m,當(dāng)相鄰樁基的基巖面起伏較大時應(yīng)適當(dāng) 加深。對重要或荷載較大的工程，應(yīng)在墩底加設(shè)小口徑鉆孔，并應(yīng)進(jìn)行檢測工作。巖溶地基的穩(wěn)定性評價。1. 定性評價：當(dāng)?shù)鼗鶎傧铝袟l件之一時，對二級或三級建筑物可不考慮巖溶對地基穩(wěn)定性的影響:(1) 溶洞被密實(shí)的沉積物填滿，且無被水沖蝕的可能性；(2) 基礎(chǔ)尺寸大于溶洞的平面尺寸，且具有足夠的支承長度；(3) 溶洞頂板巖石堅(jiān)硬完整，其厚度接近或大于洞跨；(4) 寬度(直徑)小于1m的豎向溶蝕裂隙，落水洞漏斗近旁地段。2. 定量評價：主要按經(jīng)驗(yàn)公式對溶洞頂板的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算：(1)按

6、溶洞頂板塌陷自行填塞洞體所需厚度的計(jì)算：頂板塌陷后塌落體體積增大，當(dāng)塌落到一定高度H時，溶洞空間自行填滿，無需考慮對地基的影響.所需塌落高度H按下式計(jì)算4Ho為洞體最大高度，K為巖石松漲系數(shù)，巖石取1.1-1.3,粘性土取1.05.(2)頂板按梁板受力情況計(jì)算1) 當(dāng)頂板跨中有裂隙，頂板兩端支座處巖石堅(jiān)硬、完整時，按懸梁深計(jì)彎變矩M2) 裂隙位支座處，而頂板較完整時，按簡支梁計(jì)算：1 、M =G3) 當(dāng)支座和頂板巖層比較完整時，按兩端固定梁計(jì)算1 .(式中符號見工程地質(zhì)手冊P552)6.3 了解各種巖溶地貌景觀的特點(diǎn)，生成條件在地形陡峻、巖石裸漏的斜坡上地表徑流大，以表面侵蝕為主，巖溶多呈溶溝

7、，溶槽、 石芽等地表形態(tài)發(fā)育；在地形平緩， 地表徑流呈慢流，地表水易下滲， 巖溶發(fā)育以垂直發(fā)育 為主，多以落水洞、漏斗、豎井、溶洞等形態(tài)。石林、峰林、溶蝕平原、溶蝕洼地等地貌景觀多是在碳酸鹽類巖石地區(qū)，由地表水長期 的、強(qiáng)烈的溶蝕作用的產(chǎn)物。6.4 了解巖溶溶洞穩(wěn)定性評價方法，作為建筑地基的評價、處理原則。巖溶溶洞穩(wěn)定性評價可根據(jù)洞體大小、 頂板形狀、 巖體結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度、 洞內(nèi)堆填及巖溶水 活動等因素進(jìn)行溶洞穩(wěn)定性分析，并符合下列規(guī)定：1. 當(dāng)判定頂板為不穩(wěn)定，但洞內(nèi)為密實(shí)堆積物充填且無流水活動時，可認(rèn)為堆積物受 力，可按均勻地基評價。2. 當(dāng)能夠取得計(jì)算參數(shù)時，可將洞體頂板視為結(jié)構(gòu)自承重體系進(jìn)

8、行力學(xué)分析，并根據(jù) 頂板形態(tài)、成拱條件及裂隙切割情況分別將其作為梁板或拱殼受力情況計(jì)算或進(jìn)行有限單元 數(shù)值分析。3. 有建筑經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，可用類比法進(jìn)行穩(wěn)定性評價。4. 在基礎(chǔ)近旁有裂隙及臨空面時，應(yīng)驗(yàn)算基底巖體向臨空面傾覆或沿裂隙面滑移的可能。巖溶地基的處理應(yīng)符合：1. 重要建筑物宜避開巖溶強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)。2. 當(dāng)?shù)鼗?、巖鹽等易溶巖時，應(yīng)考慮溶蝕繼續(xù)作用的不利影響。3. 不穩(wěn)定的巖溶洞隙應(yīng)以地基處理為主，并可根據(jù)其形態(tài)、大小及埋深，采用清爆換填，淺層楔樁填塞、洞底支撐、梁板跨越、調(diào)整柱距等方法處理。4. 巖溶水的處理宜采取疏導(dǎo)的原則，宜疏不宜堵。5. 在未經(jīng)有效處理的隱伏土洞或地表塌陷影響范

9、圍內(nèi)，不應(yīng)作天然地基。對土洞和塌 陷宜采用地表截流、 防滲堵漏、 挖填灌堵巖溶通道、通氣加壓等方法進(jìn)行處理，同時采用梁 板跨越。對重要建筑物應(yīng)采用樁基或墩基。6. 應(yīng)采取防止地下水排泄通道堵塞造成動水壓力對基坑底板、地坪及道路等不良影響 以及泄水、涌水對環(huán)境污染的措施。6.5 了解滑坡、崩塌的定義、特點(diǎn)及它們的關(guān)系。滑坡的定義：斜坡上的巖土沿坡內(nèi)一定的軟弱帶作整體地向前向下移動的現(xiàn)象稱為滑坡。崩塌的定義：崩塌是指危巖的塌落過程及其產(chǎn)物。（陡坡上的巖體或土體在重力或有其它外力作用下，突然向下崩落的現(xiàn)象稱崩塌） 滑坡和崩塌的特點(diǎn)及區(qū)別是：1. 滑坡運(yùn)動多數(shù)是緩慢的，而崩塌運(yùn)動快、發(fā)生強(qiáng)烈；2. 滑

10、坡多數(shù)沿固定的面或帶運(yùn)動。而崩塌不沿固定的面或帶；3. 滑坡發(fā)生后多數(shù)仍保持原來的相對整體性，而崩塌體的整體性全被破壞。4. 滑坡的水平位移大于垂直位移，而崩塌正好相反就。6.6 了解滑坡的各種形態(tài)、分類、滑坡各種要素的名稱、特點(diǎn)： 滑坡的分類（工程地質(zhì)手冊P586-587）滑坡的各種要素名稱、特點(diǎn)（工程地質(zhì)手冊P587-588）6.7 了解地下水對滑坡的影響：工程地質(zhì)手冊P589第612行6.8 了解采空區(qū)的巖土工程勘察方法、主要手段采空區(qū)的巖土工程勘察以搜集資料、調(diào)查訪問為主，對老采空區(qū)和現(xiàn)采空區(qū)， 當(dāng)工程地質(zhì)測繪和調(diào)查不能滿足查明采空區(qū)的特征時， 應(yīng)進(jìn)行 物探和鉆探工作。 物探應(yīng)根據(jù)物性

11、條件和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)采用綜合物探方法； 鉆探應(yīng)根據(jù)測繪和調(diào) 查結(jié)果和物探異常點(diǎn)布置工作量。6.9 了解采空區(qū)與地表移動盆地的關(guān)系以及采空區(qū)作為建筑場地的適宜性評價標(biāo)準(zhǔn) 移動盆地的面積一般比采空區(qū)大， 其位置和形狀與礦層的傾角大小有關(guān)： 礦層傾角平緩時，盆地位于采空區(qū)的正上方， 形狀對稱于采空區(qū)，礦層傾角大時，盆地在沿礦層走向方向 仍對稱于采空區(qū)，而沿傾斜的方向隨著傾角的增大，盆地中心愈向傾斜方向偏移。采空區(qū)做為建筑場地的適宜性評價標(biāo)準(zhǔn)：（巖土工程勘察規(guī)范 P77-78，第4.5.6條）6.10 了解在采空區(qū)進(jìn)行建筑時的一般工程措施（巖土工程勘察規(guī)范 P79 第 4.5.8 條）6.11 了解引起地面沉降的原因 大量抽吸液體、氣體引起液壓氣壓下降，使地層壓密而導(dǎo)致地面沉降。地下水經(jīng)過抽吸后，使地層壓密，是由于含水層水位下降引起土層中孔隙水壓力降低， 顆粒間有效應(yīng)力增加的緣故。6.12 了解控制