地面沉降和地裂縫機(jī)制評(píng)估

地面沉降和地裂縫的

評(píng)估與防治

2004年4月

5.1.1地面沉降與地裂縫及其危害地面沉降與地裂縫作為地質(zhì)災(zāi)害的一種災(zāi)種區(qū)別于崩塌滑坡，它是地面巖土體在自重應(yīng)力場(chǎng)（或構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的參與）條件下垂向變形破壞及向深部架空或潛在空間方向的運(yùn)動(dòng)。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）1999年出版的美國(guó)地面沉降研究報(bào)告中將地面沉降按引發(fā)的原因分為地下水開(kāi)采型（MiningGroundWater-Introduction）;土壤疏干型（DrainageofOrganicSoils-Introduction）；和洞穴塌陷型（CollapsingCavities-Introduction）三種類(lèi)型。按成因機(jī)制地下水開(kāi)采與土壤疏干屬于同一類(lèi)型，兩者的區(qū)別前者是將地下水作為水資源開(kāi)采，后者則是為了開(kāi)墾濕地采取排水疏干，但兩者均因下伏土層中地下水位的降落，有效應(yīng)力的降低造成固結(jié)壓密而引起地面沉降。這類(lèi)地面沉降多為區(qū)域性的，在一定條件下隨沉降伴生地裂縫。洞穴塌陷包括巖溶塌陷和地下采掘洞穴塌陷，塌陷的范圍局限于洞穴和地下洞室的影響帶。（1）區(qū)域性地面沉降（2）巖溶塌陷地面沉降（3）地下采空區(qū)塌陷地面沉降8.1慨述主要危害（1）地面沉降及地裂縫會(huì)造成建筑物的直接破壞，如房屋、橋梁破裂跨塌，地下管道、通道的斷裂和破損等。（2）地面沉降可能造成近海和河流附近地面低于海潮或洪水警戒線而造成海潮和洪水襲擊及海水倒灌惡化地下水質(zhì)，造成土壤鹽堿化等。（3）地面沉降引起的地裂縫往往可成為地面污染源侵入深部地下水源的通道，造成水質(zhì)污染。（4）城市地下水位大面積，大幅度的降落，改變了地質(zhì)體的熱容量，可能會(huì)造成熱島現(xiàn)象，破壞了原有的生態(tài)環(huán)境。（5）地裂縫常?？沙蔀樯畈坑泻怏w逸出地面的通道，尤其是氡氣的超標(biāo)，對(duì)人體的健康的危害是極為嚴(yán)重的。

8.1．1地面沉降涵義及危害1．地面沉降的涵義(1)廣泛涵義：系指地殼表面在自然力作用下或人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響下造成區(qū)域性的總體下降運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)是以向下的垂直運(yùn)動(dòng)為主體，而只有少量或基本上沒(méi)有水平向位移。其速度和沉降量值以及持續(xù)時(shí)間和范圍均因具體誘發(fā)因素或地質(zhì)環(huán)境的不同而異。(2)工程涵義：目前國(guó)內(nèi)外工程界所研究的地面沉降主要是指由抽取液體(以地下水為主，也包括油、氣)所引起的區(qū)域性地面沉降。我國(guó)《巖土工程勘察規(guī)范》中規(guī)定的：在較大面積(100km2以上)內(nèi)由于抽取地下水引起水位下降或水壓下降而造成的地面沉降。

2．地面沉降的公害特點(diǎn)地面沉降作為一項(xiàng)公害，其主要特點(diǎn)有：(1)一般發(fā)生得比較緩慢而難以明顯感覺(jué)。(2)一旦發(fā)生了地面沉降，即使不考慮產(chǎn)生地面沉降的原因，沉降了的地面是幾乎不可能完全復(fù)原樣。3．地面沉降給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸、城市建設(shè)和人民生活造成的危害和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，它使城市環(huán)境明顯惡化，對(duì)農(nóng)村農(nóng)田的影響也較大，其具體環(huán)境災(zāi)害表現(xiàn)如下：

(1)沿海、沿江城區(qū)區(qū)域、潮水上岸，潮水可能漫溢市區(qū)，道路、工廠、商店及村莊、農(nóng)田，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。(2)城市中，下水道排水不暢，降雨積水成災(zāi)，發(fā)生大面積內(nèi)澇災(zāi)害，市區(qū)、農(nóng)村遭受損失。(3)河道橋下凈空減少，過(guò)航能力降低，影響交通運(yùn)輸o(4)城鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)，建筑物由于地面沉降影響會(huì)產(chǎn)生不均勻變形，危及穩(wěn)定、安全。(5)既有河、海堤壩或防汛墻，其防洪潮能力降低，致使城市抵御自然災(zāi)害的能力下降。(6)港口碼頭失效，其作用功能降低。(7)道路設(shè)施及地下管道遭受破壞。(8)地下水取水設(shè)備失效。

8．2區(qū)域性地面沉降1．區(qū)域性地面沉降的成因及主要類(lèi)型分為自然因素和人為因素兩大類(lèi)(1)自然因素分析1)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可使地面隨基底面升降以垂直升降為主的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可使地面隨基底而升降。中國(guó)天津、西安和大同等城市66地面沉降均受到新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響。例如，天津處于新華夏構(gòu)造體系華北沉降帶，長(zhǎng)期以來(lái)緩慢下沉。2)強(qiáng)烈地震對(duì)地面沉降的影響強(qiáng)烈地震是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的一種突發(fā)事件，在短期內(nèi)可引起變幅較大的區(qū)域性地面垂直變形。另外，強(qiáng)震使軟土地基震陷和古河道新近沉積土液化，也可造成局部地區(qū)的地面下沉。

3)海平面上升海平面上升將導(dǎo)致地面的相對(duì)下降，如意大利威尼斯市海平面上升速度為1．27mm／年，所引起的地面相對(duì)下沉約占該地區(qū)年平均沉降量的40％。另外全球氣候的轉(zhuǎn)暖，氣溫上升，必加速冰川消融，從而使海平面上升，地面相對(duì)下沉。4)土層的天然固結(jié)欠固結(jié)土在其自重力的固結(jié)作用和正常固結(jié)土的次固結(jié)作用，將使土層壓縮變形，進(jìn)而引起地面沉降。

(2)人為因素原因人類(lèi)工程及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的能力和強(qiáng)度與日俱增，其對(duì)地面沉降的影響通常已占主導(dǎo)地位，這類(lèi)地面沉降現(xiàn)象，目前已成為重點(diǎn)。影響地面沉降的人為因素包括：抽取地下氣、液體，大面積地面堆載，固體礦產(chǎn)開(kāi)采和誘發(fā)性巖溶塌陷等。1)抽取地下氣、液體的影響因各種目的而進(jìn)行的淺層疏干排水和抽取深層的氣、液體，使地層內(nèi)的氣、液壓降低，土粒間有效應(yīng)力增加，地層壓密，形成區(qū)域性碟形洼地。這種因抽取地下水而形成的地面沉降，是地面沉降現(xiàn)象中發(fā)育最普遍，危害性最嚴(yán)重的一類(lèi)。2)大面積地面堆載的影響分布有巨厚的高壓性淤泥和淤泥質(zhì)土的低洼地區(qū)，隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)的開(kāi)發(fā)，需在洼地·上大面積堆填。其軟土在堆載(填土)荷重的作用下，產(chǎn)生一維壓縮固結(jié)，可形成地區(qū)性的地面沉降。此類(lèi)沉降，受場(chǎng)地軟土的工程特性，層厚和堆載大小的控制，是構(gòu)成濱海平原城市總地面沉降的一個(gè)組成部分，不可忽視。如天津市占地40km2的塘沽開(kāi)發(fā)區(qū)及保稅區(qū)，在鹽池和灘涂上堆填l～2m厚填土，因堆載荷重的影響，地面沉降量可達(dá)十余厘米。8.2.3地下水開(kāi)采型地面沉降的形成機(jī)制地下水經(jīng)過(guò)抽水后會(huì)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。因此，有效應(yīng)力原理是抽水引起土層壓密的基本原理。見(jiàn)圖8.1。圖中p為土層層的總壓力，，б為抽水前前的有效應(yīng)力力，為抽抽水前的孔隙隙水壓力，抽抽水前上述諸諸力處于平衡衡狀態(tài)，即（8.2.2.1)抽水后隨著水水壓下降了,土層層中孔隙水壓壓力隨之下降降，顆粒間浮浮托力減小，，但由于抽水水過(guò)程中土層層的總壓力基基本保持不變變，故此下降降了的的值即轉(zhuǎn)化為為有效應(yīng)力增增量。(8.2．2.2)在大多數(shù)情況況下，這種壓壓密可以認(rèn)為為是一維的。。壓密的時(shí)間間延滯將隨土土層的透水性性而異。此壓壓密過(guò)程一般般仍近似采用用Terzaghi的經(jīng)經(jīng)典固結(jié)方程程表示，即：：（8.2.2.3）8.2.3地地面沉降降預(yù)測(cè)及估算算方法1．預(yù)測(cè)地面面沉降的前提提條件(1)查明場(chǎng)地的工工程地質(zhì)，水水文地質(zhì)條件件，劃分壓縮縮層和含水層層。(2)進(jìn)行室室內(nèi)外測(cè)試，，取得抽水壓壓密試驗(yàn)，滲滲透試驗(yàn)、前前期固結(jié)試驗(yàn)驗(yàn)、流變?cè)囼?yàn)驗(yàn)、反復(fù)載荷荷試驗(yàn)等成果果和沉降觀測(cè)測(cè)資料。2，預(yù)測(cè)地面面沉降量的估估算方法(1)分層總總和法計(jì)算地地面沉降量粘粘性土及粉土土層按下式計(jì)計(jì)算（8.2.3.1）砂層按下式計(jì)計(jì)算（8.2.3.2）式中———土層最終終沉降量(mm)；——壓縮或回回彈系數(shù)，壓壓縮時(shí)為，，回彈時(shí)時(shí)()；eo——土層層原始孔隙比比；——由于地下下水位變化施施加于土層上上的平均荷載載(kPa)；H——計(jì)算土土層的厚度(mm)；E——砂層的的彈性模量，，壓縮時(shí)為，，回彈時(shí)時(shí)為(kPa)。?？偝两盗康扔谟诟魍翆映两到盗康目偤汀??？偝两盗康扔谟诟魍翆映两到盗康目偤?。。(2)單位變變形量法計(jì)算算地面沉降量量1)基本假設(shè)設(shè)：土層變形形量與水位升升降幅度及土土層厚度之間間都呈線性比比例關(guān)系。2)根據(jù)：以以已有的地面面沉降實(shí)際觀觀測(cè)資料（在在某一水位升升降幅度及已已知土層厚度度條件下）為為根據(jù)。3)方法：一一般可根據(jù)預(yù)預(yù)測(cè)期前3～～4年中的實(shí)實(shí)測(cè)資料，計(jì)計(jì)算土層在某某一特定時(shí)段段(水位上升升或下降)內(nèi)內(nèi)，含水層水水頭每變化lm時(shí)，其相相應(yīng)的變形量量，稱(chēng)為單位位變形量，可可由下式計(jì)算：3．地面沉降降發(fā)展趨勢(shì)的的預(yù)測(cè)在水位升降已已經(jīng)穩(wěn)定不變變的情況下，，土層變形量量與時(shí)間變化化關(guān)系可用下下式計(jì)算：（6.5.3.8）（6.5.3.9）式中St——預(yù)測(cè)某某時(shí)刻7個(gè)月月以后土層變變形量(mm)；U——固結(jié)度度，以小數(shù)表表示；t——時(shí)間(月)；N——時(shí)間因因素；Cv——固結(jié)結(jié)系數(shù)，壓縮縮時(shí)為Cvc，回彈時(shí)為為Cvs(mm2／月)；H——土層的的計(jì)算厚度(mm)。地面沉降量估估算預(yù)測(cè)算例例：(例1)某某城市地卞卞水下降速率率為2m／a，試問(wèn)15年后，地面面沉降將達(dá)多多少米I舉層層資料及有關(guān)關(guān)參數(shù)如下表表6．5．3．1所列。。(解)按按《巖土工程程勘察規(guī)范》》(GB50021—94)推薦公公式計(jì)算地面面沉降量：①黏土層：②砂層：總計(jì)地面沉降降量①黏土12m，現(xiàn)地下水水位地表下10m②粉細(xì)砂，15m③粉質(zhì)黏土，，27m。15年后水位位地表下40m④細(xì)中砂，7m⑤粉質(zhì)黏土，，18m⑥黏質(zhì)粉土，，7m⑦頁(yè)巖，50m8.2.4地地面沉降降地區(qū)的勘察察評(píng)價(jià)方法1.地面沉沉降勘察主要要內(nèi)容(1)對(duì)已發(fā)發(fā)生地面沉降降的地區(qū)1)應(yīng)查明地地面沉降的原原因和現(xiàn)狀；；2）對(duì)地面沉沉降發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)作出預(yù)測(cè)；；3)提出出控制和治理理方案。(2)對(duì)可能能發(fā)生地面沉沉降的地區(qū)1)應(yīng)結(jié)合資資源評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)測(cè)發(fā)生地面沉沉降的可能性性；2)并對(duì)可能能的沉降層位位做出估計(jì)；；3)對(duì)沉降量量進(jìn)行計(jì)算，，提出預(yù)防和和控制地面沉沉降的建議和措施。2.地面沉沉降原因的調(diào)調(diào)查內(nèi)容(1)場(chǎng)地工工程地質(zhì)條件件1)場(chǎng)地的沉沉積環(huán)境和年年代、地貌單單元，并查明明第四紀(jì)沖積積、湖積和淺淺海相沉積的的平原或盆地地以及古河道道、洼地、河河間地塊等微微地貌。2)第四系松松散堆積物的的巖性、厚度度和埋藏條件件，并查明硬硬土層和軟弱弱壓縮層的分分布。必要時(shí)時(shí)還可根據(jù)地地層分布，劃劃分出不同地地面沉降地段段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)單元。3)測(cè)定在最最大取水深度度范圍內(nèi)的可可壓縮層和含含水導(dǎo)致變形形特征。當(dāng)?shù)氐叵滤簧到殿l繁、幅度度較大時(shí)，還還可模擬水位位升降變化進(jìn)進(jìn)行土的反復(fù)復(fù)載荷試驗(yàn)，，并測(cè)定土的的壓縮與回彈彈特性。(2)地下水水埋藏條件1)第四系含含水層的水文文地質(zhì)條件，，包括含水層層的巖性、滲滲透性、單位位涌水量、礦礦化度等。2)地下水埋埋藏深度和承承壓性質(zhì)，含含水層間或地地下水與地面面水間的水力力聯(lián)系。3)地下水的的補(bǔ)給、徑流流、排泄條件件及有關(guān)參數(shù)數(shù)，隔水層越越流的可能性性。(3)地下水水動(dòng)態(tài)1)歷年地下下水的開(kāi)采回回灌量，開(kāi)采采的含水層、、段，分析側(cè)側(cè)向補(bǔ)給的可可能和水量及及與總?cè)∷苛康谋壤?)歷年地下下水位、水頭頭的變化幅度度和速率。3)地下水位位下降漏斗的的形成和發(fā)展展過(guò)程及回灌灌時(shí)地下水反反漏斗的形成成動(dòng)態(tài)。3．地面沉降降現(xiàn)狀調(diào)查的的要求(1)地面沉沉降的長(zhǎng)期觀觀測(cè)：設(shè)標(biāo)：按不同同的地面沉降降結(jié)構(gòu)單元體體設(shè)置高程基基標(biāo)準(zhǔn)、地面面沉降和分層層沉降標(biāo)。高程基準(zhǔn)標(biāo)指指標(biāo)是設(shè)立在在不受排取地地下水影響的的地層上，用用做衡量地面面沉降基準(zhǔn)的的標(biāo)點(diǎn)。地面沉降標(biāo)指指的是用于觀觀測(cè)地面沉降降的地面水準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)。分層沉降標(biāo)指指的是用來(lái)觀觀測(cè)某一土層層沉降幅度的的標(biāo)點(diǎn)。2)測(cè)量：進(jìn)進(jìn)行精密水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，其其方法和要求求應(yīng)按國(guó)家《《水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)規(guī)范》中工、、Ⅱ等級(jí)水準(zhǔn)準(zhǔn)測(cè)量的規(guī)定定執(zhí)行。(2)地下水水動(dòng)態(tài)觀測(cè)對(duì)地下水的水水位升降，開(kāi)開(kāi)采量和回灌灌量、化學(xué)成成分、污染情情況及孔隙水水壓力消散和和增長(zhǎng)情況觀觀測(cè)。(3)對(duì)已有有建筑物的影影響監(jiān)測(cè)調(diào)查地面沉降降對(duì)建筑物的的影響，包括括建筑物的變變形、傾斜、、裂縫及發(fā)生生時(shí)間和發(fā)展展過(guò)程。(4)場(chǎng)面沉沉降現(xiàn)狀的分分析1)繪制不同同時(shí)間的地面面沉降等值線線圖，并分析析地面沉降中中心與地下水水位漏斗的關(guān)關(guān)系及地面回回彈與地下水水位反漏斗的的關(guān)系。2)分析地面面沉降在時(shí)間間、地點(diǎn)及地地下水位開(kāi)采采、回灌等不不同情況下的的變化規(guī)律。。3)繪制以地地面沉降為特特征的工程地地質(zhì)分區(qū)圖。。4．地面沉降降勘察階段的的劃分根據(jù)調(diào)查區(qū)有有無(wú)明顯的地地面沉降現(xiàn)象象，把地面沉沉降勘察劃分分為兩個(gè)階段段。不同階段段的勘察工作作，其目的任任務(wù)、方法手手段和工作內(nèi)內(nèi)容也有所不不同，見(jiàn)表6.5.4.15.勘探網(wǎng)的布布設(shè)和技術(shù)要求(1)沿地面沉降降或地下水降落漏漏斗的長(zhǎng)、短軸方方向布成縱貫沉降降區(qū)的“十”字形形主剖面；當(dāng)沉降降漏斗中心不止一一處時(shí)，可布成““十十”或“井””形主剖面，其余余地區(qū)按網(wǎng)狀布孔孔。(2)在主剖面線線上的勘探點(diǎn)為孔孔組，由水文地質(zhì)質(zhì)孔和工程地質(zhì)孔孔組成，其中，工工程地質(zhì)孔在不同同沉降量或不同地地質(zhì)結(jié)構(gòu)地段可用用于設(shè)置基巖標(biāo)，，分層標(biāo)或孔隙水水壓力測(cè)點(diǎn)；水文文地質(zhì)孔在抽水試試驗(yàn)后，留作地下下水長(zhǎng)期觀測(cè)孔。。(3)勘探點(diǎn)間距距，在乎剖面線上上，勘探點(diǎn)間距為為1000m，重重點(diǎn)地段，如水平平方向上地層結(jié)構(gòu)構(gòu)變化較大或沉降降量有較大差異的的階段?？碧近c(diǎn)可可適當(dāng)加密；一般般地區(qū)，孔距為3000m。(4)孔深確定原原則，控制孔應(yīng)揭揭露基巖，當(dāng)覆蓋蓋層較厚且下部土土層強(qiáng)度高，沉降降變形不明顯時(shí)，，工程地質(zhì)孔可只只達(dá)沉降層底板、、水文地質(zhì)孔可只只達(dá)主要開(kāi)采層的的底板。8．2．5防防止地面沉降的主主要措施1．防止地面沉降降措施(1)已發(fā)生地面面沉降的地區(qū)基本措施是進(jìn)行地地下水資源管理及及其整治方法有：：1)壓縮地下水開(kāi)開(kāi)采量，減少水位位降深幅度。在地地面沉降劇烈的情情況下，應(yīng)暫時(shí)停停止開(kāi)采地下水。。2)向含水層進(jìn)行行人工回灌，回灌灌時(shí)要嚴(yán)格控制回回灌水源的水質(zhì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，以防止地下下水被污染。并要要根據(jù)地面沉降規(guī)規(guī)律，制定合理的的采灌方案。3)調(diào)整地下水開(kāi)開(kāi)采層次，進(jìn)行合合理開(kāi)采，適當(dāng)開(kāi)開(kāi)采更深層的地下下水。(2)可能發(fā)生的的地面沉降的地區(qū)區(qū)基本措施是預(yù)測(cè)地地面沉降的可能性性及其危害程度，，防治方法有：1)估算沉降量，，并預(yù)測(cè)其發(fā)展趨趨勢(shì)。2)結(jié)合水資源評(píng)評(píng)價(jià)，研究確定地地下水資源的合理理開(kāi)采方案。在最最小的地面沉降量量條件下抽取最大大可能的地下水開(kāi)開(kāi)采量。3)采取適當(dāng)?shù)慕ńㄖＷo(hù)措施，如如避免在沉降中心心或嚴(yán)重沉降地區(qū)區(qū)建設(shè)一級(jí)建筑物物，在進(jìn)行房屋道道路、管道、堤壩壩、水井等規(guī)劃設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)先對(duì)可可能發(fā)生的地面沉沉降量作充分考慮慮。3．控制地面沉降降的對(duì)策與措施控制地面沉降，針針對(duì)引起沉降的主主要原因，分別采采取不同的控制沉沉降的措施：(1)在地面沉降降主要由新構(gòu)造運(yùn)運(yùn)動(dòng)或海平面相對(duì)對(duì)上升而引起的地地區(qū)，應(yīng)根據(jù)地面面沉降或海面上升升速率和使用年限限等，采取預(yù)留標(biāo)標(biāo)高措施。(2)在古河道新新近沉積分布區(qū)，，對(duì)可發(fā)生地震液液化塌陷地帶，可可采取擠密碎石樁樁，強(qiáng)夯或固化液液化層等工程措施施。(3)在欠固結(jié)土土分布和厚層軟土土上大面積回填堆堆載地區(qū)，可采用用強(qiáng)夯、真空預(yù)壓壓或固化軟土等措措施。(4)對(duì)因過(guò)量開(kāi)開(kāi)采地下水而引起起的地面沉降，則則應(yīng)采取控制地下下水開(kāi)采量，調(diào)整整開(kāi)采層次，開(kāi)展展人工回灌，開(kāi)辟辟新的供水水源等等綜合措施。8.3地裂縫縫8.3.1.概述述地裂縫是對(duì)中國(guó)一一大批城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)建建設(shè)和人民生命財(cái)財(cái)產(chǎn)造成不同程度度危害的地質(zhì)災(zāi)害害之一。地裂縫成因比較復(fù)復(fù)雜，有構(gòu)造成因因的，也有過(guò)量抽抽取地下水引起的的，也可能由黃土土潛蝕作用造成，，也有混合成因的的。由于地球進(jìn)入入一個(gè)新的地殼構(gòu)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍期，，大部分構(gòu)造作用用形成的地裂縫的的活動(dòng)可能會(huì)加劇劇。中國(guó)城鎮(zhèn)地裂裂縫的形成常與地地震或活動(dòng)斷裂等等有關(guān)。據(jù)了解全全國(guó)有12個(gè)省、、市、區(qū)的200多個(gè)縣市有4處處較大的地裂縫。。最嚴(yán)重、最典型型的是西安市。在在市、郊區(qū)150k㎡范圍內(nèi)，形形成近平行、等距距出現(xiàn)的北東東向向地裂縫10條，，建筑物遭受不同同程度的破壞。地面裂縫各式各樣樣，工程上要研究究的是因各種原因因在地表面產(chǎn)生一一定規(guī)模的裂縫，，它具有一定的長(zhǎng)長(zhǎng)度、寬度和深度度，具有一定的力力學(xué)性質(zhì)和規(guī)律的的幾何形體特征，，活動(dòng)性的還具有有一定的位移形變變，對(duì)工程建筑有有破壞作用，統(tǒng)稱(chēng)稱(chēng)為地裂縫。8.3.2.地裂裂縫的分類(lèi)地裂縫按成因和對(duì)對(duì)工程建筑的危害害程度可以分為四四類(lèi)(見(jiàn)表6.5.6.1)：地裂縫除重力裂縫縫外，凡屬構(gòu)造性性地裂縫都有三向向變形位移，即垂垂直沉降(傾滑)、水平張裂、水水平扭動(dòng)(順扭或或反扭)。三向變變形中在不同的地地裂縫有不同的比比值，地震裂縫以以水平扭動(dòng)為主，，次為傾滑量，張張裂量最?。粯?gòu)造造地裂縫有的以水水平位移為主，有有的以?xún)A滑為主；；城市地裂縫以沉沉降為主，張裂次次之，水平扭動(dòng)量量最小。地裂縫運(yùn)運(yùn)動(dòng)機(jī)制是以長(zhǎng)期期蠕滑運(yùn)動(dòng)為主，，但也間有短期黏黏滑機(jī)制。地裂縫縫有周期性，有活活動(dòng)高潮期，也有有活動(dòng)間歇期，其其活動(dòng)速率有顯著著的差異。其中城城市地裂縫由于受受環(huán)境工程地質(zhì)條條件變化的影響；；其活動(dòng)性呈現(xiàn)有有季節(jié)性周期變化化，冬季活動(dòng)速率率大，夏季小，多多呈現(xiàn)一年一周期期。一個(gè)地區(qū)的地裂縫縫，不同的地裂縫縫有不同的活動(dòng)速速率，同一條地裂裂縫各段的活動(dòng)速速率有顯著差別，，可以分區(qū)分段進(jìn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。地裂縫活動(dòng)的今后后發(fā)展趨勢(shì)主要是是兩端沿走向方向向擴(kuò)展破裂延伸，，橫向破裂不明顯顯。8.3.3．地裂裂縫場(chǎng)地勘察(1)地裂縫場(chǎng)地地勘察1)勘察目的①查明擬建場(chǎng)地及及其附近地裂縫分分布：出露位置、、走向、產(chǎn)狀；②②地裂縫活動(dòng)規(guī)律律性；③地裂縫成成因；④地裂縫與與斷裂構(gòu)造的關(guān)系系；⑤工程評(píng)價(jià)與與治理措施。2)勘察內(nèi)容①調(diào)查已有建筑物物受地裂縫的影響響程度、建筑物破破壞現(xiàn)狀、破壞形形式；②調(diào)查環(huán)境境，工程地質(zhì)條件件，包括采空區(qū)、、水庫(kù)蓄水、區(qū)域域性地下水位變化化等；③查明地裂裂縫分布特征，主主次地裂縫的產(chǎn)狀狀、組合關(guān)系，下下延深度，斷距、、充填情況等；④④查明隱伏地裂縫縫的位置和隱伏深深度。3)勘察方法與要要求a．通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查查與探井、，探槽槽揭露地裂縫在平平面上的分布及垂垂直剖面上的分布布規(guī)律與發(fā)育情況況。b．利用鉆孔(不不少于3個(gè)鉆孔)確定地裂縫的傾傾向、傾角。c．對(duì)隱伏地裂縫縫，有一定斷距的的情況下，可布置置較密集的鉆孔，，在有斷陡處即為為地裂縫位置，但但此法在斷距較大大時(shí)才適用，斷距距較小時(shí)易與地層層傾斜相混淆。因因此在可能條件下下常與探井相配合合使用；d.對(duì)查明陷伏地地裂縫的位置及隱隱伏深度，還可采采用以電法為主的的綜合物探方法。。8.3.4．地裂裂縫的工程評(píng)價(jià)(1)地裂縫破壞壞建筑物的機(jī)理與與性狀地裂縫有三向位移移形變，建筑物遭遭受其破壞主要因因素是位移量最大大的形變。對(duì)地震震裂縫主要是水平平扭動(dòng)位移；對(duì)構(gòu)構(gòu)造地裂縫可能是是沿走向的水平的的滑移，也可能是是沿傾向的滑移；；對(duì)城市地裂縫主主要因素是垂直的的差異沉降。例如如西安地裂縫的年年平均差異沉降為為15.85mm／a，三倍于水水平拉張，十二倍倍于水平左旋扭動(dòng)動(dòng)，對(duì)建筑物的主主要破壞力是差異異沉降，其次是水水平拉張，年扭動(dòng)動(dòng)量很小，很長(zhǎng)歷歷史時(shí)期才能看到到它的破壞形跡，，水平扭動(dòng)不是破破壞建筑物主要應(yīng)應(yīng)力。地裂縫破壞建筑物物有三個(gè)主要特征征：建筑物上的破破裂縫有很強(qiáng)的方方向性，基本上沿沿著地裂縫的走向向破裂；破裂變形形縫連續(xù)性好，在在走向方向上延伸伸相當(dāng)長(zhǎng)的距離；；建筑物上的破裂裂形跡多為斜裂縫縫，與地下的地裂裂縫產(chǎn)狀呈鏡像構(gòu)構(gòu)造關(guān)系。例如西西安地裂縫是南傾傾南降的正斷層運(yùn)運(yùn)動(dòng)，它穿過(guò)南北北向墻體時(shí)，建筑筑物上裂縫傾向北北，穿過(guò)東西向墻墻體時(shí)，建筑物上上裂縫傾向西，只只有當(dāng)墻體與地裂裂縫平行時(shí)，才會(huì)會(huì)在墻體的下緣或或上緣出現(xiàn)水平裂裂縫。當(dāng)?shù)亓芽p穿穿過(guò)耕地、地坪、、馬路時(shí)表現(xiàn)為一一條有一定落差的的張裂縫，或呈有有一定寬度陡傾斜斜的破碎帶。根據(jù)這這些特征來(lái)和黃土土濕陷、不均勻沉沉降等的局部的重重力形變裂縫相區(qū)區(qū)別。(2)地裂縫建筑筑安全距離的確定定除重力地裂縫外，，其余地裂縫都屬屬構(gòu)造成因，或構(gòu)構(gòu)造因素與環(huán)境工工程地質(zhì)條件改變變的復(fù)合成因。有有三向變形，變形形量較大，當(dāng)代建建筑水平還不能有有效抵抗它的變形形，因此各類(lèi)建筑筑物不能跨越其上上，必須避開(kāi)地裂裂縫一定的距離，，不致受它的活動(dòng)動(dòng)變形的影響，才才能保證建筑物的的安全。這個(gè)避開(kāi)開(kāi)的距離稱(chēng)建筑安安全距離。所以地地裂縫場(chǎng)地的工程程評(píng)價(jià)與工程措施施的關(guān)鍵是選定合合理的安全距離。。地震地裂縫是地震震斷層的一種，建建筑安全距離主要要是防止地表位錯(cuò)錯(cuò)的問(wèn)題。構(gòu)造地裂縫可參照照城市地裂縫的安安全距離進(jìn)行評(píng)價(jià)價(jià)。城市地裂縫的建筑筑安全距離在西安安市已有豐富的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，已制訂出省省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在城市市建筑與工程建筑筑中已執(zhí)行多年，，收到實(shí)際效果。。地裂縫的建筑安全全距離是根據(jù)地裂裂縫活動(dòng)影口向帶帶寬度決定的。根根據(jù)多年來(lái)的宏觀觀調(diào)查、實(shí)地開(kāi)挖挖揭露、精密水準(zhǔn)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)地裂裂縫的活動(dòng)變形帶帶是不寬的，只需需要采用小的建筑筑安全距離，即可可保證建筑物的安安全。例如西安地地裂縫的主變形區(qū)區(qū)為7m，平均最最大影響寬度為13.33m，詳詳見(jiàn)表6.5.6.2。8.3.5區(qū)域域性地面沉降的防防治原則8．4采空空區(qū)復(fù)習(xí)要點(diǎn)：了解采空區(qū)的危害害；了解采空區(qū)地表移移動(dòng)規(guī)律及特征；；了解采空區(qū)地表移移動(dòng)和變形的預(yù)測(cè)測(cè)；掌握采空區(qū)的勘察察評(píng)價(jià)原則和處理理措施。8.4.1慨述述地下礦層采空后形形成的空間稱(chēng)為采采空區(qū)，由此采空空區(qū)上方覆蓋的巖巖層將失去支撐，，原來(lái)的平衡條件件將被破壞，致使使上方巖層產(chǎn)生移移動(dòng)變形，直到破破壞塌落，最后導(dǎo)導(dǎo)致地表各類(lèi)建筑筑物(包括線路、、·橋涵等)變形形破壞，甚至倒塌塌，另外也會(huì)使地地·表大面積下沉沉，凹陷，破壞農(nóng)農(nóng)村中大片農(nóng)田。。8.4.2采采空區(qū)分類(lèi)1．老采空區(qū)：已已停止開(kāi)采的采空空區(qū)。或開(kāi)采已達(dá)達(dá)充分采動(dòng)(充分分采動(dòng)指地表移動(dòng)動(dòng)盆地已形成平底底)，盆地內(nèi)的各各種變形已經(jīng)穩(wěn)定定的采空區(qū)。2．現(xiàn)采空區(qū)：正正在開(kāi)采的采空區(qū)區(qū)，開(kāi)采未達(dá)充分分采動(dòng)，即地表移移動(dòng)盆地呈尖底狀狀，盆內(nèi)各種變形形仍在繼續(xù)發(fā)展的的采空區(qū)。3．未來(lái)采空區(qū)：：計(jì)劃開(kāi)采而尚未未開(kāi)采礦層，預(yù)計(jì)計(jì)將形成的采空區(qū)區(qū)。8.4.3采采空區(qū)上部巖層變變形的垂直分帶礦層采空后，頂板板巖層的移動(dòng)變形形因巖層性質(zhì)和開(kāi)開(kāi)采條件不同，變變形的表現(xiàn)形式，，分布狀態(tài)和程度度亦不相同，一般般可將其垂直方向向的變形分為3個(gè)個(gè)帶：1．冒落帶：直接接位于采空區(qū)上方方的頂板巖層，在在自重及上覆巖層層重力作用下，移移動(dòng)變形很大，所所受應(yīng)力大大超過(guò)過(guò)本身強(qiáng)度，使巖巖層斷裂破碎塌落落，堆積于采空區(qū)區(qū)，已塌落部分稱(chēng)稱(chēng)冒落帶。2，裂隙帶：冒落落帶上部的巖層在在重力作用下，移移動(dòng)變形較大，所所受應(yīng)力超過(guò)本身身強(qiáng)度，巖層產(chǎn)生生裂隙或斷裂，但但尚未塌落，而形形成的裂隙帶。3．彎曲帶：裂隙隙帶上部的巖層在在重力作用下，變變形較小，所受應(yīng)應(yīng)力尚未超過(guò)其本本身強(qiáng)度，未產(chǎn)生生裂隙，僅出現(xiàn)連連續(xù)平緩的彎曲變變形，稱(chēng)彎曲帶，，此帶巖層的整體體性未遭破壞。上述3個(gè)帶的形成成主要取決于礦層層的賦存條件，開(kāi)開(kāi)采和頂板管理方方法以及巖層性質(zhì)質(zhì)等。8.4.4.采空空區(qū)地表移動(dòng)規(guī)律律及特征1．地表變形的特特征：地下礦層大面積采采空后，上部巖層層失去支撐，產(chǎn)生生移動(dòng)變形，原有有平衡條件被破壞壞，隨之產(chǎn)生彎曲曲，塌落，以致發(fā)發(fā)展到使地表下沉沉變形。地表變形形開(kāi)始成凹陷盆地地，此盆地稱(chēng)為移移動(dòng)盆地。如圖6．4．4．1所所示移動(dòng)盆地形狀狀。移動(dòng)盆地的面積一一般比采空區(qū)面積積大，其位置和形形狀與巖層的傾角角大小有關(guān)；礦層層傾角平緩時(shí)，盆盆地位于采空區(qū)的的正上方，形狀對(duì)對(duì)稱(chēng)于采空區(qū)；礦礦層傾角較大時(shí)，，盆地在沿礦層走走向方向仍對(duì)稱(chēng)于于采空區(qū)，而沿傾傾斜方向隨著傾角角的增大，盆地中中心愈向傾斜的方方向偏移。采空區(qū)上方巖層變變形的不斷擴(kuò)大而而向上發(fā)展，并往往往波及到地表，，使地表產(chǎn)生移動(dòng)動(dòng)變形。地表變形形一般具有下列特特征。(1)連連續(xù)的地地表變形形：變形形在空間間和時(shí)間間上是連連續(xù)發(fā)生生的，開(kāi)開(kāi)始地表表形成凹凹地，隨隨著采空空區(qū)不斷斷擴(kuò)大，，凹地不不斷擴(kuò)展展而成凹凹陷盆地地即移動(dòng)動(dòng)盆地，，連續(xù)的的地表變變形常形形成較規(guī)規(guī)則的移移動(dòng)盆地地。(2)不不連續(xù)的的地表變變形：變變形在空空間和時(shí)時(shí)間上都都不連續(xù)續(xù)，地表表不出現(xiàn)現(xiàn)較規(guī)則則的盆地地，而常常出現(xiàn)塌塌陷坑，，臺(tái)階以以及不規(guī)規(guī)則的大大裂縫等等。當(dāng)開(kāi)采深深度小而而開(kāi)采厚厚度較大大，或有有地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造等影影響，以以及急傾傾斜礦層層開(kāi)采時(shí)時(shí)，都會(huì)會(huì)產(chǎn)生不不連續(xù)的的地表變變形。(3)不不明顯的的地表變變形：地地表變形形不明顯顯，僅有有少量地地面下沉沉或小裂裂縫，對(duì)對(duì)地表建建筑物不不產(chǎn)生明明顯影響響。2．地表表移動(dòng)盆盆地的分分區(qū)根據(jù)據(jù)地表變變形值的的大小和和變形特特征，自自移移動(dòng)盆地地中心向向邊緣分分為3個(gè)個(gè)區(qū)：(1)均均勻下沉沉區(qū)(中中間區(qū))：即盆盆地中心心的平底底部分，，當(dāng)盆地地尚未形形成平底底時(shí)，該該區(qū)即不不存在，，區(qū)內(nèi)地地表下沉沉均勻，，地面平平坦，一一般無(wú)明明顯裂縫縫。(2)移移動(dòng)區(qū)(又稱(chēng)內(nèi)內(nèi)邊緣區(qū)區(qū)或危險(xiǎn)險(xiǎn)變形區(qū)區(qū))：區(qū)區(qū)內(nèi)地表表變形不不均勻，，變形種種類(lèi)較多多，對(duì)建建筑物破破壞作用用較大，，如地表表出現(xiàn)裂裂縫時(shí)，，又稱(chēng)為為裂縫區(qū)區(qū)。(3)輕輕微變形形區(qū)(外外邊緣區(qū)區(qū))：地地表的變變形值較較小，一一般對(duì)建建筑不起起損壞作作用。該該區(qū)與移移動(dòng)區(qū)的的分界，，一般是是以建筑筑物的容容許值來(lái)來(lái)劃分，，其外圍圍邊界，，即移動(dòng)動(dòng)盆地的的最外邊邊界，實(shí)實(shí)際上難難以確定定，一般般是以地地表下沉沉值10mm為為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)來(lái)劃分的的。3．地表表變形的的分類(lèi)為便于對(duì)對(duì)于地表表進(jìn)行分分析研究究，將地地表變形形分為2種移動(dòng)動(dòng)和3種種變形。。2種移移動(dòng)是：：垂直移動(dòng)動(dòng)(下沉沉)和水水平移動(dòng)動(dòng)；3種種變形是是：傾斜斜、彎曲曲(曲率率)和水水平變形形(伸張張或壓，，縮)。。下面取取一主斷斷面分析析各類(lèi)變變形的情情況，見(jiàn)見(jiàn)圖8.3，圖圖8.4。設(shè)A、B為主斷面面上未移移動(dòng)的兩兩點(diǎn)，A’、B’為移動(dòng)終終止后的的相應(yīng)位位置，L為A、B兩點(diǎn)間的的距離，，由圖8.3可可知：又如圖8.4所所示，設(shè)設(shè)A、B、C為為主斷面面上未移移動(dòng)前的的3點(diǎn)，，為移動(dòng)終終止后的的相應(yīng)位位置，由由圖得知知：AB段傾傾斜：中點(diǎn)處處的傾傾斜。BC段的的傾斜：：中點(diǎn)處處的的傾斜。。兩處的傾傾斜差Δi，除以以1、2兩點(diǎn)間間的間距距，，即得得平均的的傾斜變變化，并并以此為為平均曲曲率，則則B點(diǎn)的的曲率為為：（6.4.4.5）4.影響響地表變變形的因因素(1)礦礦層因素素1)礦層層埋深愈愈大(即即開(kāi)采深深度愈大大)，變變形擴(kuò)展展到地表表所需的的時(shí)間愈愈長(zhǎng)，地地表變形形值愈小小，變形形比較平平緩均勻勻，但地地表移動(dòng)動(dòng)盆地的的范圍增增大。2)礦層層厚度大大，采空空的空間間大，會(huì)會(huì)促使地地表的變變形值增增大。3)礦層層傾角大大時(shí)，使使水平移移動(dòng)值增增大，地地表出現(xiàn)現(xiàn)裂縫的的可能性性加大，，盆地和和采空區(qū)區(qū)的位置置更不相相對(duì)應(yīng)。。(2)巖巖性因素素1)上覆覆巖層強(qiáng)強(qiáng)度高、、分層厚厚度大時(shí)時(shí)，地表表變形所所需采空空面積要要大，破破壞過(guò)程程所需時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，，厚度大大的堅(jiān)硬硬巖層，，甚至長(zhǎng)長(zhǎng)期不產(chǎn)產(chǎn)生地表表變形。。強(qiáng)度低低、分層層薄的巖巖層，常常產(chǎn)生較較大的地地表變形形，且速速度快，，但變形形均勻，，地表一一般不出出現(xiàn)裂縫縫。脆性性巖層地地表易產(chǎn)產(chǎn)生裂縫縫。2)厚的的、塑性性大的軟軟弱巖層層，覆蓋蓋于硬脆脆的巖層層上時(shí)，，后者產(chǎn)產(chǎn)生破壞壞會(huì)被前前者緩沖沖或掩蓋蓋，使地地表變形形平緩；；反之，，上覆軟軟弱巖層層較薄，，則地表表變形會(huì)會(huì)很快，，并出現(xiàn)現(xiàn)裂縫。。巖層軟軟硬相間間、且傾傾角較陡陡時(shí)，接接觸處常常出現(xiàn)離離層現(xiàn)象象。3)地表表第四系系堆積物物愈厚，，則地表表變形值值增大，，但變形形平緩均均勻。(3)地地質(zhì)構(gòu)造造因素1)巖層層節(jié)理裂裂隙發(fā)育育，會(huì)促促進(jìn)變形形加快，，增大變變形范圍圍，擴(kuò)大大地表裂裂縫區(qū)。。2)斷層層會(huì)破壞壞地表移移動(dòng)的正正常規(guī)律律，改變變移動(dòng)盆盆地的大大小和位位置，斷斷層帶上上的地表表變形更更加劇烈烈。(4)地地下水因因素地下水活活動(dòng)(特特別是對(duì)對(duì)抗水性性弱的巖巖層)會(huì)會(huì)加快變變形速度度，擴(kuò)大大變形范范圍，增增大地表表變形值值。(5)開(kāi)開(kāi)采條件件因素礦層開(kāi)采采和頂板板處置的的方法以以及采空空區(qū)的大大小、形形狀、工工作面推推進(jìn)速度度等,均均影響著著地表變變形值、、變形速速度和變變形的形形式。以以房柱式式及條帶帶式開(kāi)采采和全部部充填法法處置頂頂板，地地表變形形影響較較小。8.4.5采采空區(qū)區(qū)地表變變形預(yù)測(cè)測(cè)計(jì)算方方法對(duì)現(xiàn)采空空區(qū)和未未來(lái)采空空區(qū)應(yīng)通通過(guò)計(jì)算算預(yù)測(cè)地地表移動(dòng)動(dòng)和變形形的特征征值。(1)對(duì)對(duì)于緩傾傾斜(傾傾角小于于25)礦層地地表移動(dòng)動(dòng)和變形形預(yù)測(cè)，，可按表表8.6所列公公式計(jì)算算。(2)礦礦層傾角角近于水水平或緩緩傾斜且且開(kāi)采達(dá)達(dá)充分采采動(dòng)時(shí)，，最大變變形值的的計(jì)算式式如表6．4．．5．2所列。。8.4.6采采空區(qū)區(qū)的勘察察工作大面積采采空區(qū)的的工程地地質(zhì)勘察察工作，，主要是是搜集資資料，變變形調(diào)查查和變形形的觀測(cè)測(cè)，必要要時(shí)輔以以物探、、鉆探工工作。1．搜集集資料一般大面面積采空空區(qū)均做做過(guò)礦山山地質(zhì)勘勘探工作作，有大大量資料料可供搜搜集利用用，需搜搜集的資資料有：：(1)各各種地質(zhì)質(zhì)圖，借借以了解解地層構(gòu)構(gòu)成、產(chǎn)產(chǎn)狀和構(gòu)構(gòu)造，以以及地下下水條件件等。(2)礦床分分布圖，以了了解礦層的分分布、層數(shù)、、厚度、深度度和埋藏特征征。(3)搜集采采空區(qū)的位置置和尺寸，開(kāi)開(kāi)采時(shí)間、開(kāi)開(kāi)采辦法、頂頂板處置方法法以及礦層開(kāi)開(kāi)采的遠(yuǎn)景規(guī)規(guī)劃資料。(4)收集地地表變形和有有關(guān)變形的觀觀測(cè)、計(jì)算資資料，如：地地表最大下沉沉值，最大傾傾斜值、最小小曲率半徑等等。(5)已有建建筑物的變形形觀測(cè)資料和和建筑物的加加固處理措施施。(6)了解采采空區(qū)附近的的抽水情況，，以及抽水對(duì)對(duì)采空區(qū)的影影響情況。2．變形調(diào)查查和觀測(cè)(1)調(diào)查地地表和建筑物物變形的特征征和分布規(guī)律律，如：地表表塌陷坑、臺(tái)臺(tái)階和裂縫的的分布規(guī)律、、形狀、寬度度、·深度以以及它們地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造(巖層層產(chǎn)狀、主要要節(jié)理、斷層層)，開(kāi)采邊邊界，工作面面推進(jìn)方面等等的關(guān)系。(2)調(diào)查地地表移動(dòng)盆地地的特征，劃劃分均勻下沉沉區(qū)，移動(dòng)區(qū)區(qū)和輕微變形形區(qū)。(3)變形觀觀測(cè)按下列原原則進(jìn)行1)觀測(cè)線宜宜平行和垂直直礦層走向成成直線布置，，其長(zhǎng)度應(yīng)超超過(guò)移動(dòng)盆地地的范圍。2)平行礦層層走向的觀測(cè)測(cè)線，應(yīng)有一一條布置在最最大下沉值的的位置；垂直直礦層走向酌酌觀；測(cè)線線，一般不應(yīng)應(yīng)少于2條。。3)觀測(cè)線上上觀測(cè)點(diǎn)的間間距，應(yīng)大致致相等，并根根據(jù)開(kāi)采深度度按表6.4．6．1確確定5)在觀測(cè)地地表變形的同同時(shí)，應(yīng)觀測(cè)測(cè)地表裂縫、、陷坑、臺(tái)階階的發(fā)展和建建筑物的變形形等情況。(4)觀測(cè)資資料整理：1)繪制下沉沉曲線，下沉沉等值線圖，，水平變形分分布圖等。2)根據(jù)有關(guān)關(guān)變·形值劃劃分地表變形形區(qū)的范圍，，如：根據(jù)建建筑物對(duì)地表表變形的容許許極限值，確確定移動(dòng)區(qū)的的范圍，根據(jù)據(jù)地表下沉lOmm的下下沉值，確定定輕微移動(dòng)區(qū)區(qū)即移動(dòng)盆地地的范圍。3)計(jì)算盆地地內(nèi)有關(guān)地點(diǎn)點(diǎn)的地表下沉沉，傾斜、曲曲率和移動(dòng)值值。4)對(duì)正在開(kāi)開(kāi)采和將開(kāi)采采的采空區(qū)，，應(yīng)預(yù)算其最最大變形值。。對(duì)緩傾斜巖巖層或地表變變形平緩連續(xù)續(xù)時(shí)，可采用用表8．10所列公式計(jì)計(jì)算最大變形形值：注：表6．4．6．3各各式中：q——下沉系系數(shù)(mm／／m)，與礦礦層傾角大小小、開(kāi)采方法法和頂板處置置方法有關(guān)，，一般取0．．01～0．．95；m——礦層開(kāi)開(kāi)采厚度(m)；r——主要影影響半徑(m)，H——開(kāi)采深深度(m)；；β——移動(dòng)角角(°)，tanββ一般為1.5～2.5；b——水平移移動(dòng)系數(shù)，取取0．25～～0．35。。6.4.7采采空區(qū)的的勘察評(píng)價(jià)原原則采空區(qū)勘察應(yīng)應(yīng)分別查明老老采空區(qū)上覆覆巖層的穩(wěn)定定性，預(yù)測(cè)現(xiàn)現(xiàn)采空區(qū)和未未來(lái)采空區(qū)地地表動(dòng)變形的的特征和規(guī)律律性：并判定定其作為建筑筑場(chǎng)地的適宜宜性和對(duì)建筑筑物的危害性性。一般大面積采采空區(qū)均做過(guò)過(guò)較詳細(xì)的礦礦山地質(zhì)勘探探工作，有充充分的資料可可供利用，因因此采區(qū)的巖巖土工程勘察察工作，主要要是搜集資料料，進(jìn)行地表表和建筑物變變形的調(diào)查和和觀測(cè)工作。。1．采空區(qū)場(chǎng)場(chǎng)地建筑適宜宜性評(píng)價(jià)采空區(qū)場(chǎng)地的的建筑適宜性性評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)據(jù)開(kāi)采情況，，地表移動(dòng)盆盆地特征和地地表移動(dòng)，變變形，太小劃劃分為不宜建建筑場(chǎng)地，相相對(duì)穩(wěn)定場(chǎng)地地，可以建筑筑場(chǎng)地，并應(yīng)應(yīng)符合下列條條件：(1)下列地地段不宜作為為建筑場(chǎng)地1)在開(kāi)采過(guò)過(guò)程中可能出出現(xiàn)非連續(xù)變變形的地段。。2)地表移動(dòng)動(dòng)活躍的地段段。3)特厚煤層層(礦層)和和傾角大于55‘的厚煤煤層(礦層)露天地段。。4)由于地表表移動(dòng)和變形形引起邊坡失失穩(wěn)和山崖崩崩塌的地段。。5)地下水位位埋深小于建建筑物可能下下沉量與基礎(chǔ)礎(chǔ)埋深之和的的地段。6)地表傾斜斜大于10mm／m或地地表水平變形形大于6mm／m的地段段。(2)下列地地段作為建筑筑場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)應(yīng)評(píng)價(jià)其適宜宜性1)采深采厚厚比小于30的地段。2)采深小，，上覆巖層極極堅(jiān)硬并采用用非正規(guī)開(kāi)采采方法的地段段。3)地表傾傾斜為3～～10mm／m，地地表曲率為為0.2×10-3～06×10-3m或地表水平平變形為2～6mm／m的地地段。2．小窯采采空區(qū)的勘勘察和穩(wěn)定定性評(píng)價(jià)(1)小窯窯采空區(qū)一一般采空范范圍較窄，，開(kāi)采深度度淺，采空空區(qū)一般分分布無(wú)規(guī)律律或呈網(wǎng)格格狀，大多多不支撐或或臨時(shí)支撐撐，任其自自由塌落，，其他表變變形特征為為：1)由于采采空區(qū)范圍圍較窄，地地表不出現(xiàn)現(xiàn)移動(dòng)盆地地，但由于于開(kāi)采深度度淺，頂板板又任其自自由塌落，，故地表變變形劇烈，，多產(chǎn)生較較大裂縫，，陷坑。2)地表裂裂縫分布常常與開(kāi)采工工作面的推推進(jìn)方向平平行，并隨隨開(kāi)采工作作面的推進(jìn)進(jìn)，裂縫不不斷向前發(fā)發(fā)展?！ぁ?2)小窯窯采空區(qū)勘勘察工作通過(guò)收集資資料，調(diào)查查訪問(wèn)和物物探，鉆探探等工作以以查明：1)礦層的的分布范圍圍，開(kāi)采和和停采時(shí)間間，開(kāi)采深深度、厚度度和開(kāi)采方方法，主巷巷道的位置置、大小和和塌落、支支撐、回填填、充水情情況，以及及開(kāi)采計(jì)劃劃和規(guī)劃等等。2）地表陷陷坑，裂縫縫的位置、、形狀大小小、隧道、、延伸方向向及其與采采空區(qū)和地地質(zhì)構(gòu)造的的關(guān)系。3)采空區(qū)區(qū)附近的工工農(nóng)業(yè)抽水水和水利工工程建設(shè)及及其對(duì)采空空區(qū)的影響響。(3)場(chǎng)地地穩(wěn)定性評(píng)評(píng)價(jià)及處理理措施1)地表產(chǎn)產(chǎn)生裂縫和和塌陷地段段，屬于不不穩(wěn)定地段段，不適于于建筑。在在附近建筑筑時(shí)，需有有一定的安安全距離，，安全距離離的大小視視建筑物的的性質(zhì)而定定，一般應(yīng)應(yīng)大于5～～15m。。2)當(dāng)建筑筑物已建在在影響范圍圍內(nèi)時(shí)，可可按下式驗(yàn)驗(yàn)算地基的的穩(wěn)定性。。設(shè)建筑物物基底單位位壓力為戶戶。則作用用在采空段段頂板上的的壓力Q為為：（8.4.7.1））式中G——巷道道單位長(zhǎng)度度頂板上巖巖層所受的的總重力(kN／m)G=γγBH；B——巷道道寬度(m)；f——巷道道單位長(zhǎng)度度側(cè)壁的摩摩阻力(kN／m)；H——巷道道頂板的埋埋藏深度(m)。當(dāng)H增大到到某一深度度，使頂板板巖層恰好好保持自然然平衡；(即Q=0)，，此時(shí)H稱(chēng)稱(chēng)為臨界深深度Ho，，則（8.4.7.2））當(dāng)H<Ho時(shí)，地基基不穩(wěn)定；；Ho<H<1．5Ho時(shí)，地地基穩(wěn)定性性差；H>1．5Ho時(shí)，，地基穩(wěn)定定。3)小窯采采空區(qū)的處處理措施有有：①回填或壓壓力灌漿，，回填材料料一般用毛毛石混凝土土或粉煤灰灰。②加強(qiáng)建筑筑物基礎(chǔ)及及上部結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度。6．4．8采空空區(qū)的一般般處理措施施1．有以下下幾種頂板板及采空區(qū)區(qū)處理方法法：(1)全部部垮落法(2)帶狀狀充填法(外來(lái)材料料)(3)矸石石自溜充填填法(4)干式式全部充填填法(5)風(fēng)力力和機(jī)械干干式充填法法(6)水力力矸石充填填法(7)水砂砂充填法(8)冒落落條帶開(kāi)采采法(9)水砂砂充填條帶帶開(kāi)采法(10)充充填條帶開(kāi)開(kāi)采法(11)混混凝土充填填2．防止地地表和建筑筑物變形的的措施(1)開(kāi)采采工藝方面面的措施1)采用充充填法處置置頂板，及及時(shí)全部充充填或兩次次充填，以以減少地表表下沉量。。2)減少＼＼開(kāi)采厚度度，或采用用條帶法開(kāi)開(kāi)采，使地地表變形不不超過(guò)建筑筑物的容許許極限值。。3)增大采采空區(qū)寬度度，使地表表移動(dòng)充分分4)控制開(kāi)開(kāi)采的推進(jìn)進(jìn)速度均勻勻，合理進(jìn)進(jìn)行協(xié)調(diào)開(kāi)開(kāi)采。(2)建筑筑物設(shè)計(jì)方方面的措施施1)建筑物物長(zhǎng)軸應(yīng)垂垂直工作面面的推進(jìn)方方向。2)建筑物物平面形狀狀應(yīng)力求簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，以矩矩形為宜。。3）基礎(chǔ)底底部應(yīng)位于于同一標(biāo)高高和巖性均均一的地層層上，否則則應(yīng)用沉絳絳縫分開(kāi)。。當(dāng)基礎(chǔ)埋埋深不一致致時(shí)，應(yīng)采采用臺(tái)階，，不宜采用用柱廊和獨(dú)獨(dú)立柱。4)加強(qiáng)基基礎(chǔ)剛度和和上部結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)度，在在結(jié)構(gòu)薄弱弱處更應(yīng)加加強(qiáng)。6.4.9思考與與選擇題(1)采空空區(qū)是如何何分類(lèi)的?(2)采空空區(qū)地表變變形一般具具有幾種特特征？(3)采空空區(qū)上方地地表最終移移動(dòng)盆地的的特征是怎怎樣的?(4)采空空區(qū)上部巖巖層共分哪哪幾個(gè)帶?(5)采空空區(qū)上部地地表移動(dòng)盆盆地的三個(gè)個(gè)分區(qū)是如如何劃分的的?(6)地表表變形中所所劃分的移移動(dòng)和變形形類(lèi)型中，，如何計(jì)算算下沉、水水平移動(dòng)、、傾斜、曲曲率、水平平變形?(7)影響響地表變形形的因素有有哪幾方面面內(nèi)容?(8)采空空區(qū)地質(zhì)勘勘察工作主主要有哪些些內(nèi)容?(9)采空空區(qū)場(chǎng)地建建筑的適宜宜性評(píng)價(jià)原原則有哪幾幾方面內(nèi)容容?(10)小小窯采區(qū)勘勘察工作有有哪幾項(xiàng)?(11)采采空區(qū)頂板板及采空區(qū)區(qū)處理方法法主要有哪哪些?(12)采采空區(qū)上方方及附近建建筑物設(shè)計(jì)計(jì)方面應(yīng)注注意采取的的措施有哪哪幾方面?8.5.巖巖溶與土土洞（巖溶溶塌陷）復(fù)習(xí)要點(diǎn)：了解解巖溶與土土洞的發(fā)育育條件和規(guī)規(guī)律；了解解巖溶的類(lèi)類(lèi)型與形態(tài)態(tài)；了了解巖溶與與土洞的塌塌陷機(jī)理；；掌握巖溶溶地區(qū)不同同勘察階段段的勘察評(píng)評(píng)價(jià)方法；；掌握巖溶溶與土洞的的處理方法法。1.1定義巖溶巖溶(喀斯斯特)是可可溶性巖石石在水的溶溶(侵)蝕蝕作用下，，產(chǎn)生的各各種地質(zhì)作作用、形態(tài)態(tài)和現(xiàn)象的的總稱(chēng)?？煽扇軒r包括括碳酸鹽類(lèi)類(lèi)巖石以及及石膏、巖巖鹽、芒硝硝等其他可可溶性巖石石。就巖溶溶對(duì)工程危危害而言，，由于石膏膏、巖鹽等等易溶巖的的溶解速度度大，因此此，巖土工工程評(píng)價(jià)中中不但要評(píng)評(píng)價(jià)其現(xiàn)狀狀，更要著著眼于工程程有效使用用期限內(nèi)溶溶蝕作用繼繼續(xù)對(duì)工程程的影響。。由于碳酸酸鹽類(lèi)巖石石在我國(guó)各各類(lèi)可溶巖巖中，分布布范圍占有有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)勢(shì)，因此應(yīng)應(yīng)主要掌握握碳酸鹽類(lèi)類(lèi)巖石中的的巖溶問(wèn)題題。土洞（巖溶溶塌陷）土洞是在有有覆蓋土的的巖溶發(fā)育育區(qū)，其特特定的水文文地質(zhì)條件件，使巖面面以上的土土體遭到流流失遷移而而形成土中中的洞穴和和洞內(nèi)塌落落堆積物以以及引發(fā)地地面變形破破壞的總稱(chēng)稱(chēng)。土洞是是巖溶的一種特殊形形態(tài)，是巖巖溶范疇內(nèi)內(nèi)的一種不不良地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象，由于于發(fā)育速度度快、分布布密，對(duì)工工程的影響響有時(shí)甚至至大于巖洞洞。1.2發(fā)育條件與與規(guī)律巖溶的發(fā)育育條件:(1)具有有可溶性巖巖層；(2)具有有溶解能力力（含）和和足夠流量量的水(3)地表表水有下滲滲，地下水水有流動(dòng)的的途徑。三者缺一不不可。巖溶發(fā)育的的基本規(guī)律律(1)在不不同成分巖巖性、組織織結(jié)構(gòu)與層層厚的巖體體中，巖溶溶發(fā)育具有有明顯的分分選性。厚厚層、質(zhì)純純、粒粗的的石灰?guī)r中中，發(fā)育強(qiáng)強(qiáng)烈，洞體體規(guī)模大；；隨組分中中雜質(zhì)(硅硅鋁等)含含量增加、、層理變薄薄，結(jié)構(gòu)致致密而發(fā)育育程度漸弱弱，規(guī)模漸漸小。當(dāng)不不同巖性?xún)A傾斜成層時(shí)時(shí)，巖溶在在平面上呈呈帶狀分布布，與非(弱)可溶溶巖接觸處處，巖溶較較為發(fā)育。。(2)巖巖體中各各類(lèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)面是巖巖溶發(fā)育育的溫床床。各種種成因的的寬大裂裂隙是巖巖溶水流流動(dòng)的集集中通道道，是巖巖溶發(fā)育育的有利利場(chǎng)所。。地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造線往往往決定定了巖溶溶水的流流動(dòng)趨向向，也控控制了巖巖溶發(fā)育育的延伸伸方向，，在2組組或2組組以上裂裂隙交接接處巖溶溶尤為發(fā)發(fā)育，且且個(gè)體規(guī)規(guī)模較大大。(3)河河流水系系是內(nèi)陸陸巖溶區(qū)區(qū)巖溶水水的排泄泄基準(zhǔn)面面和歸宿宿。巖溶溶形態(tài)在在垂直河河谷方向向上具有有分帶性性，在橫橫剖面方方向上，，由河谷谷向分水水嶺過(guò)渡渡，巖溶溶形態(tài)具具有如下下分布規(guī)規(guī)律：在在深切河河谷，落落水洞數(shù)數(shù)量向分分水嶺方方向漸少少，深度度也較淺淺；洼地地平緩河河床則增增加；在在切割不不深的河河流近旁旁，向河河排泄的的暗流發(fā)發(fā)育規(guī)模模大且水水流集中中，向外外側(cè)則漸漸小且分分散。(4)水平狀狀洞穴系統(tǒng)在在豎向分布上上具有成層性性。某一高程程水平的洞穴穴與既定的排排水基準(zhǔn)相適適應(yīng)，兩者高高程相當(dāng)，水水平洞穴是這這一基準(zhǔn)面巖巖溶水長(zhǎng)期作作用的結(jié)果。。地殼或基準(zhǔn)準(zhǔn)面升降，也也可以出現(xiàn)數(shù)數(shù)級(jí)水平洞穴穴，其發(fā)育程程度及規(guī)模與與地殼、基準(zhǔn)準(zhǔn)面相對(duì)穩(wěn)定定時(shí)間有關(guān)。。(5)巖溶發(fā)發(fā)育程度與規(guī)規(guī)?？偟囊?guī)律律有向深處減減弱、漸小的的趨勢(shì)。(6)巖溶水水運(yùn)動(dòng)，有集集中的管狀流流和分散的網(wǎng)網(wǎng)狀·流等形形式，其動(dòng)態(tài)態(tài)具有明顯的的季節(jié)變化，，雨季時(shí)，在在山麓地段或或正常通道受受阻處，可產(chǎn)產(chǎn)生較大的動(dòng)動(dòng)水壓力。土洞的發(fā)育條條件與規(guī)律土洞或地表塌塌陷的形成和和發(fā)展，受到到區(qū)域地質(zhì)構(gòu)構(gòu)迭、水文地地質(zhì)、巖溶溶發(fā)育、地表表排水以及人人為改變地下下水動(dòng)力條件件等諸因素的的影響。其中中，土、巖溶溶與水的活動(dòng)動(dòng)是必不可少少的條件。由由于各地區(qū)內(nèi)內(nèi)外因條件的的差異，決定定了土洞發(fā)展展的不均性。。(1)與土質(zhì)和土厚厚的關(guān)系土洞多發(fā)育于于黏性土中，，在砂土及碎碎石土中比較較少見(jiàn)。土質(zhì)質(zhì)厚薄對(duì)土洞洞的形成、由由土洞發(fā)展到到地表塌陷所所需的時(shí)間以以及塌陷形成成后的斷面形形狀都有一定定影響。(2)與基巖中巖溶溶發(fā)育的關(guān)系系，土洞是巖溶作作用的產(chǎn)物，，因此它的分分布同樣受到到?jīng)Q定巖溶發(fā)發(fā)育的巖性、、巖溶水、地地質(zhì)構(gòu)造等因因素的控制(3)與水的關(guān)系水是形成土洞洞的外因和動(dòng)動(dòng)力。1.3巖溶類(lèi)型與形形態(tài)分類(lèi)依據(jù)巖溶類(lèi)型氣候

主要類(lèi)型：1．熱帶型；2．亞熱帶型；3．溫帶型次要類(lèi)型：1．高寒地區(qū)型；2二—手早地區(qū)型發(fā)育時(shí)代1，古巖溶，中生代及中生代以前發(fā)育的巖溶2．近代巖溶，新生代以來(lái)發(fā)育的巖溶巖溶出露條件1．裸露型，巖溶巖層裸露，僅低洼地區(qū)有零星小片覆蓋2，半裸露型，巖溶巖層以裸露為主，在谷地、大型洼地及河谷附近有較大面積被第四紀(jì)沉積物覆蓋3．覆蓋型，巖溶巖層大面積被厚的(一般為幾十米以上)第四紀(jì)沉積物所覆蓋，地面一般沒(méi)有巖溶巖層的分布4。埋藏型，巖溶巖層大面積埋藏于非巖溶巖層之下巖溶作用及巖溶形態(tài)組合1．溶蝕為主類(lèi)型，包括石林溶溝、溶丘洼地、峰叢洼地”、峰林谷地、孤峰坡地或殘丘坡地等2．溶蝕一侵蝕類(lèi)型，包括巖溶高山深谷、巖溶中山峽谷、巖溶低山溝巖、海岸巖溶、礁島巖溶等3．溶蝕構(gòu)造類(lèi)型，包括壟脊箱谷、壟脊谷地、巖溶斷陷盆地、巖溶斷塊山地等

按河谷發(fā)育部位階地坡地分水嶺

按水動(dòng)力特征近河谷排泄基準(zhǔn)面巖溶、遠(yuǎn)排泄基準(zhǔn)面巖溶、構(gòu)造帶巖溶地臺(tái)區(qū)類(lèi)型河谷侵蝕巖溶、沿裂隙發(fā)育的巖溶、構(gòu)造破碎帶巖溶、埋藏的古巖溶類(lèi)別地表巖溶形態(tài)地下巖溶形態(tài)巖溶形態(tài)

石芽、石林、溶隙、溶洞、溶蝕準(zhǔn)平原、溶溝、溶槽、溶蝕洼地，溶蝕平原、溶碟、漏斗、溶蝕谷地、峰叢、峰林、落水洞、豎井、干谷、盲谷、孤峰

溶孔、落井、溶潭、伏流、溶穴、溶泉、天窗、暗河不同氣候環(huán)境境下的巖溶形形態(tài)組合標(biāo)志志形態(tài)標(biāo)志氣候環(huán)境地表形態(tài)地下形態(tài)宏觀大形態(tài)小形態(tài)堆積物大形態(tài)小形態(tài)堆積物干旱、半干旱常態(tài)山干谷

單個(gè)溶痕石灰?guī)r角，鈣殼或鈣質(zhì)結(jié)核風(fēng)蝕巖層穿沿。除雪山底部外很少大洞雪山底部洞穴中，可見(jiàn)渦穴、貝窩雪山底洞穴，可見(jiàn)各種小型次生化學(xué)沉積物寒帶、高寒地區(qū)常態(tài)山干谷、淺洼地尖溶痕石灰?guī)r角礫、流水鈣華雪山或現(xiàn)代冰川下可發(fā)育大’型洞穴少量渦穴貝窩、邊槽次生化學(xué)沉積物較少冰川紋泥、崩塌堆積，少量寒冷區(qū)生物堆積溫帶丘陵地丘陵洼地碟型洼地溶盆尖溶痕，土下溶痕溶盆流水鈣華、少量洞外鐘乳石、有的地區(qū)有石灰?guī)r角礫常見(jiàn)大型洞穴系統(tǒng)、形態(tài)取決于水動(dòng)力條件常有渦穴、貝窩、邊槽懸吊巖等較多次生化學(xué)沉積物，常有崩塌堆積，沖積層。溫帶生物堆積熱帶、亞熱帶峰林地形多邊形洼地，溶盆，石林尖溶痕，土下溶痕溶盆紅壤土、大量洞外鐘乳石常見(jiàn)大型洞穴系統(tǒng)、形態(tài)取決于水動(dòng)力條件較多的小型溶蝕形態(tài)大量次生化學(xué)沉積物，崩塌堆積，沖積層，熱帶、亞熱帶生物堆積1．4巖溶與土洞塌塌陷機(jī)理巖溶塌陷一般般系為巖溶地地區(qū)土層中的的塌陷、巖溶溶基巖中的塌塌陷和上覆土土層同下伏基基巖一起坍塌塌的塌陷的統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)。在覆蓋蓋型巖溶地區(qū)區(qū)，由于土層層中土洞的發(fā)發(fā)展，導(dǎo)致地地面陷落而產(chǎn)產(chǎn)生地表變形形和破壞所形形成的負(fù)地形形，稱(chēng)為巖溶溶塌陷。土洞形成的基基本條件是：：(1)基巖的的巖溶發(fā)育程程度(2)土層的的性質(zhì)(3)地下水水的活動(dòng)特征征巖溶塌陷雖有有突發(fā)性，但但其前身的土土洞，是在某某些因素作用用下，多數(shù)是是長(zhǎng)期發(fā)育而而形成的。因因而，對(duì)土洞洞的調(diào)查、勘勘探、治理和和預(yù)報(bào)是巖溶溶塌陷區(qū)重要要的巖土工程程工作之一。。覆蓋型巖溶地地區(qū)的巖溶塌塌陷是由覆蓋蓋層中的土洞洞發(fā)展而發(fā)生生的，見(jiàn)圖6．1．4．．1。自然的因素是是長(zhǎng)期地和經(jīng)經(jīng)常地通過(guò)影影響地下水的的水質(zhì)、水量量、水力來(lái)溶溶蝕可溶巖、、潛蝕土層而而孕育、發(fā)展展土洞的；人人為的因素則則通過(guò)這些作作用加速土洞洞的發(fā)展，加加強(qiáng)塌陷的規(guī)規(guī)，模，加劇塌陷陷的危害。土洞（巖溶塌塌陷）形成的的基本條件是是：1．基巖的巖巖溶發(fā)育程度度巖溶塌陷處下下伏基巖的巖巖溶發(fā)育程度度是強(qiáng)烈的，，而巖溶發(fā)育育程度弱的地地段則塌陷少少見(jiàn)。巖溶塌塌陷主要是與與淺部巖溶發(fā)發(fā)育程度密切切相關(guān)。淺部巖溶是指指基巖表面的的溶芽和溶溝溝槽部分，和和低基巖面以以下約10m范圍內(nèi)的洞洞穴或溶隙發(fā)發(fā)育段?？捎糜勉@探、物探探等方法測(cè)量量。基巖面的的起伏程度，，可用單位面面積的溶溝槽槽數(shù)量、基巖巖面埋深的均均方差來(lái)表征征。2．土層的性性質(zhì)土層是土洞形形成和塌陷發(fā)發(fā)生的物質(zhì)基基礎(chǔ)。土層的的成因類(lèi)型、、礦物成分、、巖性、顆粒粒成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造、物理理力學(xué)性質(zhì)、、水理性質(zhì)、、狀態(tài)、厚度度等，影響著著土洞的形成成和發(fā)展的快快慢，土層的的厚度，還控控制或影響塌塌陷的形態(tài)與與規(guī)模。3．地下水的的活動(dòng)特征地下水的活動(dòng)動(dòng)是土洞的形形成、發(fā)展，，以致破壞的的最活躍的因因素。特別是是水位在基巖巖上下波動(dòng)的的幅度和頻度度，對(duì)崩解和和搬運(yùn)土粒和和流土。的速速度有重要作作用。地下水水的活動(dòng)還改改變土的含水水量、塑性狀狀態(tài)或因濕脹脹干縮而出現(xiàn)現(xiàn)裂隙等。6．1．5巖巖溶地區(qū)區(qū)勘察評(píng)價(jià)方方法，，1．勘察工作作要點(diǎn)各階段巖溶地地區(qū)建筑巖土土工程勘察要要求與方法見(jiàn)見(jiàn)表6.1.5.1。勘察階段勘察要求勘察方法和工作量可行性研究

應(yīng)查明巖溶洞隙、土洞的發(fā)育條件，并對(duì)其危害程度和發(fā)展趨勢(shì)作出判斷，對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定，性和建筑適宜性做出初步評(píng)價(jià)宜采用工程地質(zhì)測(cè)繪及綜合物探方法。發(fā)現(xiàn)有異常地段，應(yīng)選擇代表性部位布置鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證核實(shí)并在初劃的巖溶分區(qū)及規(guī)模較大的地下洞隙地段適，當(dāng)增加勘探孔?？刂瓶讘?yīng)穿過(guò)表層巖溶發(fā)育帶，但深度不宜超過(guò)30m初步勘察

應(yīng)查明巖溶洞隙及其伴生土洞、地表塌陷的分布發(fā)育程度和發(fā)育規(guī)律，并按場(chǎng)地的穩(wěn)定性和建筑適宜性進(jìn)行分區(qū)

詳細(xì)勘察

應(yīng)查明建筑物范圍或?qū)ㄖ杏绊懙囟蔚母鞣N巖溶洞隙及土洞的形態(tài)、位置、規(guī)模、埋深、圍巖和巖溶堆填物性狀，地下水埋藏特征；評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性在巖溶發(fā)育區(qū)的下列部位應(yīng)查明土洞和土洞群的位置：1．土層較薄、土中裂隙及其下巖體巖溶發(fā)育部位2．巖面張開(kāi)裂隙發(fā)育，石芽或外露的巖體交接部位3．兩組構(gòu)造裂隙交匯或?qū)挻罅严稁?．隱伏溶溝、溶槽、漏斗等，其上有軟弱土分布負(fù)巖面地段5，降水漏斗中心部位。當(dāng)巖溶導(dǎo)水性相當(dāng)均勻時(shí)，宜選擇漏斗中地下水流向的上游部位；當(dāng)巖溶水呈集中滲流時(shí)，宜選擇地下水流向的下游部位6．地墊低洼和地面水體近旁

宜按建筑物軸線布置物探線，并宜采用多種方法判定異常地段及其性質(zhì)。對(duì)基礎(chǔ)下和鄰近地段的物探異常點(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)證性鉆孔。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有危及工程安全的洞體時(shí)，應(yīng)采取加密鉆孔或物探等措施。必要時(shí)可采取頂板及洞內(nèi)堆填物的巖土試樣，其勘探應(yīng)符合下列規(guī)定：1．當(dāng)基底下土層厚度不足時(shí)，應(yīng)將勘探孔全部或部分鉆人基巖。當(dāng)在預(yù)定深度內(nèi)遇見(jiàn)洞體時(shí)，應(yīng)將部分勘探孔鉆人洞底以下；當(dāng)遇中等風(fēng)化基巖時(shí)，其深度不應(yīng)小于洞底以下2m2．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)證其他勘探手段的成果時(shí)，應(yīng)采取巖土試樣或進(jìn)行原位測(cè)試，并應(yīng)布置適量的探槽或探井3．在土洞發(fā)育地段，應(yīng)沿基礎(chǔ)軸線或在每個(gè)單獨(dú)基礎(chǔ)位置上以較大密度布置靜力觸探或小口徑釬探，查明土洞、地表塌陷的分布施工勘察應(yīng)針對(duì)某一地段或尚待查明的專(zhuān)門(mén)事項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)充勘察和評(píng)價(jià)。當(dāng)基礎(chǔ)采用大直徑嵌巖樁或墩基時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的樁基勘察

應(yīng)根據(jù)巖溶地基處理設(shè)計(jì)和施工要求布置。在土洞、地表塌陷地段，可在已開(kāi)挖的基槽內(nèi)布置觸探和釬探。對(duì)大直徑嵌巖樁或墩基，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倍并不小于5m，當(dāng)相鄰樁底的基巖面起伏較大時(shí)應(yīng)適當(dāng)加深。對(duì)重要或荷載較大的工程，庳在墩底加設(shè)小口徑鉆孔，并應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)工作

2．測(cè)試和觀觀測(cè)要求(1)當(dāng)追索索隱伏洞隙的的聯(lián)系時(shí)，可可進(jìn)行連通試試驗(yàn)；(2)評(píng)價(jià)洞洞隙穩(wěn)定時(shí)，，可采用洞體體頂板巖樣及及充填物土樣樣作物理、力力學(xué)試驗(yàn)。必必要時(shí)可進(jìn)行行現(xiàn)場(chǎng)頂板巖巖體的載荷試試驗(yàn)；(3)頂板為為易風(fēng)化或軟軟弱巖石時(shí)，，可進(jìn)行抗風(fēng)風(fēng)化試驗(yàn)；(4)當(dāng)需查查明土的性狀狀與土洞形成成的關(guān)系時(shí)，，可進(jìn)行濕化化、脹縮、可可溶性及剪切切試驗(yàn)；(5)查明地地下水動(dòng)力條條件和潛蝕作作用，地表水水與地下水的的聯(lián)系，對(duì)預(yù)預(yù)測(cè)土洞、地地表塌陷的發(fā)發(fā)生和發(fā)展時(shí)時(shí)，可進(jìn)行水水位、流速、、流向及水質(zhì)質(zhì)的長(zhǎng)期觀測(cè)測(cè)。3.巖土工程程評(píng)價(jià)巖溶評(píng)價(jià)可分分為建筑區(qū)場(chǎng)場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)評(píng)價(jià)與地基范范圍內(nèi)個(gè)體巖巖溶形態(tài)評(píng)價(jià)價(jià)兩部分，建建筑區(qū)場(chǎng)地穩(wěn)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)即即在較大范圍圍內(nèi)，按巖溶溶發(fā)育強(qiáng)度在在乎面上區(qū)劃劃出對(duì)建筑穩(wěn)穩(wěn)定性不同影影響的分區(qū)，，作為場(chǎng)地選選擇、建筑總總平面布置的的依據(jù)。而對(duì)對(duì)地基穩(wěn)定分分析所及深度度內(nèi)，單個(gè)巖溶形態(tài)(主主要指洞隙空空間)的穩(wěn)定定評(píng)價(jià)可分為為定性和半定定量?jī)煞N方法法，當(dāng)前使用用較廣的仍然然是以定性的的方法為主。。(1)場(chǎng)地宏宏觀評(píng)價(jià)在巖溶場(chǎng)地宏宏觀分區(qū)評(píng)價(jià)價(jià)時(shí)，可參照照巖溶的基本本特征與規(guī)律律，考慮下列列各點(diǎn)：1)場(chǎng)地上主主要建筑物的的位置盡量避避開(kāi)巖溶發(fā)育育強(qiáng)烈地段，，宜選擇在非非(弱廠可溶溶巖分布的地地段上。2)從巖溶對(duì)對(duì)建筑穩(wěn)定性性和適宜性出出發(fā)，在總平平面布局上，，使各類(lèi)