工程地质学全套课件.ppt

第五节　岩溶、土洞及其处理对策 不均匀沉降常导致轨面倾斜和衬砌开裂。 　　2．岩溶地基稳定性问题 　　岩溶地区地基稳定性包括浅基础下地基土厚度不均匀导致的滑移问题，和粧端进入持力层深浅不一的滑移问题，以及开挖边坡的稳定滑移问题。因为在岩溶地区，由于地表覆盖层下有石芽、溶沟，岩体内部有暗河、溶洞，如作为地基通常是很不均匀的，基岩界面不能准确掌握，所以要进行详细的工程地质勘察。对岩溶地区重要工程的桩基础要求每个桩都要有一个勘探孔，且勘探孔的深度要穿过溶洞到达完整基岩2m以上。 　　3．岩溶地区地基潜蚀塌陷问题 　　岩溶地区地基的潜蚀塌陷问题指的是，岩溶地区上覆土层常因下部岩溶水的潜蚀作用而塌陷，形成土洞。而且这种作用是长期存在的，土洞（空洞）是随时间不断形成的且有可能继续发展，所以对跨岩溶地区高速公路的路基等，需要全面勘察评价线路上全流域的岩溶发育情况。 　　4．岩溶地区地下水渗漏问题 　　在岩溶发育地区修筑水库时，库水常沿溶蚀裂隙、岩溶管道、溶洞、地下暗河等渗漏、严重时可造成水库不能蓄水。由于渗漏形式错综复杂，防渗工程处理难度大，所以，应慎重选址，并且详细的工程地质勘察是十分必要的。 　　（二）岩溶地区工程地质问题的处理对策 　　1．在岩溶地区进行工程建设设计前，必须进行详细的工程地质勘察。 　　2．在岩溶地区一般建筑的浅基础设计时要详细了解地质资料，包括拟建场地内岩溶的溶洞发育情况，岩溶基岩面石芽的起伏情况，基岩面上方覆盖土层的厚度变化情况，及岩土物理力学参数的变化情况。具体设计时要尽量提高基础与上部结构的整体刚度， 第五节　岩溶、土洞及其处理对策 同时要进行房屋基础的不均匀沉降验算和稳定性验算。 　　3．在岩溶地区重要建筑的深基础设计时要详细了解地质资料，包括拟建场地内岩溶的溶洞发育情况，岩溶基岩面石芽的起伏情况，基岩面上方覆盖土层的厚度变化情况及岩土物理力学参数的变化情况。具体设计时要尽量采用桩基础，且桩端要穿过溶洞进入下部完整基岩内1m以上。并尽量提高基础与上部结构的整体刚度，同时要进行房屋基础的不均匀沉降验算和稳定性验算。 　　4．岩溶地区小型水库建设要详细了解库区的地质资料，包括拟建场地内岩溶的溶洞发育情况，岩溶基岩面石芽的起伏情况，基岩面上方覆盖土层的厚度变化情况及岩土物理力学参数的变化情况。具体设计时坝基要选择在完整基岩上，且坝基上下游之间不能有溶洞连通，以利于蓄水。坝基要作整体防渗处理并作整体稳定性验算。 　　三、土洞的概念及发生条件 　　（一）土洞的概念 　　土洞是由于地表水和地下水对地下岩土层潜蚀溶蚀产生空洞，而空洞的扩展导致地表土层陷落的一种地质现象。因为地下水或者地表水流入地下土体内，将颗粒间可溶成分溶滤，带走细小颗粒，使土体被掏空成洞穴，这种地质作用的过程称为潜蚀。当土洞发展到一定程度时，上部土层发生塌陷，破坏地表原来形态（图6-10），危害建（构）筑物安全和使用。土洞的危害包括岩土体中的空洞使地表突然塌陷造成地面沉降和房屋不均匀沉降，城市道路路基土沉陷造成自来水管和污水管的破裂等。 第五节　岩溶、土洞及其处理对策 第五节　岩溶、土洞及其处理对策 　　（二）土洞的形成条件 　　土洞的形成条件包括岩土的可溶性、岩土的透水性和地下水的潜蚀溶蚀作用3个方面。 　　1．岩土的可溶性 　　岩石的土洞往往是表层覆盖土下有可溶性的碳酸岩类岩石存在，岩石慢慢发育成溶洞造成地表土塌陷。土层的土洞往往是浅表层覆盖土下有粉砂土层的存在且地下水位较低，粉砂土层在外界振动荷载或承压水头等作用下，潜蚀液化而造成地表土塌陷。 　　2．岩土的透水性 　　岩土的透水性是地下土洞发育的另一个必要条件，岩土的透水性越高，土洞发育也越强烈。岩石的透水性取决于岩体的裂隙、孔隙的多少和连通情况，土层的透水性取决于粉砂土的结构和连通性。 　　3．地下水的潜蚀溶蚀作用 　　岩石土洞实质上是水对碳酸盐类的溶解作用，包括侵入性CO 2 等作用，使岩石溶解后形成溶洞造成地表土塌陷而形成土洞。土层的土洞实质上是粉砂土层在高水头差的地下水潜蚀冲刷后，或振动冲刷作用后造成地表土的沉降而形成土洞。 　　土洞的形成主要是潜蚀作用导致的。潜蚀是指地下水流在土体中进行溶蚀和冲刷的作用。如果土体内不含有可溶成分，则地下水流仅将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，这种现象称为机械潜蚀。其实，机械潜蚀也是冲刷作用之一，所不同的是它发生于土体内部，因而也称内部冲刷。如果土体内含有可溶成分，例如黄土，含碳酸盐、硫酸盐或氯化物的砂质土和黏质土等，地下水流先将土中可溶成分溶解，而后将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，因而这种具有溶滤作用的潜蚀称之为化学潜蚀。化学潜蚀主要是因溶解土中可溶物而使土中颗粒间的联结性减弱和破坏，从而使颗粒分离和散开，为机械 第五节　岩溶、土洞及其处理对策 潜蚀