岩溶地区基础设计的一般原则

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岩溶地区建筑地基基础技术标准

岩溶地区建筑地基基础技术标准

岩溶地区建筑地基基础技术标准标题:岩溶地区建筑地基基础技术标准规范一、引言岩溶地区,由于其独特的地质构造和水文条件,对建筑物地基基础的设计与施工提出了特殊要求。

为确保岩溶地区建筑工程的安全稳定,特制定本“岩溶地区建筑地基基础技术标准”,以指导和规范相关建设活动。

二、基本规定1. 地质勘查:在岩溶地区进行建筑设计前,必须进行全面细致的岩溶地质勘查,查明溶洞、落水洞、地下河等特殊地质体的分布、规模及发育程度,为地基基础设计提供准确依据。

2. 设计原则:地基基础设计应遵循“因地制宜、预防为主、综合治理”的原则,充分考虑岩溶地质特性,避免地基不均匀沉降和地下水突变带来的安全隐患。

3. 地基处理:对于存在溶蚀空洞的地基,应采取填充密实、灌浆加固、桩基支撑等方式进行地基处理,确保地基承载力满足设计要求。

4. 基础形式选择:根据岩溶地貌特点,优先采用能分散荷载且适应性较强的独立基础、筏板基础或桩基础,并结合实际情况选用适宜的基础埋深。

三、施工技术要求1. 施工前应根据地质勘查报告编制详细的岩溶地基处理方案,明确施工工艺、材料以及质量控制措施。

2. 在施工过程中,应严格监控地基处理效果和地下水动态变化,如发现异常情况应及时调整施工方案。

3. 桩基础施工时,应对溶洞区域进行专项探测,确保桩基穿透溶洞并达到稳定持力层;同时,加强桩身完整性检测,防止因溶蚀作用导致的桩基质量问题。

四、验收与维护完成地基基础施工后,须按照国家相关验收标准和技术规范进行严格的工程质量验收。

在建筑使用期间,要定期进行地基监测和维护,防范可能出现的地基变形、地下水渗漏等问题。

总结,岩溶地区建筑地基基础的技术工作是一项系统工程,需科学严谨地对待每一个环节,只有这样,才能确保在复杂多变的岩溶地质环境下,建筑结构的安全可靠。

岩溶地区公路基础设计与施工技术研究技术应用指南(最终版)

岩溶地区公路基础设计与施工技术研究技术应用指南(最终版)
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岩溶地区公路基础设计与施工技术指南
1.3 填石体样本密度测量.............................................................................................. 39 1.4 填石体样本的参振质量 m0 与密度 ρ 的关系建立................................................ 39 1.5 现场测试步骤.......................................................................................................... 39 1.6 填石体样本的参振质量 m0 与密度 ρ 的关系建立示例....................................... 40 附录 2 岩石等效内摩擦角初定值....................................................................................... 42 附录 3 岩溶洞隙稳定性半定量评价................................................................................... 43 附录 4 填石路堤设计标准图............................................................................................... 49 附录 5 岩溶地区公路工程路基、桥基施工处治技术图表............................................... 53

岩溶地区的地基处理和基础设计分析

岩溶地区的地基处理和基础设计分析

岩溶地区的地基处理和基础设计分析岩溶地区的地基处理对于建筑的安全与质量有着十分重要的影响,本文对以往的设计经验进行了总结与分析,对岩溶地区地基设计、地基处理以及地基评价等方面的方法进行了详细的介绍,希望可以起到参考作用。

标签:基础设计;地基处理;岩溶地区岩溶地区普遍存在漏斗、暗河、溶槽、溶洞等地质情况,存在形式十分隐蔽。

岩溶作用指的是流水对岩石造成腐蚀与冲击,部分情况下表现为机械式的侵蚀,使岩石形态发生变化。

岩溶不良地质所构成的岩溶地基普遍存在不均匀沉降、承载力不足等方面的问题,严重情况下还可能会导致地基塌陷或地基滑动。

在我国建筑工程领域不断发展的过程中,在岩溶地区兴建高层建筑方面的技术也取得了一定的进展。

设计单位需要对岩溶地基建设房屋时所存在的关键问题进行重点的解决,做好岩溶地基稳定性分析工作,对岩溶地基基础形式进行有针对性的设计,使所制定的地基处理方案更具合理性与经济性。

1、岩溶地基相关方面的评价设计单位需要重点设计好岩溶地区的房屋基础,选择正确的处理方法对于工程的造价与施工安全性有着十分重要的意义。

施工区域或周围所存在的岩溶均会在一定程度上影响到施工安全,需要对岩溶进行勘察,综合性地对岩溶地基进行评价,根据评价结果科学客观地制定地基处理方案。

计算方法、数学模型以及力学模型是最为重要的评价步骤,在我国建筑行业不断发展的过程中,岩溶地基分析评价流程得到了进一步的简化,尤其是在稳定性分析方面已经可以由以往十分繁琐的定量分析转化为直观、简化的定性分析。

定性评价法通常应用于常规工程地基稳定性分析与初勘阶段的场地选择,具体包含经验比拟法与综合分析法两种。

依照对洞体稳定性造成影响的有关因素与与洞隙边界条件做出合理的评价与综合性的分析。

半定量评价法是定性评价法的延伸与补充,具体包含顶板厚跨比法和顶板安全厚度计算法。

其中顶板厚跨比法不需要考虑顶板性质、荷载和大小,选取顶部最薄处厚度和水平投影跨度两项数值,能够计算出厚跨比,该数值能够用来对顶板厚度的安全性做出评价。

浅析岩溶地区基础设计及施工要点刘汝慧

浅析岩溶地区基础设计及施工要点刘汝慧

浅析岩溶地区基础设计及施工要点刘汝慧发表时间:2020-05-09T10:48:33.027Z 来源:《工程管理前沿》2020年2月5期作者:刘汝慧[导读] 岩溶地区地质情况复杂,对建筑工程地基基础的影响较大摘要:岩溶地区地质情况复杂,对建筑工程地基基础的影响较大,设计前应根据地勘报告,结合地质情况对建设场地进行综合分析,确定地基基础的设计原则和处理方法,寻求合适的地基基础设计方案以及施工要点。

关键词:岩溶地区;特点;基础设计;施工;夯扩桩引言岩溶洞、隙、沟、槽等岩溶地貌和岩溶的特殊形态都是岩溶范畴内的不良地质现象,由其所构成的岩溶地基常常会引起建筑物基础的稳定性、地基承载力的不足、不均匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏。

溶洞、塌陷这些不良的工程地质情况,在溶岩地区或多或少会出现,随着越来越多的工程兴建在岩溶地区,岩溶地基的问题就成为工程建设中的突出问题,加强岩溶地基稳定性分析评价,采用合理经济的地基处理措施,有着重大的技术价值和经济意义。

一、岩溶地区地质特点岩溶地区的建设场地,基岩面起伏较大,有时还遇到土岩结合的地基持力层,为不均匀性地基;往往也分布有特殊性土红虱土,上覆土层中还会有土洞;如果上部结构荷载适于天然浅基础形式,浅基础方案设计时也应针对上述这样的工程地质问题深入探讨。

如果由于浅基础形式不能满足上部建筑物结构荷载的情况,而要选择了桩基础形式,那么施工过程中就会碰到诸如基岩的完整性、基岩起伏面较大、石芽、土洞、溶洞、溶隙、岩溶地下水等工程地质及岩溶地质问题。

设计师应该吸取过往施工经验,或借鉴相邻场地的施工经验,多与提供详细勘察报告的技术负责人探讨,最终选择适于桩基础施工的类型。

在岩溶地区进行基础设计及施工,应严格遵循相关规范,制订符合实际情况的设计与施工方案。

在确定桩基施工方法时,应该对该技术方法的特点加以了解,并明确其技术控制要点,防比操作不规范导致的各类质量与安全问题。

二、岩溶地区地基基础设计原则及方法2.1地基基础设计原则及方法当地基评价无法满足稳定性要求时,就需要对地基进行处理,对于影响地基稳定性的岩溶洞隙,应根据其位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件等进行综合分析,因地制宜地采取下列处理措施:(1)对洞口较小的岩溶洞隙,宜采用镶补、嵌塞、跨盖等方法处理。

岩溶地区基础设计的一般原则

岩溶地区基础设计的一般原则

岩溶地区基础设计的一般原则方小丹(华南理工大学建筑设计研究院)一、问题的提出岩溶地区建筑物的基础设计是工程师们常感困惑的难题。

多年来的工程实践,有机会接触不少此类问题,有成功的心得,也有对失败的思考。

本文拟通过对其中部分有代表性的工程实例的简要介绍分析,来探讨岩溶地区基础设计的一般原则。

例1、广州市景泰坑某住宅小区工程概况:建筑物九层,局部十层,首层层高5.6m,其余2.8m,总建筑面积6.5万㎡,钢筋混凝土框架结构。

场区工程地质条件:人工填土,耕植层厚0.8-2m,坡洪积层(粘土及粉质粘土)厚4~8m,标贯数3~10击;残积层(粘土、粉质粘土、粉土)厚3~12m,标贯数5~15.5击。

下伏基岩为石炭系壶天群灰岩,灰色、深灰色,岩质坚硬,岩石上部裂隙发育,有三个钻孔发现溶洞,洞深分别为0.2、1.3、1.55m,有填充物。

场地内,发现钻孔8#、9#、12#、13#、14#一带灰岩顶面标高特别低,与周围钻孔的灰岩顶板标高相差3~10米不等,该地段区域存在一个以8#、13#为中心的溶蚀漏斗。

基础型式:采用天然地基上的条形基础,基底置于坡洪积粉质粘土层上,设计估算最大沉降6-7㎝,竣工验收时实测5.7㎝。

建成后效果良好。

例2、肇庆市某办公楼工程概况:十四层钢筋混凝土框剪结构,一层地下室,总建筑面积约2万㎡。

场区工程地质条件:耕植土层0.3~1m,淤泥及淤泥质土层7~10 m。

粉质粘土,粘土层4~7 m。

下伏基岩为灰岩,岩溶发育,溶洞高0.5~3.1m不等。

基础型式:采用桩筏基础(混凝土灌注桩加筏基)。

考虑到淤泥层的透水性很差,桩距较密的沉管灌注桩将造成地面隆起,桩的质量难以保证,故以挤土桩(沉管灌注桩)与排土桩(钻孔灌注桩)相间,桩端支承于残积层上。

建成后效果良好。

例3、韶关某办公-住宅楼工程概况:二十层钢筋混凝土框-剪结构,一层地下室,总建筑面积约3万㎡,柱最大轴力约2000t。

场区工程地质条件:冲洪积软可塑粉质粘土,粘土8~20 m,其中卵石层平均厚3~4 m,下伏基岩为灰岩,灰色,岩质坚硬,岩溶发育,钻孔见洞率约28%,溶洞深0.5~3m不等。

岩溶地区桥梁桩基础设计分析

岩溶地区桥梁桩基础设计分析

岩溶地区桥梁桩基础设计分析摘要:石灰岩地区由于岩溶的存在,对桥梁基础危害极大。

本文分析了岩溶地区桥梁桩基础设计的一些基本原则,并且在湖南桂武高速的工程设计实例中采用了此设计方法,工程建成安全运营多年,说明该设计具有较高可靠性。

关键词:岩溶地区桥梁基础顶板安全厚度喀斯特地貌,因前南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛碳酸岩高原所具有的典型特征而得名,主要表现为可溶性岩石经受水流溶蚀、侵蚀以及岩体重力崩落、坍陷等作用过程,形成于地表和地下各种侵蚀和堆积物体形态的总称。

在我国,这种可溶性石灰岩,也有较广泛的分布。

其在地表下形成的溶洞对于桥梁基础的设计有很大的安全隐患,是我们进行岩溶地区桥梁设计的重点与难点之一。

岩溶地区桥梁基础的设计,必须要综合考虑安全、经济等各方面的因素,以确定合理的基础方案。

一、桥梁基础选择概述在实际设计中,由于灰岩强度一般都较高,因此扩大基础有很好的适应能力,并且对于溶洞埋置较深的情况,若能合理利用上层溶洞的顶板强度而采用扩大基础,在经济上,将具有很高的价值。

但是,由于勘察设计中不可能非常准确探明基础下溶洞的具体大小与形态,而只能通过物探以及定向钻探进行初步探明,所以扩大基础的使用有一定的安全隐患,并且在一些较高桥墩中,扩大基础对于桥墩稳定性有很大影响,所以,在岩溶地区的桥梁基础设计中,桩基础还是应用最为广泛的基础结构型式。

但同扩大基础一样,溶洞对桩基的承载能力也有着重大影响,溶洞直接影响桩周摩擦力与桩端抗阻力。

特别是当桩周顶板厚度不够时,在桥梁荷载作用下,顶板被压碎,从而使桩基承载能力损失而引起桥梁结构的破坏是桩基设计中必须避免的!另外,因“逢洞必穿”的思想而造成的桩基过长,使岩溶区桩基在施工过程中可能引起的斜桩、卡钻、塌孔、扩孔、埋钻甚至断桩等一系列施工事故的可能性极大增加,也是设计应该考虑的。

因此,岩溶地区的桥梁桩基础设计,必须在结构安全的前提下,综合考虑施工与经济等各方面因素,采用最合理的桩长与桩径。

岩溶地区地基处理方法-总结

岩溶地区地基处理方法-总结

岩溶地基的处理措施岩溶是由石灰岩、泥灰岩等可溶性岩石长期受水的化学溶蚀和机械作用而形成的。

岩溶为可溶性岩层的特有现象,基表面形式有溶槽、溶沟、溶洞、石笋等,空隙有的被泥土充填,有的是空洞,一般以隐蔽的形式存在。

岩溶所引起的各种地表变形破坏,会严重影响地基稳定性,会造成公路铁路断道,桥涵下沉开裂,水库渗漏,建筑物损坏等等。

因此,需要根据岩溶情况慎重研究,作出妥善处理,本文结合工程的地质情况、场地特征、工程实际等探讨了针对不同基础采用不同的方法处理复杂岩溶地基的问题。

1、岩溶地基处理的一般原则:(1)重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区;(2)当地基含石膏、岩盐等易溶岩时,应考虑溶蚀继续作用的不利影响;(3)不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主,并可根据其形态、大小及埋深,采用清爆换填、浅层楔状填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法处理(4)岩溶水的处理宜采取疏导的原则;(5)在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范围内不应作天然地基。

对土洞和塌陷宜采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌填岩溶通道、通气降压等方法进行处理,同时采用梁板跨越。

对重要建筑物应采用桩基或墩基;(6)应采取防止地下水排泄通道堵截造成动水压力对基坑底板、地坪及道路等不良影响以及泄水、涌水对环境的污染的措施;(7)当采用桩(墩)基时,宜优先采用大直径墩基或嵌岩桩,并应符合下列要求:1)桩(墩)以下相当桩(墩)径的3倍范围内,无倾斜或水平状岩溶洞隙的浅层洞隙,可按冲剪条件验算顶板稳定;2)桩(墩)底应力扩散范围内,无临空面或倾向临空面的不利角度的裂隙面可按滑移条件验算其稳定;3)应清除桩(墩)底面不稳定石芽及其间的充填物。

嵌岩深度应确保桩(墩)的稳定及其底部与岩体的良好接触。

2 、岩溶的处理地基基础措施:①当条件允许时,尽量采用浅基,充分利用上覆性能较好的土层为持力层或使基底与洞体间保留相当厚度的完好岩体。

②当以岩石作持力层时,局部加深基础,通过钻孔灌注桩或墩穿过单个洞体,使基础荷载传递到下部完好的岩体上。

岩溶地区市政桥梁工程桩基础的设计原则

岩溶地区市政桥梁工程桩基础的设计原则

有决定性 的影 响. 因此 设计工作 中需遵循如下几点原则:
() 1 桩基础设计 以前应进行充分 的勘察 工作 。勘察工作最 好是钻探 和物探相结合, 印证. 互相 从钻探 见洞率、 洞高分布 、 洞 隙率、 夹层 的产 状及岩性 、 溶洞 的充填情况 及顶板尺 寸等来评 价岩 溶对地基稳定性的影响程度 。 对岩溶 的分布规律进行工程
专 I桥航 与 通 栏 路 、 交 运
岩 溶地 区市政桥 梁 工程桩基 础 的设计原则
甘 波
( 东省 佛 山市 5 8 0 ) 广 2 5 0
摘 要: 根据 多年市政桥梁工程的设计施工经验 , 了岩溶地区市政桥梁工程桩基础设计应遵循的几点原则, 总结 可供类似 工程借鉴 。 关键词 : 嵌岩桩 ; 摩擦桩 ; 超长桩 ; 群桩
应 了解周边 建筑物 已有的成功 桩型 以及场 区周边建筑 物和管
线 的 种类 及 分 布 情 况 。 之 . 对 市 政 桥 梁 工 程 拟 建 区 有一 个 从 总 应
宏 观 到 微 观 . 局 部 到 整 体 的清 楚 了 解 , 对 整 个 场 区 的岩 土 条 从 并
作. 尽量进行多种 桩型 的比较及岩土参数的对 比。 工程实施时要
设计方案的优劣对桥梁工程的质量 、 工期、 投资 、 运营安全等都
采用先灌浆、 注浆等岩土 处理方法使岩层完整后再进行设 计桩
长 . 应 无 止 境 追 索 完 整 基 岩 , 避 免超 长 桩 给 施 工 带来 的一 不 从而 系 列难 题 , 免给 工程 带来 工 期 、 济 上 的 损 失 。 避 经
充 分 根 据 超 前 钻 及 施 工 单 位 施 工 中 所 出现 的 情 况 及 时 调 整 设 计 参 数 . 行 动 态 设计 . 保设 计 合 理 。 实 确
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岩溶地区基础设计的一般原则方小丹(华南理工大学建筑设计研究院)一、问题的提出岩溶地区建筑物的基础设计是工程师们常感困惑的难题。

多年来的工程实践,有机会接触不少此类问题,有成功的心得,也有对失败的思考。

本文拟通过对其中部分有代表性的工程实例的简要介绍分析,来探讨岩溶地区基础设计的一般原则。

例1、广州市景泰坑某住宅小区工程概况:建筑物九层,局部十层,首层层高5.6m,其余2.8m,总建筑面积6.5万㎡,钢筋混凝土框架结构。

场区工程地质条件:人工填土,耕植层厚0.8-2m,坡洪积层(粘土及粉质粘土)厚4~8m,标贯数3~10击;残积层(粘土、粉质粘土、粉土)厚3~12m,标贯数5~15.5击。

下伏基岩为石炭系壶天群灰岩,灰色、深灰色,岩质坚硬,岩石上部裂隙发育,有三个钻孔发现溶洞,洞深分别为0.2、1.3、1.55m,有填充物。

场地内,发现钻孔8#、9#、12#、13#、14#一带灰岩顶面标高特别低,与周围钻孔的灰岩顶板标高相差3~10米不等,该地段区域存在一个以8#、13#为中心的溶蚀漏斗。

基础型式:采用天然地基上的条形基础,基底置于坡洪积粉质粘土层上,设计估算最大沉降6-7㎝,竣工验收时实测5.7㎝。

建成后效果良好。

例2、肇庆市某办公楼工程概况:十四层钢筋混凝土框剪结构,一层地下室,总建筑面积约2万㎡。

场区工程地质条件:耕植土层0.3~1m,淤泥及淤泥质土层7~10 m。

粉质粘土,粘土层4~7 m。

下伏基岩为灰岩,岩溶发育,溶洞高0.5~3.1m不等。

基础型式:采用桩筏基础(混凝土灌注桩加筏基)。

考虑到淤泥层的透水性很差,桩距较密的沉管灌注桩将造成地面隆起,桩的质量难以保证,故以挤土桩(沉管灌注桩)与排土桩(钻孔灌注桩)相间,桩端支承于残积层上。

建成后效果良好。

例3、韶关某办公-住宅楼工程概况:二十层钢筋混凝土框-剪结构,一层地下室,总建筑面积约3万㎡,柱最大轴力约2000t。

场区工程地质条件:冲洪积软可塑粉质粘土,粘土8~20 m,其中卵石层平均厚3~4 m,下伏基岩为灰岩,灰色,岩质坚硬,岩溶发育,钻孔见洞率约28%,溶洞深0.5~3m不等。

基础型式:采用冲孔桩,桩径为φ800、φ1000、φ1200,C30水下混凝土,单桩竖向容许承载力分别为350t、500t、700t,桩端支承于灰岩上。

建成后效果良好。

例4、花县某宿舍楼工程概况:八层钢筋混凝土框架结构,层高3.2 m,建筑面积每幢约3000㎡。

场区工程地质条件:杂填土1~3m,砂层(细、中、粗砂)约2~7m,粉质粘土厚薄悬殊,从不到1 m到15.6m,溶洞非常发育,洞中半填充或无填充,灰岩面标高变化较大,从地面以下8 m到21 m。

附近有采石场,长期抽水,地下水位变化频繁。

基础型式:天然地基上条形基础,基底置于砂层上,建成后发现基础不均下沉,周围室外地坪地面塌陷。

需加固处理。

例5、广州市大坦沙污水处理厂污水池工程概况:钢筋混凝土方形污水池,池深4m,池内设钢筋混凝土柱支承池顶盖。

场区工程地质条件:冲洪积砂层、粉质粘土厚约20m,下伏基岩为钙质胶结的砂岩。

基础型式及施工过程的难题:钢筋混凝土钻孔灌注桩。

施工过程由于钻穿溶洞顶板,造成塌陷,形成直径约11m左右的水池,整台钻机陷落,没顶。

例6、广州市罗冲围某解困住宅工程概况:九层钢筋混凝土框架结构场区工程地质条件:淤泥质软土6~8m,残积层5~7m,下伏基岩为灰岩,石笋、石芽、溶洞较发育。

基础型式及施工过程的难题:原设计采用φ500预应力钢筋混凝土管桩基础,柴油锤施打。

施工过程断桩严重,断桩率达40%,有一桩从工程地质钻孔剖面图看约14m左右抵坚硬的石灰岩面,却一直打入26m。

例7、花县某邮件处理中心工程概况:单层钢筋混凝土柱,网架结构屋盖,柱网约28.5m×28m,高约12~16m,建筑面积约5万平方。

工程地质条件:杂填土2~3m,粉质粘土,粉土厚平均厚约18m,下伏基岩为灰岩,岩溶非常发育,有串珠状溶洞,溶洞无填充或半填充。

基础型式:采用冲孔混凝土灌注桩,施工很困难,不时有塌孔现象发生。

抽芯结果表明,一些桩倾斜,桩底沉渣过厚。

工期长,造价高。

例8、韶关某办公楼工程地质条件:与例3韶关某办公-住宅楼相近。

基础型式:原采用人工挖孔桩。

由于溶洞地下水与北江连通,致使无法抽干水,护壁变形,施工困难,无法成孔。

例9、徐州中国矿业大学南湖新校区某学生公寓工程概况:六层钢筋混凝土框架结构。

工程地质条件:粘土、粉质粘土(含姜石)厚约2-10m,下伏石灰岩。

基础型式:天然地基上的柱下单独基础,灰岩露头部分将岩石凿低至柱基底以下50㎝,设置土垫层,承载力特征值取80-100t/㎡不等;土部分的承载力特征值取20-24 t/㎡。

建成后效果良好。

二、岩溶的工程地质特点要分析以上工程实例的得失,有必要大致了解一下岩溶的工程地质特点。

所谓岩溶,是指可溶性岩石如石灰岩、泥灰岩、白云岩、大理岩(主要成分为碳酸盐)、石膏(主要成分为硫酸盐)、岩盐(主要成分为氯盐)等,长期受水的化学物理作用而形成溶洞、溶沟、暗河、石芽、石笋、落水洞、钟乳石等地貌地质形态。

广东地区常见的岩溶有石灰岩、白云岩、泥灰岩等,岩质坚硬、岩样单轴抗压强度常在50-100Mpa以上。

岩石的强度虽高,但要把基础可靠地置于其上却不容易。

对基础工程而言,最令工程师们头痛的是:1、岩溶地区基岩上复土层由于水的潜蚀作用时有土洞发育;2、岩层表面有石芽、石笋、溶沟、溶槽存在;3、溶洞分布无规律,沿竖向可能有几层溶洞,即所谓串珠型溶洞;4、岩面变化大,常见岩石临空面、鹰嘴石;5、溶洞地下水与外部水源(江、河、地下河等)有水力联系;6、岩层表面处,由于溶沟、溶槽、裂隙地下水积聚,残积层常呈软塑状。

地质剖面图中的溶洞和土洞常会令人困惑。

但另一方面也应注意到:1、岩溶的溶蚀速度虽有快有慢(与岩性及周围地下水中CO2含量及水动力条件相关),但与建筑物的设计使用期限相比,除了广东地区不常见的石膏及岩盐以外,却完全可以忽略。

换句话说,设计时仅需考虑其现状,而不必考虑其发展。

2、相比之下,土洞的形成与发展所需时间要短得多,对建筑物的危害也更为严重。

但也并非有溶洞必有土洞。

土洞发育的最主要的条件是:上复土层的性质,与下伏基岩中溶洞相联系的水通道(主要是裂隙)分布及地下水的流动,地下水位的变化等等。

当存在长期的人工抽水源时,由于人工降低地下水位时引起的水位升降幅度与频率远较自然条件大,土洞的发育尤为强烈,地面塌陷(即土洞发育至地面)危险性相对较大。

3、当建筑物的规模不大,层数不多,而上复土层有一定厚度及强度时,基底荷载引起的地基附加应力影响范围有限,对深部基岩中的溶洞影响很小。

三、几个工程实例成败的简要分析基于对岩溶工程地质特点的认识,可对上述几个工程实例的成败作一简要的分析,期望从中得到一些有益的启示。

例1、广州市景泰坑某住宅小区从工程地质勘察报告中知,在均匀布置的钻探孔中仅约占十分之一的钻探孔发现溶洞,且洞高度小,洞内有填充;地下水位远高于基岩面,且变化幅度不大;上复土层多为透水性差或较差的粘土或粉质粘土,地表水不易下渗,地下水活动不强烈。

显然,场地可判断为基本稳定。

由于复盖层有一定厚度,建筑物层数不多,只有九层,故首先考虑采用天然地基上浅基础——柱下条形基础及片筏基础(有地下室部分)。

综合考虑上部结构的载荷及地基压缩层厚度的不同而采用不同的基底附加应力,并采用刚度较大的柱下条形地基梁,从而尽可能减少柱间的沉降差异。

实践表明,设计是成功的,突出的优点是大大缩短了工期,加快了形象进度。

例2、肇庆市某办公楼建筑物的层数不多,只有14层,但地面以上软土层较厚,无法采用浅基础。

基岩面以上的残积层有一定的强度及厚度,采用小直径桩可充分利用该层的承载力,桩端不与石灰岩面接触,更使施工快捷方便。

设置有一定刚度和强度的筏板减少了柱间差异沉降的风险。

例3、韶关某办公-住宅楼由于单柱轴力较大,浅部土层无法提供必要的承载力,灰岩顶板较破碎,采用小直径桩也存在风险。

故采用冲孔混凝土灌注桩(端承桩)。

虽然施工周期较长,过程中也有塌孔现象,但由于施工单位较有经验,桩基质量还是能满足要求,建成后情况良好。

例4、花县某教工宿舍楼该工程建成投入使用后不久,1#楼、4#楼附近地面突然发生地面塌陷,1#楼由于基础的不均匀沉陷导致建筑物倾斜、墙体开裂而使住户人心惶惶。

如果对工程地质情况作深入一步的分析,或者对基础方案的选择会更为慎重些。

首先,场区存在厚度大、透水性极好的粗砂、砾砂层,有的砂层底面距溶洞十分发育的下伏石灰岩不到1m,这就便于地表水下渗,使浅层土易于被冲蚀淘空;其次,附近采石场的长期大量抽水更有利于土洞的形成并向上发育,一旦松软的土洞顶板承受不了上复砂层的压力而塌陷,砂层在水的作用下极易形成漏斗而造成地表陷落。

显然,在这样不稳定的地基上采用浅基础要冒很大风险,是不可取的。

例5、大坦沙污水处理厂污水池记得当年施工过程塌陷事故发生后,在关于基础方案的讨论会上,我曾建议取消钻孔桩基础,而改用天然地基上的浅基础,利用水池的底板做片筏基础。

因为基底附加应力并不大,每方平米仅10t左右,且基岩的上复土层并不太差,砂层的标贯数在13.4击以上,砂层之下的粘性土也有一定的强度与厚度,采用天然地基上的浅基础应是一个较好的、既安全又可缩短工期、节省投资的方案,可惜这意见并未有人重视。

例6、罗冲围某解困住宅据现场的施工管理人员反映,预应力管桩施打过程中大致可分为三种情况:1、正常,尽管最后三阵锤的平均贯入度不大于2㎝,控制偏严,总锤击数达800-1000击,但桩身完好;2、断桩,当桩端穿过软土层到达灰岩面时,柴油锤反弹明显,明白无误表示桩端已到硬层,由于贯入度控制偏严格,在继续施打的过程中,桩突然打断;3、断桩,但桩并无抵达硬层的明显感觉,桩锤反弹不高,虽然贯入度较之在软土层大为减少,但远未达控制标准,而是以一锤1~2㎝不断贯入,对照地质剖面,竟有一桩进入微风化基岩10m以上,显然这是绝无可能的。

经分析,这三种情况应是对应灰岩表面的几种情况:1、基岩面较为平坦,此时桩端全部或大部接触基岩。

由于管桩有预压应力存在,有效地降低了冲击打桩过程桩身的拉应力,故桩很耐受反复击打,桩的承载力也高,将为桩身强度所控制。

2、桩端处于溶槽或裂隙的非整合表面,有稍微的倾斜,或更简单的说,桩端处一边硬一边软而造成桩身偏心冲击受力。

这除了大大减少桩的有效贯入能量外,还大大增加了桩身的弯曲拉应力。

最后,在桩截面到达极限弯曲承载力时即发生断桩。

3、桩端一端处于十分陡峭的石芽、石笋或岩体侧面。

由于岩石十分坚硬,在柴油锤的冲击下,桩端边缘贴着岩石的陡峭表面慢慢下滑,直至最后弯断。

令人惊讶的是,有一根桩竟然弯进溶洞10米。

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