岩石地基岩溶与土洞

溶洞地区基础设计及溶洞处理方案摘要：岩溶地区多位于丘陵和山地，地形陡峭、地质条件复杂，岩石类型主要为灰岩和白云岩。

在岩溶地区，溶洞较为常见。

岩溶其实属于可溶性岩层地带出现的特殊形态，存在较多的高度不等、重叠分散、规模较大、复杂程度高的溶洞。

当对桩基础进行施工的时候，对溶洞处理的好坏，对桩基础的施工效果及成桩的质量有着决定性的影响。

本文介绍岩溶地质条件下的桩基施工工艺以及处理溶洞的技术，确保桩基施工的安全顺利进行，并有效减低施工过程中发生事故的可能性，为类似岩溶地质条件下的桩基施工和溶洞处理提供经验参考。

关键词：溶洞地区；基础设计；处理方案引言在岩溶强烈发育的地区,由于地下存在大小不一、形状各异、且分布不均匀的溶洞,溶洞桩基在钻进施工过程中容易出现的问题比较多,给整个工程项目的施工质量和施工安全造成了不同程度的影响。

所以,了解桩基施工过程中可能出现的溶洞的各种情况,根据不同溶洞情况制定相应的处理方法,以确保桩基施工的可靠性。

1岩溶地区溶洞基础的特点岩溶地貌也称为喀斯特地貌，指的是水对可溶性岩石进行化学溶蚀后，通过冲蚀、潜蚀、崩塌等地质变化所形成的独特地貌。

基于此，岩溶地区溶洞基础普遍具有以下几点显著特征：（1）可溶性岩石多为强度较高的石灰岩，因此，进行路桥桩基施工时具有较大的成孔难度。

若成孔作业的冲击力过大，不仅会增大溶层突然击穿的几率，还会使桩体周围的溶洞区域产生负压，导致后续混凝土浇筑施工时，黄泥、片石等填塞物进入混凝土中，发生断桩问题；（2）岩溶底层钻孔施工时，若遇到溶洞或裂隙，则会导致护壁泥浆迅速流失，如果没有及时发现并进行补浆处理，就会因护壁泥浆液面下降而引发埋钻、扩孔、塌孔等施工问题，甚至会使整个孔位遭到破坏，引发极为严重的地面塌陷问题，对施工人员生命安全造成严重威胁；（3）很多岩溶地区的地下水位较高，地下水存量丰富，导致钻孔施工时，容易出现涌水量较大的情况，不利于对孔底沉渣的控制和清理，一定程度上加大了后续桩基施工和混凝土浇筑施工的技术难度和质量控制难度；（4）岩溶地区，基岩纵横起伏波动较大，很多岩石结构存在部分溶蚀的情况，导致基岩半边露头。

第六部分—特殊条件下的岩土工程一、岩溶与土洞1、可溶性岩石包括（）？（A）石灰岩、大理岩、砂岩；（B）硫酸类岩石、卤素类岩石、碳酸类岩石；（C）除火成岩以外的所有岩石；（D）所有的变质岩；答案：B2、岩溶形成的条件应具有（）？（A）地形低洼、破碎的可溶性岩体；（B）可溶性的岩石和地下水；（C）可溶性的岩石、具有一定溶蚀能力和足够流量的水、地表水及地下水有流动的通道；（D）可溶性的岩石、有冲刷能力的地表水；答案：C3、按埋藏条件，岩溶分为（）？（A）裸露型、覆盖型、埋藏型；（B）地上型、地下型；（C）基岩型、覆盖型；（D）固定型、流动型、深藏型；答案：A4、岩溶的形态分为（）？（A）完整形态和破碎形态；（B）地表形态（石芽、溶沟、溶蚀洼地等）、地下形态（溶泉、天窗、暗河等）；（C）自然形态和后期人为破坏形态；（D）火成岩形态、沉积岩形态、变质岩形态；答案：B5、岩土工程中，土洞是指（）？（A）土中的动物洞穴；（B）古代人类生产、生活的土中洞穴；（C）土中的所有洞穴；（D）可溶性岩层上覆土层中、与岩溶拌生的空洞；答案：D6、有关土洞的正确说法是（）？（A）有适宜被冲蚀的土体、有水的流动、有排泄、储存冲蚀物质的通道和空间；（B）强大的水流和松散的土体；（C）只有黄土地区才有土洞；（D）岩溶地区的土层中都有土洞；答案：A7、岩溶和土洞的关系为（）？（A）有岩溶必然有土洞；（B）土洞发育区必然是岩溶发育区；（C）岩溶和土洞之间没有关系；（D）有土洞不一定有岩溶；答案：B8、同等条件下，硫酸岩的溶蚀速度（）碳酸岩的溶蚀速度？（A）大于；（B）小于；（C）等于；（D）没有可比性；答案：A9、岩溶的勘察方法宜采用（）？（A）以工程地质调查为主；（B）以物探为主；（C）以水文地质调查为主；（D）研究岩溶发育规律、进行地质测绘、钻探、物探相结合的综合勘察方法；答案：D10、施工阶段勘察，对于大直径嵌岩桩，勘探深度应为其底面以下桩径的（）？（A）3倍并不应小于5米；（B）4倍；（C）5倍；（D）大于8米，与桩径无关；答案：A11、做为建筑地基时，定量评价岩溶地基的稳定性可采用（）？（A）洞体顶板塌落度自行堵塞估算法；（B）顶板按梁板受力情况，计算弯矩；（C）成拱分析（破裂拱高加上部荷载所需岩体厚度）法；（D）上述任何一种均可；答案：D12、岩溶和土洞的处理措施应考虑（）？（A）避开；（B）采取结构和地基处理措施；（C）当地基中有石膏、岩盐时，应考虑进一步溶蚀的可能性；（D）A、B、C均应考虑；答案：D13、岩溶和土洞的地基处理措施有（）？（A）挖填、跨盖、灌注、排导；（B）跨盖、挖填；（C）排水、灌注；（D）截水、防渗、排水；答案：A14、岩溶发育的必要条件是（）？（A）岩层有褶皱和断层；（B）存在厚层、质纯、粒粗的石灰岩；（C）岩体中各类结构面发育；（D）具有可溶性的岩石有一定地下水，水流动；答案：D15、关于岩溶发育，下面那种说法是正确的？（A）岩溶发育程度和规模与岩体结构特征无关；（B）岩溶发育程度和规模向深处增强、增大（C）岩溶发育程度和规模向深处减弱、减小；（D）岩溶发育程度和规模与气候类型有关；答案：C16、下面那种说法是正确的？（A）土洞的形成与岩溶无关；（B）土洞的发育只与地下水的运动有关；（C）土洞是人类工程活动的产物；（D）地下水的频繁升降有利于土洞的形成；答案：D17、对于非重大或安全等级属二、三类的建筑物，下列那种情况可不考虑岩溶对地基稳定性的影响？（A）基底以下的土层厚度小于3b或6b；（B）洞体被密实沉积物填实，且无被水冲蚀的可能；（C）岩溶水通道堵塞；（D）微风化硬质岩石中，洞顶板厚度小于洞跨；答案：B18、下列说法哪个是正确的？（A）岩溶发育区不应做建筑场地；（B）岩溶发育区一定会形成土洞；（C）岩溶区控制性勘探孔的深度应穿过表层岩溶发育带，但一般不宜超过5米；（D）岩溶是由具有溶解能力的流动水的溶（侵）蚀作用形成的；答案：D19、对于岩溶地基处理，下面那种说法是错误的？（A）当条件允许时，尽量采用浅基；（B）对水的处理应以堵为主；（C）岩溶塌陷区不宜把土层作为基础持力层；（D）对已外露的浅埋洞隙，可采用挖填置换、清理洞隙后以碎石或混凝土回填；答案：B20、当基础底面以下土层厚度小于地基压缩层计算厚度时，对有可能存在影响地基稳定性的溶洞，勘探孔应进入完整基岩深度为（）？（A）10m~20m；（B）3m~5m；（C）50m~80m；（D）50cm~100cm；答案：B二、滑坡与崩塌1、滑坡的形成条件与（）有关？（A）地层岩性、地质构造、地形地貌、水文地质、气候、震动、人为因素等；（B）地形、地质构造、人为活动；（C）地形、地下水、人为活动；（D）地质构造、地形、震动；答案：A2、滑坡的现场迹象有（）？（A）沿坡脚有地下水流出；（B）地貌上呈环谷状，坡面上有陡坎，后缘壁上有拉裂、擦痕，岩土层位紊乱、有成群的泉水溢出；（C）地表岩土体破碎、地面凹凸不平；（D）没有迹象，只能依靠仪器来探测；答案：B3、崩塌的形成条件与（）有关？（A）地形陡峻、岩性软弱；（B）裂隙发育、地形陡峻；（C）地形陡峻、岩性坚硬、不利结构面倾向临空面且倾角较陡、暴雨、地震、开挖、采矿等；（D）裂隙发育、岩性软弱；答案：C4、滑坡稳定性验算时，均匀的粘性土滑坡宜采用（）来分析？（A）圆弧法；（B）斜面法；（C）折线滑动面法；（D）A和B两种方法，取最不利的形式；答案：A5、土质滑坡稳定性计算中（）不考虑条块间的作用力？（A）简化毕肖普法；（B）刚体极限平衡法；（C）瑞典圆弧法；（D）概率保证法；答案：C6、对正在滑动的滑坡进行计算，其稳定系数宜取（）？（A）0.95~1.05；（B）1.00~1.05；（C）1.00；（D）0.95~1.00；答案：D7、滑坡的形成受许多因素制约，下面那种说法是错误的？（A）岩体的结构和产状对山坡的稳定、滑动面的形成、发展影响很大；（B）地下水位增高有利于滑坡的形成；（C）人类工程活动是滑坡形成的一个重要诱因；（D）滑坡的形成主要与自然条件如气候、流水、地形、地貌等有关；答案：D8、滑坡勘察的勘探线、勘探孔除沿主滑方向布置外，还要在其两侧及滑体外布置一定数量的勘探线、勘探孔。

113溶洞、土洞对地基的影响及其处理方法吴大成（中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051）摘　要：由于岩溶问题的隐伏性和在局部场地上的不可预见性，使得岩溶地区地基处理具有较大难度，其中尤以溶洞、土洞对地基稳定性影响大。

本文介绍了几种溶洞和土洞的工程处理方法，同时建议在进行土洞处理时谨慎使用梁板跨越法。

关键词：溶洞；土洞；地基稳定性；处理方法中图分类号：TU434 文献标识码：B 文章编号：1006-3951(2016)06-0113-03DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2016.06.028收稿日期：2016-10-10作者简介：吴大成(1985)，男，山东泰安人，工程师，主要从事水利水电工程地质勘察工作。

*云南水力发电YUNNAN WATER POWER第32卷第6 期0 引言伴随我国经济的快速发展，在岩溶地区进行了大量的基础设施建设。

当岩溶区存在溶洞或土洞时，经常引发地基的沉陷和不均匀沉降问题。

由于岩溶问题的隐伏性和在局部场地上的不可预见性，使得岩溶地区地基处理具有较大难度。

目前，对岩溶区的地基处理研究方面，还没有较系统的理论对施工方法进行指导，现状更多的是针对具体的工程实践过程中遇到的岩溶地基（溶洞、土洞等）的分析评价[1-3]。

如何更合理经济的选择措施来处理溶洞、土洞地基，具有明显的现实意义。

1 溶洞、土洞对地基稳定性的影响溶洞和土洞是在岩溶地质演化中逐渐形成的，其中溶洞根据充填情况可细分为无充填、半充填和全充填，土洞则多为无充填。

在岩溶地区，无充填的溶洞和土洞，会降低地基的承载能力，加大地基的沉降变形，易引发地面塌陷，严重影响建筑地基的稳定性。

1.1 溶洞由于影响溶洞稳定性的因素很多，现行勘探手段一般难以查明岩溶特征。

目前对溶洞的评价以使用本地经验为主，定量评价主要集中在采用结构力学中的梁、板、拱理论对溶洞顶板进行评价，但由于边界条件不易明确，计算结果具有不确定性[4]。

浅谈土洞的成因、判定方法以及防治措施一、引言土洞是在覆盖型岩溶区最常见的不良地质作用之一，它的发育和扩展，常常会引发地面变形、开裂或塌陷等地质灾害，地面塌陷具有（时间）突发性、（地点）隐蔽性，征兆隐秘等特点，危害极大。

龙岩市区属浅覆盖岩溶区，是岩溶土洞地面塌陷等地质灾害易发区，因岩溶作用诱发的土洞地面塌陷时有发生，该区土洞地面塌陷多发生在人口稠密、地势平坦的盆地中部主城区，主要沿隐伏断裂构造尤其是导水断层方向成群发育（也是岩溶发育区），对地面和地下建构筑物、道路及附属设施、管网，以及村庄农田等造成严重破坏，给人民生命和财产造成巨大损失，并严重破坏地质环境，恢复治理很困难。

二、土洞成因土洞的形成和发展是自然因素和人类工程活动即内因和外因共同作用的结果，岩溶地质条件是土洞形成的内因，是产生土洞的基本条件；人类工程活动是土洞发展的外因。

两者共同作用的结果将导致加快土洞进一步扩展从而引发地面塌陷，给工程建设、地下空间开发等带来严重安全隐患，是城市发展的制约因素之一。

关于土洞的成因机理，目前有许多观点及其理论，总的来说岩溶区的区域地质构造、地貌、土层、构造、水文地质、岩溶发育情况是土洞形成的决定性因素，其中主要控制因素是土的组成、成因类型、矿物成分、岩性、结构及其物理力学水理性质、状态、厚度等。

岩溶存在和地下水活动等是土洞的形成、发展以致产生塌陷的最活跃因素，直接影响着土洞的形成和发展的快慢。

工程建设地基基础施工和地下水开采、地表排水等人为改变地下水动力条件等诸多因素将造成下部岩溶排水通道复活，进一步加剧土洞发展，特别是地下水位在基岩面上下波动的幅度和频度，对崩解和搬运土粒的速度有重要作用，是不良地质作用的“催化剂”。

根据研究成果，土洞形成和发展与下列因素相关联。

1、潜蚀作用潜蚀作用是水对土的渗透、冲刷作用所产生的机械侵蚀，即在地表水和地下水的渗流力作用下，土体中的细颗粒在空隙通道中移动并被携带流失的一种机械作用。

岩溶地区的主要工程地质问题及处理措施分析摘要：为使岩溶地区工程修建的安全性得到提升，本文进行分析在岩溶地区的主要工程地质问题。

经过调查发现，岩溶地区容易出现地表塌陷、地面变形、土洞、岩洞等地质问题，严重影响了当地建筑工程的建设，因此需要制定有效的处理措施，促进当地建筑工程顺利开展。

关键词：岩溶地区；工程地质；问题岩溶主要是指可溶性岩石，尤其是碳酸盐类岩石，比如石灰岩、石膏等，其在被含有二氧化碳的流水所蚀之后，受到沉积作用而形成的地貌。

在生活中，表现为各种形状，比如洞穴、石林、溶洞等。

这种地貌地区，在中国有着广泛的分布，多存在于广西、贵州等地区。

岩溶地貌的出现与地下水对碳酸盐类岩石侵蚀息息相关，在水流的冲击下，岩石被溶蚀，从而形状不一的沟壑、峡谷等。

岩溶的出现导致地质更加脆弱，对于建设在岩溶地区的建筑来说具有较大的挑战，所以在岩溶地区开展建筑工程的时候，需要进行地质研究，了解当地岩溶的具体情况，制定有效的处理措施。

1、岩溶地区工程地质问题1.1岩溶地基不稳定在岩溶地区，在厚厚的地表覆盖层下有石芽溶沟，并且岩体也可能存在暗河、溶洞等地貌，因此建筑物的地基处于不够均匀的状态。

而且上覆土层由于下部岩溶受到含有二氧化碳水侵蚀而产生塌陷，最终形成土洞。

而且土洞的塌陷具有一定的突发性，而且土洞的出现地方多为地下岩溶发展区域。

工业与民用建筑物的压力作用直接到达地面10m以下。

所以建筑物的地基和上覆土层进行接触，甚至也会接触到下伏基岩。

岩溶地区的土层最显著的特点是土层厚度过高，土层空隙过多等。

所以地基非常容易出现不均匀沉降，使建筑物的地基出现倾斜，破坏甚至破坏。

1.2岩溶地表塌陷岩溶地表塌陷常发生在覆盖型岩溶分布的区域，由于人为活动所导致岩溶地表出现塌陷的主要原因为施工过程中抽取地下水或者施工不慎导致地下水位明显提升，导致原本的岩溶水流向或者形态出现变化，进而导致土层承受能力下降，导致岩溶地表的脆弱程度加深，出现土体塌陷的现象。

第六部分—特殊条件下的岩土工程一、岩溶与土洞1、可溶性岩石包括（）？（A）石灰岩、大理岩、砂岩；（B）硫酸类岩石、卤素类岩石、碳酸类岩石；（C）除火成岩以外的所有岩石；（D）所有的变质岩；答案：B2、岩溶形成的条件应具有（）？（A）地形低洼、破碎的可溶性岩体；（B）可溶性的岩石和地下水；（C）可溶性的岩石、具有一定溶蚀能力和足够流量的水、地表水及地下水有流动的通道；（D）可溶性的岩石、有冲刷能力的地表水；答案：C3、按埋藏条件，岩溶分为（）？（A）裸露型、覆盖型、埋藏型；（B）地上型、地下型；（C）基岩型、覆盖型；（D）固定型、流动型、深藏型；答案：A4、岩溶的形态分为（）？（A）完整形态和破碎形态；（B）地表形态（石芽、溶沟、溶蚀洼地等）、地下形态（溶泉、天窗、暗河等）；（C）自然形态和后期人为破坏形态；（D）火成岩形态、沉积岩形态、变质岩形态；5、岩土工程中，土洞是指（）？（A）土中的动物洞穴；（B）古代人类生产、生活的土中洞穴；（C）土中的所有洞穴；（D）可溶性岩层上覆土层中、与岩溶拌生的空洞；答案：D6、有关土洞的正确说法是（）？（A）有适宜被冲蚀的土体、有水的流动、有排泄、储存冲蚀物质的通道和空间；（B）强大的水流和松散的土体；（C）只有黄土地区才有土洞；（D）岩溶地区的土层中都有土洞；答案：A7、岩溶和土洞的关系为（）？（A）有岩溶必然有土洞；（B）土洞发育区必然是岩溶发育区；（C）岩溶和土洞之间没有关系；（D）有土洞不一定有岩溶；答案：B8、同等条件下，硫酸岩的溶蚀速度（）碳酸岩的溶蚀速度？（A）大于；（B）小于；（C）等于；（D）没有可比性；答案：A9、岩溶的勘察方法宜采用（）？（A）以工程地质调查为主；（B）以物探为主；（C）以水文地质调查为主；（D）研究岩溶发育规律、进行地质测绘、钻探、物探相结合的综合勘察方法；10、施工阶段勘察，对于大直径嵌岩桩，勘探深度应为其底面以下桩径的（）？（A）3倍并不应小于5米；（B）4倍；（C）5倍；（D）大于8米，与桩径无关；答案：A11、做为建筑地基时，定量评价岩溶地基的稳定性可采用（）？（A）洞体顶板塌落度自行堵塞估算法；（B）顶板按梁板受力情况，计算弯矩；（C）成拱分析（破裂拱高加上部荷载所需岩体厚度）法；（D）上述任何一种均可；答案：D12、岩溶和土洞的处理措施应考虑（）？（A）避开；（B）采取结构和地基处理措施；（C）当地基中有石膏、岩盐时，应考虑进一步溶蚀的可能性；（D）A、B、C均应考虑；答案：D13、岩溶和土洞的地基处理措施有（）？（A）挖填、跨盖、灌注、排导；（B）跨盖、挖填；（C）排水、灌注；（D）截水、防渗、排水；答案：A14、岩溶发育的必要条件是（）？（A）岩层有褶皱和断层；（B）存在厚层、质纯、粒粗的石灰岩；（C）岩体中各类结构面发育；（D）具有可溶性的岩石有一定地下水，水流动；答案：D15、关于岩溶发育，下面那种说法是正确的？（A）岩溶发育程度和规模与岩体结构特征无关；（B）岩溶发育程度和规模向深处增强、增大（C）岩溶发育程度和规模向深处减弱、减小；（D）岩溶发育程度和规模与气候类型有关；答案：C16、下面那种说法是正确的？（A）土洞的形成与岩溶无关；（B）土洞的发育只与地下水的运动有关；（C）土洞是人类工程活动的产物；（D）地下水的频繁升降有利于土洞的形成；答案：D17、对于非重大或安全等级属二、三类的建筑物，下列那种情况可不考虑岩溶对地基稳定性的影响？（A）基底以下的土层厚度小于3b或6b；（B）洞体被密实沉积物填实，且无被水冲蚀的可能；（C）岩溶水通道堵塞；（D）微风化硬质岩石中，洞顶板厚度小于洞跨；答案：B18、下列说法哪个是正确的？（A）岩溶发育区不应做建筑场地；（B）岩溶发育区一定会形成土洞；（C）岩溶区控制性勘探孔的深度应穿过表层岩溶发育带，但一般不宜超过5米；（D）岩溶是由具有溶解能力的流动水的溶（侵）蚀作用形成的；答案：D19、对于岩溶地基处理，下面那种说法是错误的？（A）当条件允许时，尽量采用浅基；（B）对水的处理应以堵为主；（C）岩溶塌陷区不宜把土层作为基础持力层；（D）对已外露的浅埋洞隙，可采用挖填置换、清理洞隙后以碎石或混凝土回填；答案：B20、当基础底面以下土层厚度小于地基压缩层计算厚度时，对有可能存在影响地基稳定性的溶洞，勘探孔应进入完整基岩深度为（）？（A）10m~20m；（B）3m~5m；（C）50m~80m；（D）50cm~100cm；答案：B二、滑坡与崩塌1、滑坡的形成条件与（）有关？（A）地层岩性、地质构造、地形地貌、水文地质、气候、震动、人为因素等；（B）地形、地质构造、人为活动；（C）地形、地下水、人为活动；（D）地质构造、地形、震动；答案：A2、滑坡的现场迹象有（）？（A）沿坡脚有地下水流出；（B）地貌上呈环谷状，坡面上有陡坎，后缘壁上有拉裂、擦痕，岩土层位紊乱、有成群的泉水溢出；（C）地表岩土体破碎、地面凹凸不平；（D）没有迹象，只能依靠仪器来探测；答案：B3、崩塌的形成条件与（）有关？（A）地形陡峻、岩性软弱；（B）裂隙发育、地形陡峻；（C）地形陡峻、岩性坚硬、不利结构面倾向临空面且倾角较陡、暴雨、地震、开挖、采矿等；（D）裂隙发育、岩性软弱；答案：C4、滑坡稳定性验算时，均匀的粘性土滑坡宜采用（）来分析？（A）圆弧法；（B）斜面法；（C）折线滑动面法；（D）A和B两种方法，取最不利的形式；答案：A5、土质滑坡稳定性计算中（）不考虑条块间的作用力？（A）简化毕肖普法；（B）刚体极限平衡法；（C）瑞典圆弧法；（D）概率保证法；答案：C6、对正在滑动的滑坡进行计算，其稳定系数宜取（）？（A）0.95~1.05；（B）1.00~1.05；（C）1.00；（D）0.95~1.00；答案：D7、滑坡的形成受许多因素制约，下面那种说法是错误的？（A）岩体的结构和产状对山坡的稳定、滑动面的形成、发展影响很大；（B）地下水位增高有利于滑坡的形成；（C）人类工程活动是滑坡形成的一个重要诱因；（D）滑坡的形成主要与自然条件如气候、流水、地形、地貌等有关；答案：D8、滑坡勘察的勘探线、勘探孔除沿主滑方向布置外，还要在其两侧及滑体外布置一定数量的勘探线、勘探孔。

拦石网 防崩塌明洞
§6-4 泥石流
形 成
汇水动力区
物质供给区
区 流通区
沉积区
河流
泥石流防治方法
拦挡墙
格栅溶形态
石林
钟乳石
石芽
落水洞
石林
峰林平原
贵州省级风景名胜区九洞天（六仲河）
钟乳石(Stalagmites) 和石笋(Stalactites)
地下 暗河
2
PL
2
PL
2
五、 防治方法
① ② ③ ④ 充填法 跨越方法 钻孔充填 桩基础
岩溶的防治方法
回填溶洞
浆砌片石 或混凝土
二.岩溶的形成条件 1. 可溶性岩石和裂隙的存在 可溶性岩石： 碳酸岩 (石灰岩、白云岩) 硫酸岩 (石膏)
岩盐
2. 侵蚀性二氧化碳 CaCO3 + CO2 + H2O Ca2+ + 2HCO3-
3. 地下水的循环
三、岩溶的发育规律
●与岩性的关系 ● 与地质构造的关系 ●与新构造运动的关系 ●与气候及地形地貌的关系
四、岩溶地基的工程评价
可以不考虑岩溶影响的情况： 采用荷载传递线交会法（图解法）
情况 1: 按充填情况（顶板破碎）
K
V V

(B H 0 ) s B s

B H B
0
情况 2
弯矩的计算 （1） 顶板跨中有裂隙 （ 2） 裂隙位于支座处： （ 3） 顶板和支座都完好： P ：顶板受的总荷载 L : 洞穴跨度 M 1 2 M 1 8 M 1 12 PL
§6-3 崩塌
一、引言 崩塌的定义
崩塌的破坏作用：
① 建筑物受损 ② 公路和铁路受损，交通中断 ③ 堵塞河道

覆盖型岩溶区岩溶土洞的分布及地基处理方法鲍道亮;罗均宇;刘冬梅【摘要】以福建龙岩市区一建筑工程项目为案例,根据工程勘察结果,分析了溶洞、土洞强烈发育的覆盖型岩溶区不均匀地基的工程特征和岩溶土洞的空间分布及稳定性,基于地基稳定性评价和验算,探索出符合当地实情的安全可靠、经济合理的岩溶区地基处理方法,即采用大直径的冲（钻）孔灌注桩或高压旋喷注浆处理,桩端持力层选用7中风化灰岩;对洞径较大、埋藏浅的土洞经直接挖开后用级配好的砂、碎石进行回填,再进行高压旋喷注浆处理;对于埋深较深难于开挖的土洞,进行预钻孔并填砂再进行旋喷处理;研究结果对岩溶地区的工程建设具有工程指导意义。

%Through a construction project in LongYan City Fujian Province and based on the result of the engineering field prospection drilling,both the engineering characteristics of the non-uniform ground in buried karst region with the intensely developed karsts and soil caves and its spatial distribution and also the stability of the non-uniform ground have been obtained.After estimating and calculating the ground stability,methods of the karst ground treatment with safety,reliability,economy,reasonableness conforming to the actual situations have been obtained.The methods are as follows： pouring or drilling hole casting pile,high pressure spinning spray slip casting slurry.When the diameter of soil caves is larger and the buried depth of soil caves is shallower,the soil caves are excavated and then backfilled by crushed stones or sands with good grain series.The last treatment is carried out with high pressure spinning spray slip casting slurry.When the soil caves is buried deeply with difficulty forexcavation,first pre-drill the hole,then fill in sands,and the last step is bythe high pressure spinning spray slip casting slurry.The result can provide technical guidance for the engineering construction project located at buried karst region with the intensely developed karsts and soil caves.【期刊名称】《龙岩学院学报》【年(卷),期】2011(029)005【总页数】5页(P16-20)【关键词】覆盖型岩溶区;溶洞;土洞;地基处理【作者】鲍道亮;罗均宇;刘冬梅【作者单位】龙岩学院,福建龙岩364012;福建东辰综合勘察院龙岩分院,福建龙岩364000;浙江理工大学建筑工程学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TU4731 引言岩溶是石灰岩、白云岩等可溶性岩石在长期受水的化学溶蚀和机械作用下岩层内形成溶洞、溶沟、暗河、石芽等现象的总称，土洞是岩溶区常见的一种岩溶作用产物，土洞是由地下水或地表水对岩溶岩层上覆土层的冲蚀、潜蚀及崩解作用形成的[1,2]。

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。

2、岩溶的一般形态和形成原因



岩溶是主要形态有溶洞、溶沟、溶槽、裂隙、暗河、石 芽、漏斗及钟乳石等，是可溶性岩受水的化学和物理作用的 结果。岩溶发育的基本条件：1）具有可溶性岩层，2）具 溶蚀能力和流量足够的水，3）地下水有下渗、流动的途径。 一般地说，硫酸盐岩层、卤素类岩层岩溶发展速度较快； 碳酸盐类岩层则发展速度较慢。质纯层厚的岩层，岩溶发育 强烈，且形态齐全、规模较大；含泥质或其他杂质的岩层岩 溶发展较弱。结晶颗粒粗大的岩石，岩溶较为发育，结晶颗 粒细小的岩石，岩溶发育较弱。岩溶的发育是缓慢的，在建 筑物使用年限内可认为是不变的。 覆盖在岩溶面上的冲积、洪积层，在地表水下渗或地下 水升降变化的情况下，土颗粒沿岩溶、洞穴裂隙带走，使上 层土形成空洞而形成土洞。土洞是岩溶作用的产物，土洞其 下基岩必有岩溶水通道，土洞常分布于溶沟西侧和落水洞、 石芽上口等位置。
6、地基基础处理的比选




采用桩基在岩溶地基上建造高层建筑需要面对一系列特殊问题，如持力层 的稳定、溶槽溶洞处理、同一承台下长桩与短桩的应力应变协调问题等。基 础问题不但会严重影响安全、工期和造价，有时甚至成为工程成败的关键。 而目前规范规程中涉及岩溶桩基的技术规定甚少，设计与施工依据不足。下 面概述一下岩溶地区主要使用的桩基型式。 1）冲孔灌注桩 这种桩适用于地下岩溶发育，有多层溶洞，但溶洞洞穴小，上部洞穴顶板 薄的地质情况，这种桩可冲(钻)穿上层溶洞顶板，到达下层溶洞顶板。有经 验的施工人员可以从冲击声中察觉到顶板的厚度，由此判断是否已到达持力 层。为稳妥起见，可在桩位先做超前钻，查清洞穴情况，再将冲击钻冲至满 足设计要求之岩层。但在地下有大溶洞存在的情况下，不宜用这种桩，以免 浇灌混凝土时，造成混凝土流失且难以控制。由于冲孔是靠钻头的自由落体 运动形成的冲力来成孔的，所以冲孔桩还适用于开口裂隙多的地质情况，冲 击钻所造成的桩孔垂直度好。 2）钻孔桩 钻孔桩的成孔直径大，一柱一桩，受力清楚，施工方便，适用于单桩荷载 大、地下有孤石，夹层分布，岩溶表面不平的情况，用这种桩能钻穿孤石、 夹层，将桩端可靠地支承在持力层上，桩端的嵌岩情况也好。但钻孔桩不宜 用在溶岩裂除多，溶沟多的基岩中，因为施工中容易造成卡钻、钻杆沿溶岩 斜壁偏斜，以至打偏等现象。 3）预应力管桩 预应力管桩适用于地下有淤泥、土洞、流砂、地下溶洞连通暗河等情况， 压桩采用的预制桩不受上述因素的影响，压桩的单桩承载力可由压桩机上的 压力表观察到，所以非常直观，易于掌握，但在土岩软弱过渡较快处容易出 现断桩。

岩溶地区土洞危害性及进行地基处理过程中危险性的探索研究

摘要：土洞形成是化学反应和物理侵蚀共同作用造成的，这是岩溶地区非常典型的一种发育地质现象，土洞向上发展会造成塌陷区，由此对工程建设造成巨大危害。因此必须要明确土洞的危害性，并且了解地基处理过程中的危险性，以便于采取行之有效的土洞处理措施，为工程项目建设奠定良好基础。

关键词：岩溶地区；土洞危害性；地基处理；危险性 土洞的形成既包含了地质条件作用，也包含了地质发育因素的影响，由于土洞发展会形成严重塌陷，这样会对地基的稳定性造成严重威胁。对于出现土洞的区域，需要及时采取有效的地基处理措施，以改善地基，确保后续在开展工程建设时不会出现地基结构被破坏的情况。但是在进行地基处理的过程中也存在诸多危险性，这就需要针对溶洞的危害性进行分析，并且就地基处理中的危险性进行研究，以采取对应的处理措施，确保土洞处理的科学合理，保障后续工程项目的顺利建设。

一、土洞形成机理 岩层覆土类型：粤北地区位于华南板块，华南板块由华夏褶皱系和扬子板块碰撞形成，在元古代经历激烈的岩浆活动，基性-酸性岩浆出露形成，如花岗岩、斑岩、闪长岩等在燕山期造山运动中形成褶皱山，被海洋覆盖部分于形成海相沉积，分布较大范围的有灰岩、白云岩、砂岩等，出露岩石经过风化作用，破碎成为可溶性矿物和颗粒大小不定的岩土颗粒，颗粒较细的砂土和黏土分层沉积于岩石表面。灰岩与水和空气发生化学反应，形成可溶盐被水带走，往往不会形成强、全风化灰岩，砂土颗粒大于黏土颗粒，造成砂土颗粒先于黏土颗粒沉积，分层较为明显。滇北地区广泛分布红黏土，红黏土由石灰岩，白云岩，泥质泥岩等风化而成的残积、坡积土，红黏土干缩变形极易形成竖向通常裂缝，在空气雨水作用下，土洞发育比其他覆盖土层更为剧烈。

砂土：地下水流动对土颗粒产生溶推拉、剪切作用，随着孔隙的形成、扩大，细砂颗粒被水流带入基岩裂隙溶洞中流失。砂土粘聚力为 0，不能形成土拱，只要水位突然下降，则土洞迅速扩展到地表形成塌陷，可以解释砂土覆盖层在突然抽水时土洞瞬间塌陷的原因。下式为临界水位降幅与土的粘聚力之间的关系：

Technology Forum︱334︱2016年12期岩溶地区土洞稳定性探讨幸大军重庆市市政设计研究院，重庆 400020摘要：岩溶土洞是一种特殊的岩溶现象，具有埋藏浅、发育快、易引发地面塌陷的特点，对路桥工程的稳定性将造成严重的危害。

本文将以路桥工程为研究对象，研究岩溶土洞的发育条件和影响因素，并提出处理措施，以供相关从业人员借鉴学习。

关键词：岩溶地区；土洞；勘察方法；处理措施中图分类号：P642.252 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）12-0334-01岩溶土洞（soil cave）是指发育在可岩溶上覆土层的空洞，当地下水位在岩土交界附近频繁升降时，会潜蚀上覆土层而形成空洞。

我国岩溶地质分布面积广泛，因此加强岩溶土洞的防治，具有强烈的现实意义。

本文将立足于岩溶地区土洞形成的机理及其分布规律，深入研究岩溶土洞处置措施。

1 岩溶土洞的形成机理及其分布规律1.1 影响岩溶地区土洞形成的主要要素岩溶地区土洞的形成受岩溶地区的地层岩性、水文地质、岩溶发育情况等诸多因素影响，尤其受水文地质因素影响较大，岩溶土洞形成的基本条件，是地下水的频繁活动，随着地下水位的波动，使岩溶地区覆盖的软岩脱离母体被水流带走，从而形成岩溶土洞。

此外，土洞的形成和岩溶发育情况有一定的关联，土中颗粒在水流的作用下会发生迁移，从而造成土颗粒崩解的现象，加速岩溶土洞的形成。

1.2 土层的性质及覆盖层结构土层的类型、性质及覆盖层的结构与岩溶地区土洞的形成有一定的关系，例如土层的矿物成分的不同，其崩解的速率也有所差异，例如蒙脱石含量高的土层，其崩解速率也远远高于蒙脱石含量低的土层，因此分析土层的化学成分与矿物成分，也是研究岩溶地区土洞形成机理的一个重要环节。

据有关实验表明，土层的受侵蚀性与土层的结构关系不大，反而与土层的钙蒙脱石的含量有着直接关系。

此外，覆盖层的结构、土层颗粒的大小、土层的含水状态，都会影响土层的崩解速率，例如支架状的覆盖层结构的崩解速率就远远小于蜂窝状的覆盖层结构的崩解速率，而颗粒越小的土层越不易崩解。

岩溶地基的处理方式1．7．1 地质勘察要求1 岩溶场地的地质勘察应按设计阶段进行；2 详勘时要求查明岩溶、洞(裂)隙和土洞的位置、埋深、填充物的性状和地下水特性，以确定基础设计方案和岩溶的处理措施；3 当采用大直径嵌岩桩时，尚应进行专门的桩基施工勘察，钻孔深度满足桩尖以下≥3D(机械成孔时D为桩身直径，人工挖孔扩底桩时，D为扩底直径)。

2．7．2 基础方案选择1 当基岩上覆土层厚度较小且均匀，强度较高能满足设计要求时，可作天然地基，由于岩溶地区往往会有土洞出现，宜选用条形基础或筏形基础；2 当基岩上覆土层厚度较厚且分层较均匀时，宜选择小直径的桩基，桩尖宜在岩面以上2米；也— 1 —可采用复合地基方案。

3 当基础岩上覆土层厚度很不均匀(甚至基岩局部出露)、上述两种方案不能实现时，可选择大直径嵌岩桩。

此时，应根据需要作施工勘察。

3．7．3 溶洞的处理措施1 对地下水应积极疏导，切忌堵截。

2 对岩溶洞体进行稳定性分析与评价，在洞体稳定满足要求的前提下，尽量采用浅基础，充分利用上覆性能较好的土层作为持力层或使基底与洞体保留相当厚度的完好岩体。

3 对外露的浅埋洞体，可将其挖填置换，清理洞体后以块石、碎石或混凝土分层填实；对有地下水活动的洞体，回填反滤层并留有排水通道。

4 当洞体的顶板跨度大时，可在洞底设置附加支撑以减小洞跨，或加固洞顶，用浆砌块石嵌补洞顶岩体及洞隙边坡。

5 对洞口较小的竖向洞穴或落水洞，宜采用镶补、嵌塞、跨盖等方法处理。

开挖清理困难时，采用注浆法向洞内灌水泥砂浆或低强度等级的混凝土将其填塞。

6 对顶板不稳定的浅埋洞体，可采取清除覆盖土、爆开顶板、挖除松软填充物、采用块石及碎石— 2 —回填等处理方法。

7 对个别跨度不大，洞壁坚固、完整、强度较高的裂隙状深溶洞可在顶部做跨越处理或调整柱距避让溶洞。

8 洞体围岩裂隙比较发育时，宜先清除岩屑，然后进行灌浆或混凝土镶补，对可能产生滑塌的岩块进行锚固。