岩溶地基的类型与评价标准(岩溶地基的类型与评价有哪些)
导语:岩溶地基的类型与评价
(一)岩溶地基的类型
由于岩溶发育,往往使可溶岩表面石芽、溶沟丛生,参差不齐;地下溶洞又破坏了岩体完整性。岩溶水动力条件变化,又会使其上部覆盖土层产生开裂、沉陷。这些都不同程度地影响着建筑物地基的稳定。
根据碳酸盐岩出露条件及其对地基稳定性的影响,可将岩溶地基划分为裸露型、覆盖型、掩埋型三种,而最为重要的是前两种。
1.裸露型
缺少植被和土层覆盖,碳酸盐岩裸露于地表或其上仅有很薄覆土。它又可分为石芽地基和溶洞地基两种。
(1)石芽地基:由大气降水和地表水沿裸露的碳酸盐岩节理、裂隙溶蚀扩展而形成。溶沟间残存的石芽高度一般不超过3m。如被土覆盖,称为埋藏石芽。石芽多数分布在山岭斜坡上、河流谷坡以及岩溶洼地的边坡上。芽面极陡,芽间的溶沟、溶槽有的可深达10余米,而且往往与下部溶洞和溶蚀裂隙相连。基岩面起伏极大。因此,会造成地基滑动及不均匀沉陷和施工上的困难。
(2)溶洞地基:浅层溶洞顶板的稳定性问题是该类地基安全的关键。溶洞顶板的稳定性与岩石性质、结构面的分布及其组合关系、顶板厚度、溶洞形态和大小、洞内充填情况和水文地质条件等有关。
2.覆盖型
碳酸盐岩之上覆盖层厚数米至数十米(一般小于30m)。这类土体可以是各种成因类型的松软土,如风成黄土、冲、洪积砂卵石类土以及我国南方岩溶地区普遍发育的残坡积红粘土。覆盖型岩溶地基存在的主要岩土工程问题是地面塌陷,对这类地基稳定性的评价需要同时考虑上部建筑荷载与土洞的共同作用。
(二)岩溶岩土工程评价
岩溶地基稳定性定性评价属于经验比拟法,适用于初勘阶段选择建筑场地及一般工程的地基稳定性评价。这种方法虽简便,但往往有一定的随意性。实际运用中应根据影响稳定性评价的各项因素进行充分地综合分析,并在勘察和工程实践中不断总结经验。或根据当地相同条件的已有成功与失败工程实例进行比拟评价。
地基稳定性定性评价的核心,是查明岩溶发育和分布规律,对地基稳定有影响的个体岩溶形态特征,如溶洞大小、形状、顶板厚度、岩性、洞内充填和地下水活动情况等,上覆土层岩性、厚度及土洞发育情况,根据建筑物荷载特点,并结合已有经验,最终对地基稳定做出全面评价。根据岩溶地区已有的工程实践,下列若干成熟经验可供参考:
1.当溶沟、溶槽、石芽、漏斗、洼地等密布发育,致使基岩面参差起伏,其上又有松软土层覆盖时,土层厚度不一,常可引起地基不均匀沉陷。
2.当基础砌置于基岩上,其附近因岩溶发育可能存在临空面时,地基可能产生沿倾向临空面的软弱结构面的滑动破坏。
3.在地基主要受压层范围内,存在溶洞或暗河且平面尺寸大于基础尺寸,溶洞顶板基岩厚度小于最大洞跨,顶板岩石破碎,且洞内无充填物或有水流时,在附加荷载或振动荷载作用下,易产生坍塌,导致地基突然下沉。
4.当基础底板之下土层厚度大于地基压缩层厚度,并且土层中有不致形成土洞的条件时,若地下水动力条件变化不大,水力梯度小,可以不考虑基岩内洞穴对地基稳定的影响。
5.基础底板之下土层厚度虽小于地基压缩层计算深度,但土洞或溶洞内有充填物且较密实,又无地下水冲刷溶蚀的可能性;或基础尺寸大于溶洞的平面尺寸,其洞顶基岩又有足够承载能力;或溶洞顶板厚度大于溶洞的最大跨度,且顶板岩石坚硬完整。皆可以不考虑土洞或溶洞对地基稳定的影响。
6.对于非重大或工程重要性等级属于二、三类的建筑物,属下列条件之一时,可不考虑岩溶对地基稳定性的影响:
⑴基础置于微风化硬质岩石上,延伸虽长但宽度小于1m的竖向溶蚀裂隙和落水洞的近旁地段;
⑵溶洞已被充填密实,又无被水冲蚀的可能性;
⑶洞体较小,基础尺寸大于洞的平面尺寸;
⑷微风化硬质岩石中,洞体顶板厚度接近或大于洞跨。
岩溶地基稳定性的定性评价中,对裸露或浅埋的岩溶洞隙稳定评价至关重要。根据经验,可按洞穴的各项边界条件,对比表8-1所列影响其稳定的诸因素综合分析,做出评价。
鉴于以下两个原因,目前岩溶地基稳定性的定量评价较难实现:一是受各种因素的制约,岩溶地基的边界条件相当复杂,受到探测技术的局限,岩溶洞穴和土洞往往很难查清;二是洞穴的受力状况和围岩应力场的演变十分复杂,要确定其变形破坏形式和取得符合实际的力学参数又很困难。因此,在工程实践中,大多采用半定量评价方法。因目前尚属探索阶段,有待积累资料不断提高。
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