第六篇 特殊地质条件勘察和评价

第一章 岩溶和土洞 岩溶（又称喀斯特）是可溶性岩石在水的溶蚀作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称。可溶性岩石包括碳酸盐类岩石（石灰岩、白云岩等）、硫酸盐类岩石（石膏、芒硝等）和卤素类岩石（岩盐等）。在我国各类可溶性岩石中，碳酸盐类岩石的分布范围占有绝对优势，本章主要叙述碳酸盐类岩石中的岩溶问题。 第一节 岩溶发育的条件和规律 一、岩溶发育的条件 （一）具有可溶性的岩层； （二）具有有溶解能力（含CO2）和足够流量的水； （三）具有地表水下渗、地下水流动的途径。 二、岩溶发育的规律 （一）岩溶与岩性的关系 岩石成分、成层条件和组织结构等直接影响岩溶的发育程度和速度。一般地说，硫酸盐类和卤素类岩层岩容发展速度较快；碳酸盐类岩层则发育速度较慢。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，岩溶发育较弱。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。 （二）岩溶与地质构造的关系 1.节理裂隙：裂隙的发育程度和延伸方向通常决定了岩溶的发育程度和发展方向。在节理裂隙的交叉处或密集带，岩溶最易发育。 2．断层：沿断裂带是岩溶显著发育地段，常分布有漏斗、竖井、落水洞及溶洞、暗河等。往往在正断层处岩溶较发育，逆断层处岩溶发育较弱。 3．褶皱：褶皱轴部一般岩溶较发育。在单斜地层中，岩溶一般顺层面发育。在不对称褶曲中，陡的一翼岩溶相比较缓的一翼发育。 4．岩层产状：倾斜或陡倾斜的岩层，一般岩溶发育较强烈；水平或缓倾斜的岩层，当上覆或下伏非可溶性岩层时，岩溶发育较弱。 5．可溶性岩与非可溶性岩接触带或不整合面岩溶往往发育。 （三）岩溶与新构造运动的关系 地壳强烈上升地区，岩溶以垂直方向发育为主；地壳相对稳定地区，岩溶以水平方向发育为主；地壳下降地区，既有水平发育又有垂直发育，岩溶发育较为复杂。 （四）岩溶与地形的关系 地形陡峻、岩石裸露的斜坡上，岩溶多呈溶沟、溶槽、石芽等地表形态；地形平缓地带，岩溶多以漏斗、竖井、落水洞、塌陷洼地、溶洞等形态为主。 （五）地表水体同岩层产状关系对岩溶发育的影响 水体与层面反向或斜交时，岩溶易于发育；水体与层面顺向时，岩溶不易发育。 （六）岩溶与气候的关系 在大气降水丰富、气候潮湿地区，地下水能经常得到补给，水的来源充沛，岩溶易发育 （七）岩溶发育的带状性和成层性 岩石的岩性、裂隙、断层和接触面等一般都有方向性，造成了岩溶发育的带状性；可溶性岩层与非可溶性岩层互层、地壳强烈的升降运动、水文地质条件的改变等则往往造成岩溶分布的成层性。 第二节 岩溶勘察 拟建工程场地或其附近存在对工程安全有影响的岩溶时，应进行岩溶勘察。 一、各勘察阶段的要求 各勘察阶段的工作应符合下列要求： （一）可行性研究勘察 应查明岩溶洞隙的发育条件，并对其危害程度和发展趋势作出判断。 （二）初步勘察 应查明岩溶洞隙的分布、发育程度和发育规律，并按场地的稳定性和适宜性进行分区。 （三）详细勘察 应查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙的位置、规模、埋深，岩溶堆填物的性状和地下水特性，对地基基础的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和岩溶的治理提出建议。 （四）施工勘察 应针对某一地段或尚待查明的专门问题进行补充勘察。当采用大直径嵌岩桩时，尚应进行专门的桩基勘察。 二、岩溶勘察的主要内容和方法 岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、地球物理勘探和勘探取样等多种手段结合的方法进行。 （一）工程地质测绘和调查 除应满足现行 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 、规程的一般要求外，应重点调查下列问题： 1．岩溶洞隙的类型、形态、分布和发育规律。岩溶洞隙类型一般可分为： （1）地表岩溶地貌：包括石芽、溶沟、溶槽、漏斗、竖井、落水洞、溶蚀洼地、溶蚀谷地、孤峰和峰林等； （2）地下岩溶地貌：主要为溶洞和地下暗河， 2．岩面起伏、形态和覆盖层厚度。 3．地下水赋存条件、水位变化和运动规律。 4．岩溶发育与地貌、地质构造、地层岩性、地下水的关系。 （1）地貌：岩溶发育与所处地貌部位、地貌发展史、水文网、相对高程的关系； （2）地质构造：地质构造部位，断裂带的位置、规模、性质，主要节理裂隙的延伸方向，新构造运动的性质和特点； （3）地层岩性：可溶性岩层和非可溶性岩层的分布和接触关系，可溶性岩层的成分、结构和溶解性，第四纪土层的成因类型和分布等； （4）岩溶地下水的埋藏、补给、径流和排泄情况，水位动态变化及水力连通情况，场地受岩溶地下水淹没的可能性。 5．当地治理岩溶的经验。 （二）地球物理勘探 1．工作特点 地球物理勘探多用于可行性研究和初步勘察阶段。使用时应注意其适用条件，不宜以未加验证的物探成果直接作为施工图设计和地基处理的依据。应尽量采取多种方法相互印证、综合判释。 2．工作量布置 物探测线、测点宜按先面后点、先疏后密、先地面后地下、先控制后一般的原则布置实施。测线一般应垂直于岩溶发育带。当发现或预计有可能存在危害工程的洞隙时，应加密测点。 3.工作方法 根据多年来的工程经验，为满足不同的探测目的和要求，可采用下列物探方法： （1）复合对称四极剖面法辅以联合剖面法、浅层地震法、钻孔间地震法等，主要用于探测岩溶洞隙的分布、位置及相关的地质构造、基岩面起伏等； （2）无线电波透视法、波速测试法、探地雷达法、电测深配合电剖面法、电视测井法等，主要用于探测岩溶洞穴的位置、形状、大小及充填状况等； （3）充电法、自然电场法可用于追索地下暗河河道位置、测定地下水流速和流向等。 （4）地下水位畸变分析法：在岩溶强烈发育地带，尤其在管状通道（暗河）处，地下水由于流动阻力小，将会形成坡降相对较平缓的“凹槽”；而在其他地段，将形成陡坡的“坡”。同时，其水位的稳定过程也有很大不同。在不同钻孔中，同时进行各钻孔的地下水位的连续观测工作，可以帮助分析、判断基岩中各地段的岩溶发育程度。 （三）勘探及取样 1．勘探方法 （1）岩芯钻探和上层钻探：主要用于查明岩石或土层的成分、性质、结构、厚度、产状、地质构造，基岩面起伏和埋藏深度，溶洞顶板厚度，溶洞充填情况、充填物性质，地下溶洞、暗河的分布、形状、规模，地下水的埋深、性质、动态变化及水动力特征等。 钻探也用于验证工程地质测绘和物探成果对岩溶状况的判断以及采取试样进行室内试验工作。 （2）小口径钻探。如取芯钻孔用于鉴定岩芯或土层；风镐钻孔可用于进行某些物探工作，如超声波探测。 （3）井探、槽探、洞探：当钻探方法难以准确查明地下情况或基岩浅埋且岩性是控制因素时，可采用井探、槽探，主要用于查明浅部岩溶洞隙的形态、规模和发育状况，断层分布、岩组分界等；对大型工程，必要时可采用洞探。 2．勘探点的布置 （1）勘探点的间距 勘探线应沿建筑物轴线布置，勘探点间距不应大于《岩土工程勘察规范》GB 50021—2001第4章的规定，一般应符合对复杂场地、复杂地基的要求。在下列地段，进行重点勘察，并加密勘探点： 1）地面塌陷、地表水消失的地段； 2）地下水强烈活动的地段； 3）可溶性岩层与非可溶性岩层接触的地段； 4）基岩埋藏较浅且起伏较大的石芽发育地段； 5）软弱土层分布不均的地段； 6）物探成果异常或基础下有溶洞、暗河分布的地段； 7）对于复杂场地，每个独立基础或重要设备基础处均应布置勘探点； 8）对一柱一桩基础，宜每柱布置勘探点。 （2）勘探点的深度 勘探点深度应符合《岩土工程勘察规范》GB 50021—2001第4章的规定，且应满足下列要求： 1）当基础底面以下土层厚度不大于独立基础宽度的3倍或条形基础宽度的6倍、且具备形成土洞或其他地面变形条件时，应有部分或全部勘探点钻入基岩； 2）当预定深度内有洞体存在，且可能影响地基稳定时，应钻入洞底基岩面下不少于2m，必要时应圈定洞体范围； 3）对重大建筑物基础应适当加深； 4）对大直径嵌岩桩，勘探点应逐柱布置，勘探深度应不小于桩底面下3倍桩径并不小于5m，当相邻桩底的基岩面起伏较大时应适当加深； 5）为验证物探异常带布置的勘探点，一般应钻入异常带以下适当深度，但总深度可不大于30m。 （四）测试、试验和观测 岩溶勘察的测试、试验和观测宜符合下列要求： 1．追索隐伏洞隙的联系时，可进行连通试验； 2．当评价洞隙稳定性时，可采取洞体顶板岩样和充填物土样做物理力学性质试验，必要时可进行现场顶板岩体的载荷试验。为了推断溶洞的形成和发育历史，尚可用热释光法测定钟乳石的绝对年龄，用C14法测定洞中堆填物的绝对年龄。 第三节 岩溶地基稳定性评价和地基处理措施 在碳酸盐类岩石地区，当有溶洞、溶蚀裂隙、土洞等存在时，应考虑其对地基稳定性的影响。 一、地基稳定性评价 （一）岩溶对地基稳定性的影响 1．在地基主要受力层范围内，若有溶洞、暗河等，在附加荷载或振动荷载作用下，溶洞顶板坍塌，使地基突然下沉； 2．溶洞、溶槽、石芽、漏斗等岩溶形态造成基岩面起伏较大，或者有软土分布，使地基不均匀下沉； 3．基础埋置在基岩上，其附近有溶沟、竖向溶蚀裂隙、落水洞等，有可能使基础下岩层沿倾向于上述临空面的软弱结构面产生滑动； 4．基岩和上覆土层内，由于岩溶地区较复杂的水文地质条件，易产生新的岩土工程问题，造成地基恶化。 （二）地基稳定性的定性评价 1．当场地存在下列情况之一时，可判定为未经处理不宜作为地基的不利地段： （1）浅层洞体或溶洞群，洞径大，且不稳定的地段； （2）埋藏的漏斗、槽谷等，并覆盖有软弱土体的地段； （3）岩溶水排泄不畅，可能暂时淹没的地段。 2．当地基属下列条件之一时，对二级和三级工程可不考虑岩溶稳定性的不利影响： （1）基础底面以下土层厚度大于独立基础宽度的3倍或条形基础宽度的6倍，且不具备形成土洞或其他地面变形的条件； （2）基础底面与洞体顶板间土层厚度虽小于（1）的规定，但符合下列条件之一时： 1）洞隙或岩溶漏斗被密实的沉积物填满且无被水冲蚀的可能； 2）洞体由基本质量等级为I级或Ⅱ级的岩体组成，顶板岩石厚度大于或等于洞跨； 3）洞体较小，基础底面尺寸大于洞的平面尺寸，并有足够的支承长度； 4）宽度或直径小于lm的竖向洞隙、落水洞近旁地段。 3．当不符合上述可不考虑岩溶稳定性不利影响的条件时，应进行洞体地基稳定性分析，并符合下列规定： （1）顶板不稳定，但洞内为密实堆积物充填且无流水活动时，可认为堆填物能受力，作为不均匀地基进行评价； （2）当能取得计算参数时，可将洞体顶板视为结构自承重体系进行力学分析； （3）有工程经验的地区，可按类比法进行稳定性评价； （4）当基础近旁有洞隙和临空面时，应验算向临空面倾覆或沿裂面滑移的可能性； （5）当地基为石膏、岩盐等易溶岩时，应考虑溶蚀继续作用的不利影响； （6）对不稳定的岩溶洞隙可建议采取地基处理措施或桩基础； （7）常用的地基稳定性评价方法，是一种经验比拟方法，仅适用于一般工程。其特点是，根据已查明的地质条件，结合基底荷载情况，对影响溶洞稳定性的各种因素进行分析比较，作出稳定性评价。 （三）地基稳定性的定量评价 目前主要是采用按经验公式对溶洞顶板的稳定性进行验算。 1．溶洞顶板坍塌自行填塞洞体所需厚度的计算 （1）原理和方法：顶板坍塌后，塌落体积增大，当塌落至一定高度H时，溶洞空间自行填满，无需考虑对地基的影响。所需塌落高度H按下式计算： 式中 H0——塌落前洞体最大高度（m）； K——岩石松散（涨余）系数，石灰岩K取1.2，黏土K取1.05。 （2）适用范围：适用于顶板为中厚层、薄层，裂隙发育，易风化的岩层，顶板有坍塌可能的溶洞，或仅知洞体高度时。 2．根据抗弯、抗剪验算结果，评价洞室顶板稳定性 （1）原理和方法：当顶板具有一定厚度，岩体抗弯强度大于弯矩、抗剪强度大于其所受的剪力时，洞室顶板稳定。满足这些条件的岩层最小厚度H计算如下： 顶板按梁板受力计算，受力弯矩按下式计算： 1）当顶板跨中有裂缝，顶板两端支座处岩石坚固完整时，按悬臂梁计算： 2）若裂隙位于支座处，而顶板较完整时，按简支梁计算： 3）若支座和顶板岩层均较完整时，按两端固定梁计算： 抗弯验算： 抗剪验算： 式中 M——弯矩（kN·m） p——顶板所受总荷载（kN·m），为顶板厚H的岩体自重、顶板上覆土体自重和顶板上附加荷载之和。 l——溶洞跨度（m）； σ——岩体计算抗弯强度（石灰岩一般为允许抗压强度的1/8）（kPa）； fs——支座处的剪力（kN）； S——岩体计算抗剪强度（石灰岩一般为允许抗压强度的1/12）（kPa）； b——梁板的宽度（m）； H——顶板岩层厚度（m）。 （2）适用范围：顶板岩层比较完整，强度较高，层厚，而且已知顶板厚度和裂隙切割情况。 3．顶板能抵抗受荷载剪切的厚度计算 按极限平衡条件的公式计算： T≥P T=HSL 式中 P——溶洞顶板所受总荷载（kN）； T——溶洞顶板的总抗剪力（kN）； L——溶洞平面的周长（m）； 其余符号意义同前。 二、地基处理措施 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综合分析，因地制宜地采取下列处理措施。 （一）换填、镶补、嵌塞与跨盖等 对于洞口较小的洞隙，挖除其中的软弱充填物，回填碎石、块石、素混凝土或灰土等，以增强地基的强度和完整性。必要时可加跨盖。 （二）梁、板、拱等结构跨越 对于洞口较大的洞隙，采用这些跨越结构，应有可靠的支承面。梁式结构在岩石上的支承长度应大于梁高的1.5倍。也可辅以浆砌块石等堵塞措施。 （三）灌浆加固、清爆填塞 用于处理围岩不稳定、裂隙发育、风化破碎的岩体。 （四）洞底支撑或调整柱距 对于规模较大的洞隙，可采用这种方法。必要时可采用桩基。 （五）钻孔灌浆 对于基础下埋藏较深的洞隙，可通过钻孔向洞隙中灌注水泥砂浆、混凝土、沥青及硅液等，以堵填洞隙。 （六）设置“褥垫” 在压缩性不均匀的土岩组合地基上，凿去局部突出的基岩（如石芽或大块孤石），在基础与岩石接触的部位设置“褥垫”（可采用炉渣、中砂、粗砂、土夹石等材料），以调整地基的变形量。 （七）调整基础底面面积 对有平片状层间夹泥或整个基底岩体都受到较强烈的溶蚀时，可进行地基变形验算，必要时可适当调整基础底面面积，降低基底压力。 当基底蚀余石基分布不均匀时，可适当扩大基础底面面积，以防止地基不均匀沉降造成基础倾斜。 （八）地下水排导 对建筑物地基内或附近的地下水宜疏不宜堵。可采用排水管道、排水隧洞等进行疏导，以防止水流通道堵塞，造成场地和地基季节性淹没。 第四节 土洞 土洞是指埋藏在岩溶地区可溶性岩层的上覆土层内的空洞。土洞继续发展，易形成地表塌陷。 当上覆有适宜被冲蚀的土体，其下有排泄、储存冲蚀物的通道和空间，地表水向下渗透或地下水位在岩土交界处附近作频繁升降运动时，由于水对土层的潜蚀作用，易产生土洞和塌陷。 一、土洞的成因分类和发育规律 （一）土洞的成因分类 1．地表水形成的土洞：在地下水深埋于基岩面以下的岩溶发育地区，地表水沿上覆土层中的裂隙、生物孔洞、石芽边缘等通道渗入地下，对土体起着冲蚀、淘空作用，逐渐形成土洞。 2．地下水形成的土洞：在地下水位在上覆土层与下伏基岩交界面处作频繁升降变化的地区，当水位上.升到高于基岩面时，土体被水浸泡，便逐渐湿化、崩解，形成松软土带；当水位下降到低于基岩面时，水对松软土产生潜蚀、搬运作用，在岩土交界处易形成土洞。 （二）土洞的发育规律 1．土洞与下伏基岩中岩溶发育的关系 土洞是岩溶作用的产物，它的分布同样受到控制岩溶发育的岩性、岩溶水和地质构造等因素的控制。土洞发育区通常是岩溶发育区。 2．土洞与土质、土层厚度的关系 土洞多发育于黏性土中。黏性土中亲水、易湿化、崩解的土层、抗冲蚀力弱的松软土层易产生土洞；土层越厚，达到出现塌陷的时间越长。 3．土洞与地下水的关系 由地下水形成的_上洞大部分分布在高水位与平水位之间。在高水位以上和低水位以下，土洞少见。 （三）土洞的形成过程 由地下水形成的土洞，其形成过程如下： 1．当地下水动力条件改变时，原来被堵塞的洞隙及与其相连的下部排水通道复活，重新成为地下水集中活动的地段； 2．地下水位上升，抗水性差的土强烈崩解，一部分顺喇叭口落入下部溶洞中，初步形成上覆土层中的土洞； 3．土颗粒沿岩溶洞隙继续被地下水带走，上覆土中空洞逐渐扩大，向上呈拱形发展； 4．土洞进一步扩大，向地表发展，顶板渐薄，当拱顶薄到不能支持上部土的重量时，便突然发生塌落； 5．坍塌后，地面成为地表径流汇集的场所，大量堆积物日益聚集，使底部逐渐接近碟形洼地。其后杂草丛生，久而久之，地表夷平而无法辨认，土洞便暂时停止发展。 在土洞形成过程中，堆积在洞底的塌落土体有时不能被水带走，起堵塞通道的作用。若潜蚀大于堵塞，土洞将继续发展；反之，土洞将停止发展。因此，并不是所有的土洞都能发展到地表塌陷的。 二、土洞勘察 （一）土洞勘察的重点部位 岩溶发育地区的下列部位宜查明土洞和土洞群的位置： 1．土层较薄、土中裂隙及其下岩体洞隙发育部位； 2．岩面张开裂隙发育，石芽或外露的岩体与土体交接部位； 3．两组构造裂隙交汇处和宽大裂隙带； 4．隐伏溶沟、、溶槽、漏斗等有上覆软弱土的负岩面地段； 5．地下水强烈活动于岩土交界面的地段和大幅度人工降水地段； 6．低洼地段和地表水体近旁。 （二）勘察的主要内容和方法 凡是岩溶地区有第四纪土层分布的地段，都要注意土洞发育的可能性。应通过勘察查明土洞的分布、位置、大小、埋深，土洞的成因和形成条件，与土洞发育有关的溶洞、溶沟、溶槽的分布，上覆土层的土性、厚度，地表水和地下水的分布和动态等。 土洞勘察的主要方法如下： 1．物探：以电法勘探为主。用于查明土层厚度与洞径相近的潜埋个体土洞效果较好。 2．原位测试：如静力触探、动力触探等，用于查明土洞和塌陷的位置、大小等。 3．钎探：用以查明浅埋土洞的位置、大小，布点宜先疏后密，间距决定于土洞大小。一般可为1～2m；对独立基础和设备基础，可按梅花形网格状布置；对条形基础可按轴线布置。钎探深度：当地基影响深度小于土层厚度时至基底下6～8m：在此深度内遇基岩时可终止钎探 4．夯探：用一定质量夯锤沿基槽（坑）底夯击，对有空响回声的疑似土洞处，用钎探复查。可用于探查基底下1～2m处浅埋的土洞。 5．井探、槽探：可用于查明浅埋土洞的位置、大小，上覆土层的土性、厚度，相关的岩溶洞隙的分布，地下水的分布等。 6.钻探：主要用于查明深埋土洞的位置、大小等。 钻探深度：对一般性钻孔，当基岩埋藏浅且上覆土层厚度小于10m时，应钻至基岩面；当上覆土层厚度大于10m时，钻孔深度可考虑为8～15m。对控制性钻孔，当最高、最低地下水位均在基岩中时，钻孔深度可为30m，遇基岩面可终止钻探；当基岩中岩溶较发育时，应按研究场地稳定性的需要确定钻孔深度，但深至岩溶水排泄基准面以下即可；当地下水位埋藏在土层中时，钻孔深度应至最低地下水位深度处。 7.当需查明土的性状与土洞形成关系时，可进行土的湿化、胀缩、可溶性和剪切试验 8．当需查明地下水动力条件、潜蚀作用，地表水与地下水的联系，预测土洞和塌陷的发生、发展时，可进行水的流速、流向测定和水位、水质的长期观测。 三、地基稳定性评价和地基处理措施 （一）地基稳定性评价 1．当场地存在下列情况之一时，可判定为未经处理不宜作为地基的不利地段： （1）埋藏的漏斗、槽谷等，并覆盖有软弱土体的地段； （2）土洞或塌陷成群发育地段； （3）岩溶水排泄不畅，可能暂时淹没的地段。 2．有地下水强烈活动于岩土交界面的岩溶地区，应考虑由地下水作用所形成的土洞对建筑地基的影响，并预估地下水位在使用期间变化的可能性及其影响。总图布置前，勘察单位应提出场地土洞发育程度的分区资料。施工时，应沿基槽（坑）认真查明基础下土洞的分布位置： （二）地基处理措施 1．由地表水形成的土洞或塌陷地段，应采取地表截流、防渗或堵漏等措施；对土洞应根据其埋深分别选用挖填、灌砂等方法处理； 2．由地下水形成的塌陷或浅埋土洞，应清除软土，抛填块石作反滤层，面层用黏土夯填；对深埋土洞，宜用砂、砾石或细石混凝土灌填。在上述处理的同时，尚应采用梁、板或拱跨越。对重要建筑物，可采用桩基处理。 第五节 人工降低地下水位引起的塌陷 人工降低地下水位引起的塌陷，主要是指矿坑疏干排水引起的塌陷和供水（抽水）引起的塌陷。 一、塌陷的分布规律及其与水力作用的关系 （一）塌陷的分布规律 塌陷的分布受岩溶发育规律、发育程度的制约，同时，与地质构造、地形地貌、土层厚度等有关。 1．塌陷多分布在断裂带及褶皱轴部； 2．塌陷多分布在溶蚀洼地等地形低洼处； 3．塌陷多分布在河床两侧； 4．塌陷多分布在土层较薄且土颗粒较粗的地段。 （二）塌陷与水力作用的关系 1．塌陷与水位降深的关系：水位降深小，地表塌陷坑数量少、规模小；当降深保持在基岩面以上且较稳定时，不易产生塌陷；降深增大，水动力条件急剧改变，水对土体潜蚀力增强，地表塌陷坑数量增多，规模增大； 2．塌陷与降落漏斗的关系：塌陷区多处于降落漏斗之中，其范围小于降落漏斗区。塌陷坑数量和规模随远离降落漏斗中心而递减； 3．塌陷与水力坡度、流速的关系：根据广东曲圹矿区资料，当水力坡度<3%，流速<0.0005m/s时，处于相对稳定状态；当水力坡度>3%，流速>0.0005m/s时，地面开始产生变形；当水力坡度>5%，流速>0.0005m/s时，地面产生塌陷。 4．塌陷与径流方向的关系：主要径流方向上地下水来量丰富，水的流速大，地下水对土体的潜蚀作用强，故此方向上易产生塌陷。 二、塌陷区勘察 塌陷区勘察，其内容与岩溶和土洞区的勘察基本相同。 （一）塌陷区勘察的重点部位 塌陷区勘察应以下列易产生塌陷的不稳定地段为重点部位： 1．浅层岩溶强烈发育地段，尤其是“开口”型溶洞地段； 2．可溶岩顶面起伏较大的地段； 3．断层破碎带及褶皱轴部； 4．第四纪土层较薄，岩性为粉土、砂土及砂砾碎石地层的地段； 5．地形低洼、常年积水地段； 6．河床两侧地段； 7．靠近抽、排水点和地下水主要径流方向上； 8．古塌陷分布地段。 （二）主要勘察内容 塌陷区勘察内容除应包括土洞勘察的主要内容外，应重点调查场地及其附近有无已（拟）建人工降水工程，应着重了解降水的各项水文地质参数及随空间和时间的变化，预测地表塌陷的位置及其与水位降深、地下水流向、降落漏斗的关系等。 三、地基稳定性评价与处理措施 （一）地基稳定性评价 1．地下水位高于基岩表面的岩溶地区，应考虑由人工降低地下水位引起土洞或地表塌陷的可能性。塌陷区的范围及方向可根据水文地质条件和抽水试验的观测结果综合分析确定。在塌陷范围内一般不允许采用天然地基。在已有建筑物附近抽水时，应考虑降水的影响； 2．建筑场地应选择在地势较高的地段； 3．建筑场地应选择在地下水最高水位低于基岩面的地段； 4．建筑场地应与抽、排水点有一定距离，建筑物应布置在降落漏斗半径之外；若布置在降落漏斗半径以内时，需控制地下水降深值，使动水位不低于上覆土层底部，或稳定在基岩面以下，即不使其在土层底部上下波动； 5．建筑物一般应避开抽水点地下水主要的补给方向；但也应注意，当地下水呈脉状流（如可溶岩呈侠长条带状分布）时，下游亦可能产生塌陷。 （二）地基处理措施 对塌陷坑一般应进行回填处理，主要方法有： 1．影响建筑设施或大量充水的塌陷坑，应视具体情况进行特殊处理，一般是清理至基岩，封住溶洞口，再填土石； 2．不易积水地段的塌陷坑，当没有基岩出露时，采用黏土回填夯实，直至高出地面0.3～0.5m；当有基岩出露并见溶洞口时，可先用大块石堵塞洞口，再用黏土压实； 3．河床地段的塌陷坑，若数量少，亦可用上述方法回填；若数量多，应视具体情况考虑对河流采取局部改道的方法处理。 第二章 滑坡和崩塌 第一节 滑坡 一、滑坡及其产生条件 （一）滑坡的分类 滑坡根据其滑体的物质组成，形成原因及滑动形式等，可分为各种类型，其详细分类见下表。 滑坡的分类 划分依据 名称类别 特征说明 按滑坡物质组成成分分 堆积层滑坡 各种不同性质的堆积层（包括坡积、洪积和残积），体内滑动，或沿基岩面的滑动。其中堆积层的滑动可能性较大。 黄土滑坡 不同时期的黄土层中的滑坡，并多群集出现：常见于高阶地前缘斜坡上，或黄土层沿下伏第三纪岩层滑动 黏性土滑坡 黏性土本身变形滑动，或与其他土层的接触面或沿基岩接触面而滑动 岩层（土层）滑坡 软弱岩层组合物的滑坡，或沿同类基岩面，或沿不同岩层接触面以及较完整的基岩面滑动 破碎岩体滑坡 发生在构造破碎带或严重风化带形成的凸形山坡上，滑坡规模大 填土滑坡 发生在路堤或人工弃土堆中，多沿老地面或基岩以下松软层滑动 按滑动通过各岩层情况分 同类土滑坡 发生在层理不明显的均质黏土或黄土中，滑动面均匀光滑 顺层滑坡 沿岩层面或裂隙面滑动，或沿坡积体与基岩交界面及基岩间不整合面等滑动，大都分布在顺倾向的山坡上 切层滑坡 滑动面与岩层面相切，常沿倾向山外的一组断裂面发生，滑坡床多呈折线状，多分布在逆倾向岩层的山坡上 按滑动体厚度分 浅层滑坡 滑坡体厚度在6m以内 中层滑坡 滑坡体厚度在6～20m左右 深层滑坡 滑坡体厚度超过20m 按引起滑动的力学性质分 推移式滑坡 上部岩层滑动挤压下部产生变形，滑动速度较快，多呈楔形环谷外貌，滑体表面波状起伏，多见于有堆积物分布的斜坡地段 牵引式滑坡 下部先滑使上部失去支撑而变形滑动。一般速度轻慢，多呈上小下大的塔式外貌，横向张性裂隙发育，表面多呈阶梯状或陡坎状，常形成沼泽地 按形成原因分 工程滑坡 由于施工开挖山体引起的滑坡，此类滑坡还可细分为：1.工程新滑坡：由于开挖山体所形成的滑坡 2.工程复活古滑坡：久已存在的滑坡，由于开挖山体重新活动的滑坡 自然滑坡 由于自然地质作用产生的滑坡。按其发生相对时代早晚又分为： 1.老滑坡：坡体上有高大树木，残留部分环谷、断壁擦痕 2.新滑坡：外貌清晰；断壁新鲜 按发生后的活动性分 活滑坡 发生后仍在继续活动的滑坡。后壁及两侧有新鲜擦痕，体内有开裂、鼓起或前缘有挤出等变形迹象，其上偶有旧房遗址，幼小树木歪斜生长等 死滑坡 发生后已停止发展，一般情况下不可能重新活动，坡体上植被茂盛，常有居民点 按滑体体积分 小型滑坡 <5000m3 中型滑坡 5000～50000m3 大型滑坡 50000～100000m3 巨型滑坡 >100000m3 （二）滑坡要素 一个发育完全的滑坡，一般都有下列要素： 1．滑坡体：滑坡的整个滑动部分。 2．滑坡周界：滑坡体和周围不动体在平面上的分界线。 3．滑坡壁（破裂壁）：滑坡体后缘和不动体脱开的暴露在外面的分界面。 4．滑坡台阶和滑坡梗：由于各段土体滑动速度的差异，在滑坡体上面形成台阶状的错台称滑坡台阶。台阶如因旋转发生倾斜，使台阶边缘形成陡窄的长埂，称滑坡埂。 5．滑动面和滑坡床：滑坡体沿不动体下滑的分界面称滑动面。滑动时依附的下伏不动体称滑坡床。 6．滑动带：滑动面上部受滑动揉皱的地带（厚数厘米至数米）。 7．滑坡舌（滑坡头）：滑坡体的前缘形如舌状的部分。 8．滑动鼓丘：滑坡体前缘因受阻力而隆起的小丘。 9．滑坡轴（主滑线）：滑坡体滑动速度最快的纵向线。它代表整个滑坡的滑动方向，一般位于推力最大、滑床凹槽最深（滑坡体最厚）的纵断面上。在平面上可为直线或曲线。 10．破裂缘：滑坡体在坡顶开始破裂的地方。 11．封闭洼地，滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开成沟槽，当相邻土楔形成反坡地形时，即成四周高中间低的封闭洼地。 12．滑坡裂缝：按受力状态分成下列四种： （1）拉张裂缝：位于滑坡体上部，多呈弧形，与滑坡壁方向大致平行。通常将其最外一条（即滑坡周界的裂缝）称滑坡主裂缝。 （2）剪切裂缝：位于滑坡体中部的两侧，此裂缝的两侧常伴有羽毛状裂缝。 （3）鼓张裂缝：位于滑坡体下部，其方向垂直于滑动方向。 （4）扇形裂缝：位于滑坡体中下部，尤以滑舌部分为多，成放射状。 13．滑坡床：滑坡体下面没有滑动的岩土体称为滑坡床。 （三）滑坡形成的条件 1.地质条件 （1）岩性：在岩土层中，必须具有受水构造、聚水条件和软弱面（该软弱面也是有隔水作用）等，才可能形成滑坡。 （2）地质构造：岩体构造和产状对山坡的稳定，滑动面的形成、发展影响很大，一般堆积层和下伏岩层接触面越陡，则其下滑力越大，滑坡发生的可能性也愈大。 2．地形及地貌 从局部地形可以看出，下陡中缓上陡的山坡和山坡上部成马蹄形的环状地形，且汇水面积较大时，在坡积层中或沿基岩面易发生滑动。 3．气候、径流条件 ①气候条件；②地表水作用；③地下水作用等。 4．其他因素如地震，人为地破坏边坡坡角、破坏自然排水系统，坡顶堆载等都可能引起滑坡。 （四）判别滑坡的标志 1．地物地貌标志： 滑坡在斜坡上常造成环谷地貌（如圈椅、马蹄状地形），或使斜坡上出现异常台阶及斜坡坡脚侵占河床（如河床凹岸反而稍微突出或有残留的大孤石）等现象。滑坡体上常有鼻状凸丘或多级平台，其高程和特征与外围阶地不同。滑坡体两侧常形成沟谷，并有双沟同源现象。有的滑坡体上还有积水洼地、地面裂缝、醉汉林、马刀树和房屋倾斜、开裂等现象。 2．岩、土结构标志： 滑坡范围内的岩、土常有扰动松脱现象。基岩层位、产状特征与外围不连续，有时局部地段新老地层呈倒置现象，常与断层混淆，其区分见下表；常见有泥土、碎屑充填或未被充填的张性裂缝，普遍存在小型坍塌。 基岩滑坡与倾向坡脚的断层主要区别 基 岩 滑 坡 倾向坡脚的断层 滑坡改变岩体结构（层位、产状及断裂特征）范围不大 断层改变岩体结构范围大，一般顺走向延伸较远 滑坡床面上的岩体常具松动破坏迹象（折扭、张裂、充泥等） 断层上盘有时也可较下盘破碎，但常系由有规律的节理切割而成 滑坡床产状有起伏波折，其总体有向下凹的趋势 断层产状较稳定 滑坡塑性变形带的物质成分较杂，厚度变化大，所含砾石磨光性强，而挤碎性差 带构造岩特征与滑坡塑性变形带物质特征相反 滑坡擦痕方向与主滑方向一致，且只存在于黏性软塑带中或基岩面表面一层，痕槽深浅方向可随不同部位稍有变化 断层擦痕与坡向或滑坡体方向无关，且常深入基岩呈平行的多层状，痕槽深浅及方向性规律甚强 注：当滑坡借用断层面做滑坡床时，可据下列特点判别： 1． 滑坡地貌特征； 2． 滑坡床一般只部分地借用断层面，必须还有一部分与断层面分开； 3． 顺坡向的滑坡擦痕叠在断层原有擦痕之上 4． 在滑坡范围内，滑坡位移改变断层两盘原有断距关系和岩体松动程度。 3．水文地质标志： 斜坡含水层的原有状况常被破坏，使滑坡体成为复杂的单独含水体。在滑动带前缘常有成排的泉水溢出。 4．滑坡边界及滑坡床标志： 滑坡后缘断壁上有顺坡擦痕，前缘土体常被挤出或呈舌状凸起；滑坡两侧常以沟谷或裂面为界；滑坡床常具有塑性变形带，其内多由黏性物质或黏粒夹磨光角砾组成；滑动面很光滑，其擦痕方向与滑动方向一致。 二、滑坡勘察 滑坡勘察应查明滑坡类型及要素、滑坡的范围、性质、地质背景及其危害程度，分析滑坡原因，判断稳定程度，预测发展趋势，提出防治对策、 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 或整治设计的建议。 （一）测绘和调查 1．范围：工程地质测绘与调查范围应包括滑坡区及其邻近地段，可根据滑坡规模选用1：200～1：1000比例尺，用于整治设计时其比例尺为1：200～1：500。 2．测绘和调查的主要内容： （1）搜集当地滑坡史，易滑地层分布，气象，工程地质图和地质构造图等资料； （2）调查微地貌形态及其演变过程，详细圈定各滑坡要素；查明滑坡分布范围、滑带部位、滑痕指向、倾角以及滑带的组成和岩土状态； （3）调查滑带水和地下水的情况、泉水出露地点及流量，地表水体、湿地的分布、变迁以及植被情况； （4）调查滑坡内外已有建筑物、树木等的变形、位移、特点及其形成的时间和破坏过程； （5）调查当地整治滑坡的过程和经验。 （二）勘探 1．勘探的主要任务：查明滑坡体的范围、厚度、物质组成和滑动面（带）的个数、形状及各滑动带的物质组成；查明滑坡体内地下水含水层的层数、分布、来源、动态及各含水层间的水力联系等。 2．勘探方法的选择：滑坡勘探工作应根据需要查明的问题的性质和要求选择适当的勘探方法。一般可参照下表选用。 滑坡勘探方法使用条件 勘探方法 适用条件及部位 井探、槽探 用于确定滑坡周界和滑坡壁，有时也为现场大面积剪切试验的试坑 深井（竖斜） 用于观测滑坡体的变化，滑动带特征及采取不扰动土试样等。深井常布置在滑坡体中前部主轴附近，采用深井时，应结合滑坡的整治措施综合考虑 洞探 用于了解关键性的地质资料（滑坡的内部特征），当滑坡体厚度大，地质条件复杂时采用，洞口常选在滑坡两侧沟壁或滑坡前缘，平洞常为排泄地下水整治工程措施的一部分，并兼做观测洞。 电探 用于了解滑坡区含水层、富水带的分布和埋藏深度，了解下伏基岩起伏和岩性变化及与滑坡有关的断裂破碎带范围等 地震勘探 用于探测滑坡区基岩的埋深，滑动面位置、形状等 钻探 用于了解滑坡内部的构造，确定滑坡面的范围、深度和数量，观测滑坡深部的滑动形态 3．勘探点的布置原则： 勘探线和勘探点的布置应根据工程地质条件、地下水情况和滑坡形态确定。除沿主滑方向应布置勘探线外，在其两侧滑坡体外也应布置一定数量勘探线。勘探点间距不宜大于40m，在滑坡体转折处和预计采取工程措施的地段，也应布置勘探点。在滑床转折处，应设控制性勘探孔。勘探方法除钻探和触探外，应有一定数量的探井。对于规模较大的滑坡，宜布置物探工作。 （1）定性阶段：一般沿滑坡主滑断面布置勘探点：；对于大型复杂滑坡，还需在主滑断面两侧和垂直主滑断面的方向分别布置1～2条具有代表性的纵（或横）断面。一般情况下，断面中部滑动面（带）变化较小，勘探点间距可大些，断面两头变化较大，勘探点应适当加密。同时，还应考虑整治工程所需资料的搜集。 （2）整治阶段：如以支挡为主，则应满足验算和设计支挡建筑物所需资料为准。补加验算剖面的数目应视滑动面（带）横向变化情况而定。如果考虑以排水疏干为主要措施，则应在排水构筑物（如排水隧洞检查井）的位置上，增补少量勘探点。 4．勘探孔深度的确定： 勘探孔的深度应穿过最下一层滑面，进入稳定地层，控制性勘探孔应深入稳定地层一定深度，满足滑坡治理需要。在滑坡体、滑动面（带）和稳定地层中应采取土试样，必要时尚应采取水试样。 （1）根据滑动面的可能深度确定，必要时可先在滑坡中、下部布置1～2个控制性深孔，其深度应超过滑坡床最大可能埋深3～5m。其他钻孔可钻至最下滑动面以下1～3m。 （2）当堆积层滑坡的滑床为基岩时，则钻入基岩的深度应大于堆积层中所见同类岩性最大孤石的直径，以能确定是基岩时终孔。 （3）若为向下作垂直疏干排水的勘探孔；应打穿下伏主要排水层，以了解其厚度、岩性和排水性能。在抗滑桩地段的勘探深度，则应按其预计锚固深度确定。 5.钻进过程中注意事项 （1）滑动面（带）的鉴定；滑带土的特点是潮湿饱水或含水量较高，比较松软，颜色和成分较杂，常具滑动形成的揉皱或微斜层理、镜面和擦痕；所含角砾、碎屑具有磨光现象，条状、片状碎石有错断的新鲜断口。同时还应鉴定滑带土的物质组成，并将该段岩芯晾干，用锤轻敲或用刀沿滑面剖开，测出滑面倾角和沿擦痕方向的视倾角，供确定滑动面时参考。 （2）黄土滑坡的滑动面（带）往往不清楚，应特别注意黄土结构有无扰动现象及古土壤、卵石层产状的变化。这些往往是分析滑面位置的主要依据。 （3）钻进过程中应注意钻进速度及感觉的变化，并量测缩孔、掉块、漏水，套管变形的部位，同时注意地下水位的观测。这些对确定滑动面（带）的意义很大。 （三）试验工作 1.抽（提）水试验， 测定滑坡体内含水层的涌水量和渗透系数；分层止水试验和连通试验，观测滑坡体各含水层的水位动态，地下水流速；流向及相互联系；进行水质分析，用滑坡体内、外水质对比和体内分层对比，判断水的补给来源和含水层数。 2．除对滑坡体不同地层分别作天然含水量、密度试验外，更主要的是对软弱地层，特别是滑带土作物理力学性质试验。 3．滑带土的抗剪强度直接影响滑坡稳定性验算和防治工程的设计：因此测定c、φ值应根据滑坡的性质，组成滑带土的岩性、结构和滑坡目前的运动状态，选择尽量符合实际情况的剪切试验（或测试）方法。试验工作尚应符合下列要求： （1）宜采用室内或野外滑面重合剪或滑带土作重塑土或原状土多次剪，求出多次剪和残余抗剪强度指标； （2）试验宜采用与滑动受力条件相类似的方法，用快剪、饱和快剪或固结快剪、饱和固结快剪。 （3）为检验滑动面抗剪强度指标的代表性，可采用反演分析法，并应符合： 1）采用滑动后实测的主滑断面进行计算。 2）需合理选择稳定安全系数K值，对正在滑动的滑坡，可根据滑动速率选择略小于1的K值（0.95≤K<1），对处于暂时稳定的滑坡，可选择略大于1的K值（1