特殊条件下的路基施工九岩溶洞穴地段的路基施工

特殊条件下的路基施工九岩溶洞穴地段的路基施工

第五章 特殊条件下的路基施工 第九节 岩溶、洞穴地区的 路基施工 一、岩溶的概念 岩溶（喀斯特）是指可溶性岩石（如石灰岩、白云岩、石膏、岩盐）等受水的长期溶蚀作用而形成溶洞、溶沟、裂隙、暗河、石芽、漏斗、钟乳石等奇特的地区及地下形态的总称。 1 、我国可溶岩分布面积广大，裸露于地表的碳酸盐岩面积有 91 万平方公里，加上覆盖和埋藏于地下的碳酸盐岩，可溶岩分布面积达 340 万平方公里。 2 、岩溶的处理是喀斯特地貌区域修建铁路必须解决的棘手问题。 3 、溶洞走势或横穿或纵向伸延，多为山区地表水的通道，因此，岩溶两个特点：一是排水性，处理过程中不能单纯的将其堵死。二是岩溶洞壁多为石灰质岩石，强度较高。 中国岩溶分布区 武隆岩溶国家地质公园 喀斯特地貌又称岩溶地貌 岩溶堆积物 碳酸钙沉积 地基不均匀沉降问题 基岩面起伏大 石芽、溶沟 石芽地基 二、岩溶地区地基出现的问题 溶洞地基 可能会产生溶洞顶板坍塌，引起地基失稳． 溶穴顶板坍塌堵塞估算法： 岩土体涨余系数 地基塌陷 图 a ：地基岩体中溶洞、软弱夹层对建筑物影响 图 b ： 溶洞、溶隙对基础的影响 金沙洲岩溶塌陷 地表塌陷的成因： 形成地表塌陷的原因很多，诸如潜蚀、真空吸蚀、高压 水气的冲爆、重力、振动、建筑荷载、溶蚀作用等。 潜蚀说 真空吸蚀说 三、岩溶勘察方法 工程地质测量现场 工程地质测量 高密度电法勘探 深切溶蚀沟槽 溶洞 破碎带 钻探现场 钻探 （一）在下列情况之一，溶洞地基可不加处理 ： １当溶洞处于地基压缩层深度以下或附加应力影响范围之外 ． 压缩层深度 ２当溶洞顶板厚度大于３米． ３当溶洞顶板厚度为１～３米，但顶板厚度大于洞径． 四、岩溶地基处理方法 （ 1 ）清爆换填 　　适用于处理顶板不稳定的浅埋溶洞地基。即爆开顶板，挖去松软填充物，回填块石、碎石、粘土或毛石混凝土等，并分层密实。 （ 2 ）梁、板跨越 　　对于洞壁完整、强度较高而顶板破碎的岩溶地基，宜采用钢筋混凝土梁、板跨越。 （ 3 ）洞底支撑 　　用于跨度较大，顶板具有一定厚度，但稳定条件差时。在洞内用石砌柱、拱或钢筋混凝土柱支撑洞顶。 （ 4 ）水流排导 　　采用排水隧洞、排水管道等疏导地下水。 (5) 当基岩顶面起伏不平，上覆土层性质软弱，厚度又较大时，可用桩基处理。 　 （二）岩溶区防护和处理措施 跨越法 　 　当基础下的溶洞、溶隙较小时，可采用跨越法处理。即把基础设计成钢筋混凝土梁横跨于溶洞之上。这种采取上部结构处理的方法即省事又简单，但前提条件是溶洞周围的岩体必须完整、稳固。大冶地区这种地基处理方法最为常见。 跨越法地基处理现场 ( 一 ) 跨越法地基处理现场 ( 二 ) 清爆法 当基础下的溶洞、溶隙较大且埋深较浅，跨越法处理难度较大时，可采用清爆法处理。即用炸药炸开溶洞顶盖，清除溶洞内工程特性差的充填物，回填以毛石混凝土的地基处理方法。清爆法的处理对象是较大溶洞且洞体充填物工程特性较差或为空洞。 换填法 当基础下溶洞、溶隙、破碎带直接裸露于基底时，可采用换填法处理。即清除溶洞、溶隙内工程特性差的充填物及破碎带内工程特性差的岩土体，回填以毛石混凝土的地基处理方法。大冶地区这种地基处理方法常被应用。 注浆法 　　　当基础下溶洞、溶隙充填物工程特性稍好，或破碎带清除工作量太大，或溶隙产状平缓，其它处理方法难度较大时，可采用注浆法处理。注浆材料一般为水泥浆，为防止溶隙贯通水泥浆渗漏太大，一般参以一定比例的粉煤灰和速凝剂水玻璃。注浆终止压力一般以现场试验并结合工程经验确定。 桩基础 　　　当基础下溶洞、溶隙规模巨大、充填物不易清除，或张性裂隙破碎带深度较大且底部有桩端持力层时，可采用桩基础地基处理方案。当采用桩基础方案时，一般以完整岩体为桩端持力层，以避免基础不均匀沉降的发生。大冶地区这种地基处理方法偶尔会被应用。 五、洞穴 1 、天井院 2 、古墓 3 、水井（枯井） 4 、窑洞 　　 有土洞和地表塌陷时，可采取如下措施： 　　（ 1 ）地表、地下水处理：作好地表水的截流、防渗、堵漏，杜绝地表水渗入；对形成土洞的地下水，可截流、改道，防止土洞和塌陷进一步发展。 　　（ 2 ）挖填夯实： 1) 浅层土洞，挖除软土后回填块石或毛石混凝土。 2) 地下水形成的土洞和塌陷，挖填夯实后做反滤层，面层用粘土夯实。 3) 强夯破坏土洞。 　　（ 3 ）灌填处理：在顶板上钻孔，水冲将砂、砾石灌入洞内，或用压力灌注 C15 的细石混凝土。 六、洞穴地基处理 （ 4 ）垫层处理：在基底夯填土碎石作垫层，扩散土洞顶板的附加压力，减小沉降 ; 粘性土充填，可避免地表水下渗。 （ 5 ）梁板跨越：土洞发育剧烈，可用梁、板跨越土洞。 （ 6 ）桩基和沉井：当土洞较深时，可用桩、沉井或其他深基础穿过覆盖土层，将建筑物荷载传至稳定的岩层上。