孟 龍

（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司 廣州510010）

0 前言

灰?guī)r地區(qū)發(fā)育的溶（土）洞嚴(yán)重影響著建筑場地的穩(wěn)定性、地基的均勻性以及擬建建筑物的安全性，因此在灰?guī)r巖溶發(fā)育區(qū)及時探明建筑場地溶（土）洞的分布位置、埋深、大小、形態(tài)、覆蓋層物理力學(xué)性質(zhì)、圍巖穩(wěn)定性，分析該區(qū)域的巖溶分布及發(fā)育特征，同時針對不同工程地質(zhì)條件提出相應(yīng)合理、科學(xué)的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建議，對精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、規(guī)范化施工及建筑安全有著重大意義［1］。

1 調(diào)查區(qū)概況

1.1 地形地貌

調(diào)查區(qū)東側(cè)及北側(cè)地貌單元為低緩丘陵，地勢平緩，海拔在100～250 m 之間，西側(cè)及南側(cè)為高陡丘陵，起伏較大，海拔多為250～450 m 之間，其中部為河谷平地，地勢較為平坦開闊（見圖1），調(diào)查區(qū)面積約155.46 km2。

1.2 地層、巖石及地質(zhì)構(gòu)造

圖1 調(diào)查區(qū)衛(wèi)星圖Fig.1 Satellite Map of Investigate Area

圖2 調(diào)查區(qū)區(qū)域地質(zhì)及構(gòu)造綱要Fig.2 Sketch of Regional Geology and Structure in the Investigate Area

調(diào)查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造形跡有褶皺和斷裂2種類型。調(diào)查區(qū)西北部有大紺山向斜和天馬山向斜，構(gòu)造線以北東向?yàn)橹?；由東往西依次有前鋒向斜、南盛向斜、巖石圍向斜、六都一尖底單科、大紺山向斜、茶洞背斜及大廠山向斜。調(diào)查區(qū)內(nèi)斷層主要為長3.7 km、寬約60 m的近東西向F1斷層和長約19 km、寬約10 m的近南北向F2 斷層（屬吳川-四會斷裂或云浮硫鐵礦成礦構(gòu)造帶的分支）。

1.3 巖土類型及工程地質(zhì)性質(zhì)

據(jù)已有工勘報告揭露，區(qū)內(nèi)巖土體類型從上至下可分為松散土類、碎屑巖巖性組及巖漿侵入巖性組3 大類。區(qū)域內(nèi)特殊性巖土主要有人工素填土、軟土（包含淤泥、淤泥質(zhì)粘土及軟塑粉質(zhì)粘土）、殘積土以及全-強(qiáng)風(fēng)化巖。

1.4 水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)主要地下水類型為第四系松散巖類孔隙水、層狀、塊狀類基巖裂隙水以及碳酸鹽巖類裂隙巖溶水4類。

2 巖溶工程地質(zhì)類型、發(fā)育特征及規(guī)律

2.1 調(diào)查區(qū)巖溶工程地質(zhì)類型及分布

調(diào)查區(qū)灰?guī)r溶（土）洞分布廣泛，按場地地層的出露情況，可分為覆蓋型巖溶和裸露型巖溶2 種工程地質(zhì)類型［2］。覆蓋型巖溶主要表現(xiàn)為雨水入滲及地下水徑流等作用，使得灰?guī)r受水潛蝕，從而發(fā)育（土）洞，灰?guī)r上覆諸如人工填土、粉質(zhì)粘土、風(fēng)化土等土層；裸露型巖溶主要表現(xiàn)為石芽、石筍、孤峰等自然溶蝕平原景觀。

2.1.1 覆蓋型巖溶

遍布整個調(diào)查區(qū)三角洲谷地居民生活區(qū)，以云城街道和高峰街道區(qū)為主，其面積約36.48 km2，約占調(diào)查區(qū)總面積的23.47%。據(jù)工勘報告區(qū)內(nèi)共493 孔有揭露溶洞，見洞率19.51%，溶洞各項(xiàng)物理參數(shù)如表1所示。

表1 巖溶發(fā)育區(qū)溶洞統(tǒng)計(jì)Tab.1 List of Caste Cave in Karst Development Area

2.1.2 裸露型巖溶

主要集中在云浮城區(qū)內(nèi)孤峰及周邊范圍，其面積約4.3 km2，占比2.8%。區(qū)內(nèi)共21孔有揭露溶洞，見洞率15.4%，溶洞各項(xiàng)物理參數(shù)如表1所示。

2.2 調(diào)查區(qū)巖溶發(fā)育特征及規(guī)律［3-7］

2.2.1 溶（土）洞發(fā)育程度和灰?guī)r巖面起伏的關(guān)系

依托調(diào)查區(qū)工程地質(zhì)、區(qū)域地質(zhì)，結(jié)合現(xiàn)有收集的物探、鉆探資料，歸納總結(jié)出調(diào)查區(qū)基巖巖面起伏與調(diào)查區(qū)巖溶發(fā)育區(qū)的關(guān)系十分密切，具體如下：

⑴灰?guī)r溶（土）洞發(fā)育較少區(qū)域，其下臥層基巖巖面較為穩(wěn)定，相對起伏小。

以調(diào)查區(qū)內(nèi)的某巖土工程勘察報告為例，場地鉆孔灰?guī)r溶（土）洞最大洞高0.34 m，鉆孔見洞隙率僅9.23%，溶（土）洞多為全充填或半充填軟塑～流塑狀粉質(zhì)粘土，依照鉆孔見洞隙率，該場地屬于灰?guī)r溶（土）洞不發(fā)育地區(qū)。場地灰?guī)r巖面最大坡度僅13°，巖面較為穩(wěn)定，起伏小。

⑵灰?guī)r溶（土）洞發(fā)育較多區(qū)域，其下臥層基巖巖面不穩(wěn)定，相對起伏大。

同以某工勘報告為例，鉆孔溶（土）洞最大洞高11.26 m，見洞率高達(dá)35.42%，溶（土）洞多為無充填或半充填，該場地屬于灰?guī)r溶（土）洞強(qiáng)發(fā)育地區(qū)。場地灰?guī)r巖面最大坡度高達(dá)72°，可見場地中/微風(fēng)化灰?guī)r巖面極不穩(wěn)定，起伏大。

2.2.2 溶（土）洞發(fā)育程度和上覆軟化土層的關(guān)系

⑴灰?guī)r溶（土）洞發(fā)育較少區(qū)域，上覆軟化土層多呈均勻分布狀態(tài)。

以某工勘報告為例，場地鉆孔溶（土）洞最大洞高為0.65 m，見洞率僅6.42%，溶（土）洞多為全充填或半充填軟塑～流塑狀粉質(zhì)粘土，場地屬于灰?guī)r溶（土）洞不發(fā)育地區(qū)。場地淤泥質(zhì)土層及軟塑粉質(zhì)粘土層平均厚度僅為3.6 m，且整個場地均勻分布，地層埋深及厚度變化小。

⑵灰?guī)r溶（土）洞發(fā)育較多區(qū)域，上覆軟化土層多呈不均勻分布狀態(tài)。

同以區(qū)內(nèi)某工勘報告為例，鉆孔土洞最大洞高2.4 m，見洞率高達(dá)26.3%，屬灰?guī)r溶（土）洞強(qiáng)發(fā)育地區(qū)。場地軟化土層平均厚度為15.4 m，且在整個場地分布不均勻，軟化土層埋深及厚度變化大。

對調(diào)查區(qū)收集到的工勘報告進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)及類比分析后發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)灰?guī)r溶（土）洞少發(fā)育區(qū)，其場地上覆軟化土層厚度一般小于5 m；灰?guī)r溶（土）洞多發(fā)區(qū)，其場地上覆軟化土層厚度多在10～20 m。

3 巖溶發(fā)育區(qū)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案建議[8-10]

針對巖溶發(fā)育區(qū)不同工程地質(zhì)條件特征，根據(jù)基礎(chǔ)選型原則，區(qū)內(nèi)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案建議如下：

3.1 裸露型巖溶發(fā)育區(qū)

本區(qū)表層覆蓋層極薄，淺部地層多為風(fēng)化巖層，力學(xué)性質(zhì)較好，承載力較高，可采用天然地基淺基礎(chǔ)，以風(fēng)化灰?guī)r層做基礎(chǔ)持力層，基礎(chǔ)型式宜根據(jù)上部荷載情況采用獨(dú)立柱基、條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。

3.2 覆蓋型巖溶發(fā)育區(qū)

就一般的中低層建筑而言，若建筑物柱腳內(nèi)力需求較小時，應(yīng)選取承載力較大的可塑-硬塑土層作為持力層，其基礎(chǔ)選型可采用天然基礎(chǔ)。當(dāng)上覆地層為不均勻松散填土層或存在淤泥等軟土層時，建議采用換填加分層夯實(shí)等方法進(jìn)行處理，以滿足地基承載力要求。

對于高層及超高層建筑，建議選用以穩(wěn)定的強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r層為持力層的預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，亦可選用以連續(xù)穩(wěn)定的中/微風(fēng)化灰?guī)r作為樁端持力層的鉆（沖）孔樁基礎(chǔ)，施工過程中遇到溶（土）洞時需采取措施穿透溶（土）洞，以到達(dá)穩(wěn)定完整中/微風(fēng)化巖，且不少于1倍樁徑或0.5 m。

4 結(jié)語

在巖溶發(fā)育區(qū)進(jìn)行施工建設(shè)前應(yīng)先查明區(qū)域的巖溶發(fā)育特征，制定完善的巖溶區(qū)工程勘察指引，針對場地不同工程地質(zhì)條件需謹(jǐn)慎選用相應(yīng)的地基基礎(chǔ)處理及設(shè)計(jì)方案，同時應(yīng)建立巖溶地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析判斷，為精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)及規(guī)范化施工提供科學(xué)、完善的理論依據(jù)，以保障工程建設(shè)質(zhì)量。