岩溶地面塌陷预测分析参考标准
岩溶塌陷地质灾害的评估及防治措施
岩溶塌陷地质灾害的评估及防治措施摘要:通过对岩溶塌陷区地质灾害发生的评估,分析岩溶塌陷形成的机理,提出针对性的岩溶塌陷勘查手段及预报措施,达到减灾防灾的目的关键词:地质灾害;岩溶塌陷;灾情预测;防治措施一、前言地质灾害是由不良的地质作用引发的事件,可能造成重大人员伤亡、重大经济损失和环境改变。
随着国民经济的飞速发展,工程地质作用对人类生存环境及工程环境本身的影响与致灾性越来越明显。
地质灾害的发育分布及其危害程度与地质环境背景条件(包括地形地貌、地质构造格局和新构造运动的强度与方式,岩土体工程地质类型、水文地质条件等)、气象水文及植被条件,人类经济工程活动及其强度等有着极为密切的关系。
自然因素和人为因素都可能引起地表塌陷,例如地下空间开挖活动、矿产资源开发、地下工程施工、古溶洞、隐蔽工程、含水层中地下水流失、地层液化、建筑物自重、冲积层中含水量变化、化学物侵蚀作用、地壳移动、古窑老采区、地层滑移、地下水超量开采、陷落柱及淤泥地带等因素。
由于特殊的地质演化过程,岩溶地区相对于其他地区往往更频繁地发生地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,其中地质灾害最多表现形式为岩溶地面塌陷。
二、岩溶塌陷的概念及产生原因岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体,在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏,其结果多形成圆锥形塌陷坑。
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型,多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。
激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外,往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关,而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。
岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区,其形成受到环境和人类活动的双重影响。
1. 可溶岩及岩溶发育程度可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础,而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。
大量塌陷事件表明,塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区,部分发育在埋藏型岩溶分布区。
武汉市岩溶地面塌陷
武汉市岩溶地面塌陷武汉市岩溶地面塌陷发生过多次,损失巨大。
本文介绍了岩溶地面塌陷发生的成因和诱发因素,并依照武汉市的岩溶特征,提出相应的防治对策与预警方法,对武汉市的岩溶地面塌陷防治有一定的意义。
关键词:武汉市;岩溶地面塌陷;防治;预警1. 引言武汉市地处我国中部,属亚热带大陆季风气候;区内分布南北3条近东西向覆盖型碳酸盐岩条带,碳酸盐岩主要为石炭系中统黄龙组(C2hl)灰岩、二迭系下统栖霞组(P1q)灰岩夹炭质灰岩及三叠系下统大冶组(T1d)灰岩、泥灰岩[1];武汉市岩溶主要分为覆盖型和埋藏型,裸露型岩溶极少分布。
1978年至今已发生十多起岩溶地面塌陷灾害,且近来越发频繁,其中尤以青菱乡烽火村(2000年4月)塌陷规模和损失最大,可见武汉市属于岩溶地面塌陷多灾区。
若能成功防治预警岩溶地面塌陷的发生,将会产生巨大实际意义。
2. 岩溶地面塌陷的成因及诱发因素2.1 岩溶地面塌陷的成因岩溶地面塌陷的形成一般具备以下三个条件:(1)出现在以一定厚度土体为盖层的覆盖型岩溶区,一般认为,覆盖层厚度<10m者,塌陷严重;10~30m者,容易塌陷;>30m者,塌陷可能性很小;(2)覆盖层以下可溶性基岩浅部岩溶发育,顶界面上有开口岩溶管道(落水洞、岩溶竖井),具有搬运、储存大量冲蚀物所必需的通道和空间;(3)具有引起土体变形、破坏的作用力,该作用力的主要来源是地下水静、动水压力和土体自重。
[2]通过查阅武汉市岩溶塌陷记录资料,发现历次塌陷的发生均具有上述条件。
塌陷区上覆土层均为第四系全新统松散堆积物(Q4),属长江一级阶地中、前部,地表上层较薄(厚5m左右),物理力学指标低(Ps值一般仅为0.5MPa);中下部砂土层疏松,f值一般在0~5MPa,在地下水的内动力作用下极易被潜蚀;一旦砂粒流失,常形成土洞或扰动土层,表明岩溶地面塌陷处于发育阶段。
在一定外力或自重作用下,即发生地面塌陷。
2.2岩溶地面塌陷的诱发因素市内岩溶地面塌陷诱发因素可分为自然因素和人为因素。
岩溶地面塌陷设计
岩溶地面塌陷设计岩溶地面塌陷是指由于地下溶蚀作用导致地表下方的岩石层发生塌陷现象。
这种地质灾害常见于岩溶地区,对人类的生命财产安全造成严重威胁。
本文将从岩溶地面塌陷的成因、特征、预测与防治等方面进行探讨。
一、成因岩溶地面塌陷的主要成因是地下水溶蚀作用。
在岩溶地区,地下水与岩石中的溶质发生反应,溶解出岩石中的可溶性矿物,导致岩石体积减小,从而引发地面塌陷。
此外,地下水位下降、地下水过度开采、地下水污染等因素也可能加剧岩溶地面塌陷的发生。
二、特征岩溶地面塌陷具有以下特征:1. 突发性:岩溶地面塌陷往往突然发生,给人们带来较大的不可预测性。
2. 局部性:岩溶地面塌陷通常发生在局部区域,但其影响范围可能较大。
3. 多样性:岩溶地面塌陷的形态多样,包括坑洞、塌陷槽等。
4. 频发性:岩溶地面塌陷在岩溶地区较为常见,频繁发生。
三、预测与防治为了预测和防治岩溶地面塌陷,需要采取以下措施:1. 地质勘察:通过地质勘察,了解地下岩层的结构和性质,评估地下水位变化对地面稳定性的影响。
2. 监测系统:建立岩溶地面塌陷的监测系统,包括地下水位监测、地表变形监测等,及时掌握地下水位和地表变形的变化情况。
3. 预警机制:基于监测数据,建立岩溶地面塌陷的预警机制,及时发布预警信息,提醒相关部门和居民采取防范措施。
4. 治理措施:对于已经发生岩溶地面塌陷的区域,需要采取治理措施,包括填充、加固等,恢复地面的稳定性。
5. 合理规划:在岩溶地区进行城市规划和土地利用时,应充分考虑岩溶地面塌陷的风险,合理规划建设,避免在高风险区域进行重要建筑物和基础设施的建设。
岩溶地面塌陷是一种常见的地质灾害,对人类的生命财产安全造成严重威胁。
通过加强预测与防治工作,可以有效减少岩溶地面塌陷带来的损失。
在未来的工作中,我们需要进一步加强研究,提高预测和防治的准确性和效果,为岩溶地区的安全发展提供保障。
马坪岭煤矿地面岩溶塌陷分析
S ra eK a si u sd n eAn lssi a i gig Co l ie u f c rtcS b ie c ay i n M p n l am n n
第 2卷 2 2 期 21 00年 2月
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中 国 煤 炭 地 质
COAL GEOLOGY OF CH A
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溶洞塌陷及预测数值分析
4. 岩溶塌陷的机理
岩溶塌陷机理包括: 岩溶塌陷机理包括:
真空吸蚀论、潜蚀论、振动论、液化论、气爆论等。 “水动力机制”观点:强调水动力条件,认为水动力 条件为致塌的外因,包括地下水天然流场的变化、水 位变幅、水力坡度、水流速度等一系列水力特征,这 些特征的改变激化了潜蚀、吸蚀及气爆作用的进行。 大多数研究者都认为地质体结构为内因,是岩溶致塌 的必要条件。 对岩溶塌陷的统一认识是ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ它们都由上部覆盖层及下 部岩溶发育的岩溶块体组成。下面对主要的岩溶塌陷 机理进行介绍 :
从上述这些实例可以看出,岩溶 塌陷分布的普遍性及解决的迫切 性。这类地质灾害大多数为人类 性。这类地质灾害大多数为人类 活动而引起,少数为自然塌陷。 活动而引起,少数为自然塌陷。 岩溶塌陷已成为我国频发 的地质灾害之一,对社会 发展和工程建设具有严重 的危害;但由于这一问题 的复杂性,许多理论及技 术问题尚未得到很好解决, 处治这类灾害属于特殊岩 土施工技术。加强对这类 灾害的研究不仅具有重要 的现实意义,而且对充实 和完善这一领域的科学理 论具有重要的学术价值。
2. 岩溶的危害实例
广西的岩溶分布广泛,是我国岩溶塌陷的主要分布 地区。据资料统计,桂林市西城区是重点开发新区, 截止到1999年 月,该区已发生的塌陷一共有319处, 截止到1999年1月,该区已发生的塌陷一共有319处, 在覆盖岩溶区塌陷密度达7.59个 在覆盖岩溶区塌陷密度达7.59个/km2,其中人为造 成的塌陷有86处,占27%;1996年发生于桂林市中心 成的塌陷有86处,占27%;1996年发生于桂林市中心 体育场的岩溶塌陷,造成直接、间接经济损失近千 万元;1990年广西玉林柴油机股份有限公司金工车 万元;1990年广西玉林柴油机股份有限公司金工车 间的塌陷,造成损失500多万元;1999年临桂县一粮 间的塌陷,造成损失500多万元;1999年临桂县一粮 库发生塌陷,40t粮食陷入地下。同年1 库发生塌陷,40t粮食陷入地下。同年1月该县城大 圆盘南侧又发生塌陷,造成一死一伤,并损坏一辆 运输车。
岩溶地面塌陷的勘查与防治
岩溶地面塌陷的勘查与防治[摘要]本文对岩溶地面塌陷勘查的目的任务、勘查方法与要求、成果报告编制及防治等方面进行了较为系统的阐述,对其它地区岩溶地面塌陷勘查如何选择经济、有效的勘查评价方法有一定的借鉴意义。
[关键词]岩溶地面塌陷,土洞,勘查,预测,防治岩溶地面塌陷是指在岩溶发育地区岩溶洞穴上面的覆盖土层或岩溶顶板在人类活动或自然因素作用下引起变形破坏,向隐伏在其下的早期岩溶洞隙塌落,并在地表形成塌陷坑的一种动力地质作用与现象。
岩溶地面塌陷具有突发性和不确定性,对其进行勘查评价、预测预报难度较大。
岩溶地面塌陷的产生一般具备三个条件:一是岩溶洞隙的存在是岩溶地面塌陷赖以产生的基础;二是岩溶洞隙上覆的松散土层或结构受破坏的岩层是岩溶地面塌陷的物质来源,其中以上覆土层塌陷最为常见;三是动力条件,主要包括水活动、振动、地震和外加荷载等。
因此岩溶地面塌陷勘查、评价和防治工作应围绕这三个条件来展开,以便查清岩溶地面塌陷的发育特征、形成原因与分布规律,提出有效的防治方案。
1勘查目的与任务岩溶地面塌陷勘查的目的是为岩溶地面塌陷防治服务的。
通过勘查,查明岩溶地面塌陷的发育历史、现状、成因、类型、形成条件、地质模式和分布规律,确定岩溶地面塌陷的控制因素,预测其发生发展趋势和危害程度,并提出岩溶地面塌陷的控制、消除、治理和保护的措施和建议。
主要任务是查明勘查区地形地貌和第四系沉积物的岩性、结构、成因类型、厚度、物理力学性质及隐伏土洞的分布规律;查明下伏基岩(尤其是可溶岩)的分布、岩性、埋深、岩溶发育规律、构造发育情况;查明地下水的水动力特性与动态特征;查明岩溶地面塌陷的分布、形成机制、控制因素,预测其发展趋势;进行岩溶地面塌陷综合预测分区评价;并对提出预防和防治措施。
2勘查方法与要求在勘查之前,应收集勘查区及其周边的有关资料,包括地形图、水文、地质、水文地质、工程地质、建筑工程勘查、地下水的开采、已有塌陷坑和土洞的分布及岩溶地面塌陷形成、发展和防治的资料;在对上述资料综合分析研究后进行野外踏勘,初步了解岩溶地面塌陷的发育特征、形成条件和危害程度。
岩溶地面塌陷设计
岩溶地面塌陷设计岩溶地面塌陷是指在岩溶地貌区域中,由于溶蚀作用导致地下溶洞发展,进而引发地表下陷的现象。
岩溶地面塌陷设计的目的是为了预测和评估岩溶地区地面塌陷的风险,以便采取相应的防治措施。
一、岩溶地形特点岩溶地貌是由于岩石中可溶性矿物的溶蚀作用而形成的独特地貌类型。
岩溶地形具有以下几个特点:1. 溶洞和地下河道:岩溶地区地下水经过长时间的溶蚀作用,形成了众多的溶洞和地下河道。
2. 地下溶蚀:地下水中的溶解物质会溶解岩石,导致地下空洞的形成。
3. 天坑和塌陷陷落:由于地下溶蚀作用的影响,地表会出现天坑和塌陷陷落的现象。
二、岩溶地面塌陷的成因岩溶地面塌陷主要是由于地下溶洞的发展和演化导致的。
地下水通过岩石裂隙渗入地下,溶解岩石中的溶质,形成溶洞。
当溶洞发展到一定程度时,地表会因为地下溶洞的塌陷而发生下沉,形成地面塌陷。
三、岩溶地面塌陷的预测和评估为了预测和评估岩溶地区地面塌陷的风险,需要进行以下工作:1. 地质勘测:通过对岩溶地区的地质构造、地层特征、水文地质等进行详细调查和研究,掌握该地区的地质情况。
2. 地下水位监测:监测地下水位的变化,了解地下水动态,判断地下水对地面塌陷的影响。
3. 地面形变监测:利用全球定位系统(GPS)、遥感技术等手段对地面形变进行监测,及时发现地面下沉的迹象。
4. 模型预测:基于岩溶地区的地质数据和监测数据,建立数学模型进行预测和评估,提前发现潜在的地面塌陷风险。
四、岩溶地面塌陷的防治措施为了减少岩溶地区地面塌陷的危害,需要采取以下防治措施:1. 填充堵塞:对发现的地下溶洞进行填充堵塞,阻止溶洞的继续发展和扩大。
2. 强固加固:对已形成的地面塌陷区进行强固加固,提高地面的承载能力。
3. 松土排水:通过松土和排水措施,改善地下水的排泄,减少地下水对地面塌陷的影响。
4. 监测预警:建立地面塌陷的监测预警系统,及时发现和预测地面塌陷的风险,采取相应的应急措施。
五、岩溶地面塌陷的影响岩溶地面塌陷对人类和环境都会带来严重的影响:1. 经济损失:地面塌陷会破坏建筑物、道路和农田,造成巨大的经济损失。
岩溶塌陷的灾情评估及防治措施.
岩溶塌陷的评估及防治措施一、岩溶塌陷的概念及产生原因岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体,在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏,其结果多形成圆锥形塌陷坑。
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型,多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。
激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外,往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关,而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。
岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区,其形成受到环境和人类活动的双重影响。
1. 可溶岩及岩溶发育程度可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础,而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。
大量塌陷事件表明,塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区,部分发育在埋藏型岩溶分布区。
溶穴的发育和分布受岩溶发育条件的制约,一般主要沿构造断裂破碎带、褶皱轴部张裂隙发育带、质纯层厚的可溶岩分布地段、与非可溶岩接触地带分布。
岩溶的发育程度和岩溶洞穴的开启程度,是决定岩溶地面塌陷的直接因素,可溶岩洞穴和裂隙一方面造成岩体结构的不完整,形成局部的不稳定;另一方面为容纳陷落物质和地下水的强烈运动提供了充分的空间条件。
一般情况下,岩溶越发育,溶穴的开启性越好,洞穴的规模越大,则岩溶地面塌陷也越严重。
2. 覆盖层厚度、结构和性质松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分,由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。
塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。
据南方十省区统计,土层塌陷占塌陷总数的96.7%。
3. 地下水运动地下水运动是塌陷产生的动力条件——主要动力。
地下水的流动及其水动力条件的改变是岩溶塌陷形成的最重要动力因素,地下水径流集中和强烈的地带,最易产生塌陷,这些地带有:(1)岩溶地下水的主径流带;(2)岩溶地下水的(集中)排泄带;(3)地下水位埋藏浅、变幅大的地带(地段);(4)地下水位在基岩面上下频繁波动的地段;(5)双层(上为孔隙、下为岩溶)含水介质分布的地段,或地下水位急剧变化的地段;(6)地下水与地表水转移密切的地段。
岩溶塌陷的评估
岩溶塌陷的灾情评估(一)岩溶塌陷等级划分岩溶塌陷应查明:塌陷的位置、范围及面积;塌陷量;塌陷区的环境水文地质条件;塌陷原因以及发展趋势。
依据塌陷面积进行等级划分(表1)。
表1 岩溶塌陷灾变等级划分表种类指标特大型大型中型小型地面塌陷岩溶塌陷面积(km2)>20 20~10 10~1.0 <1.0 采空塌陷面积(km2)>5 5~1.0 1.0~0.1 <0.1 (据张梁等著《地质灾害灾情评估理论与实践》1998,P28)(二)岩溶塌陷的灾情预测预测步骤包括以下三个:1. 查明研究区的地质、水文地质条件。
2. 调查已有塌陷点的塌陷特征、分布规律及形成条件(环境及触发因素),确定出现塌陷的综合判断指标。
3. 考虑塌陷发展趋势和对环境的影响程度,对研究区进行塌陷预测分区,提出地表各种重要设施的保护方案和预防措施。
通常,采排地下水或矿坑突水时,在水位降落漏斗内,容易产生岩溶塌陷的地段如下:1. 浅部岩溶发育强烈,可溶岩顶板起伏较大,并有洞口和裂口,洞穴无充填物或充填物少,且充填物多为砂、碎石、粉质粘土的地段。
2. 采排地下水点附近或地下水位降落漏斗范围中心(特别是地下水的主要补给径流方向上)地段。
3. 构造断裂带(特别是新构造断裂带)背、向斜轴部,可溶岩与非可溶岩的接触部位。
4. 溶蚀洼地、积水低地和池塘、冲沟地段。
5. 第四系土层为砂、粉质粘土,且厚度小于10m地段。
6.河床及其两侧附近。
地面塌陷预测可考虑的影响因子:1. 排水量(Q)2. 水位降低值(S)3. 盖层物理、力学性质的指标(ηi)4. 盖层厚度(M)5. 岩溶发育程度的指标(K)6. 表征构造破坏程度的参数(G)7. 预测扩展半径时要考虑时间8. 预测时间、强度时,要考虑到抽水中心的距离地面塌陷在时间上具有突发性,空间上具有隐蔽性,其预报为当前的前沿课题。
可用于岩溶地面塌陷的探测方法和仪器有地质雷达(探溶洞)、浅层地震、电磁波、声波透视(CT)等。
岩溶区引发岩溶地面塌陷的预测评估(模糊综合评判方法)
岩溶区引发岩溶地面塌陷的预测评估—模糊综合评判方法(AHP-FUZZY)铁路工程建设引发岩溶地面塌陷主要是在岩溶发育区增加地面荷载(包括路基荷载和铁路本身荷载及机车车辆荷载),同时考虑到岩溶地面塌陷是由多种因素共同作用的结果及本次评估的研究程度,要较全面掌握上述岩溶塌陷评价要素的半定量—定量指标是有困难的。
为了简化评估过程,但也尽可能涵盖主要影响要素,最大限度降低评估的随意性和模糊性,提高评估结果的合理性和可信度,为此,本次对铁路沿线的岩溶分布路段采用定性-半定量评价方法。
即采用层次分析—模糊综合评判方法(AHP-FUZZY)对岩溶地面塌陷作出综合评判,并依据评判结果进行岩溶地面塌陷发育强弱分区,进而对未来岩溶塌陷发展趋势作出预测与评估。
1)评估因子的确定评估线路地质环境条件较为复杂,难以确切把握岩溶塌陷的主导因素,因此评价因素应尽量涵盖岩溶产生及塌陷形成的主要条件,且充分利用本次野外实际调查的资料,将影响岩溶塌陷稳定性的影响因素(通常可用安全系数Fs 表示),其是一系列影响参数的函数,不同的因素对地质灾害的影响程度是不同的,既不可能将所有因素都加以考虑,又必须反映本工程特征及线路用地范围内的地质条件,据此,本次模糊评判仅选取其中5个重要的影响因素作评估因子即:Fs={U1、U2、U3、U4、U5}={岩溶条件、覆盖层条件、地形地貌条件、水文地质条件、环境条件};本次评多级模糊多级目标决策方法将5个子因素集用二级因素表示如下:岩溶条件U1={X11、X12}={基岩岩性、岩溶发育程度};覆盖层条件U 2={X 21、X 22、X 23}={厚度、结构、工程地质性质}; 地形地貌条件U 3={X 31、X 32}={所属地貌单元及部位、地形变化}; 水文地质条件U 4={X 41、X 42、X 43}={地下水位变幅、地表水入渗强度、地下水渗流强度};环境条件U 5={X 51、X 52}={抽水强度、加载或振动强度}。
岩溶地区桩基施工时地面塌陷分析及处理
岩溶地区桩基施工时地面塌陷分析及处理摘要:目前,国家基础建设向山岭地区推进,遇到岩溶地质的几率大增,特别是基础结构采用地下连续墙、桩基等深基础时,岩溶地质给项目建设带来较大的施工困扰,对项目结构质量及安全的影响颇深。
岩溶地区桩基,由于岩体的岩性不同,溶洞的发展、发育情况不同,造成施工中事故较多。
针对遇到的施工事故进行针对性处治,有助于快速有效地解决桩基施工中的问题。
为了提高岩溶区桩基础施工效率及保证施工安全,该项目采取了一系列针对岩溶区桩基施工的措施,关键词:岩溶地区;桩基施工;地面塌陷引言岩溶区的桩基,由于岩体的岩性不同,溶洞的发展、发育情况不同(如:溶洞数量、形状、尺寸、位置的随机性及多样性),以及填充物的复杂性和多样性,决定了岩溶地段桩基在遭遇不同荷载时容易发生较大位移而影响上部结构稳定还有其他次生灾害。
在经济迅速发展的今天,加强开发岩溶资源的势头在世界各国盛行,而岩溶资源的过度开发频频诱发岩溶塌陷,继而成为岩溶区主要的环境地质灾害。
由于目前各类规范的局限性,使用普通地区的桩基规范直接用于岩溶区桩基础的设计,势必不能满足岩溶区桩基础承载力的特殊性与复杂性,因此会带来很大的盲目性。
如果桩基础承载力设计不足以满足基础需要的承载力时,会给工程带来很大损害,这样就引起了无法挽回的损失,相反,如果设计的桩基础承载力过于保守,会造成巨大的浪费,这样就使工程造价大大增加。
据此,以合理设计岩溶区桩基和确保工程质量安全可靠为前提,尽量的降低工程造价,增加施工的合理性,以此为出发点进行研究,将会带来巨大的效益,对全国广大岩溶区的桩基础的设计施工都有巨大的指导意义。
1岩溶地区桩基施工时地面塌陷原因在详细勘察揭示场地岩溶发育后,对建筑物进行了超前钻施工勘察,塌陷桩位超前钻并未揭示溶洞,但从地面大面积塌陷情况推测,该桩位下伏基岩中应存在较大的溶洞。
详细勘察及施工勘察一般采用钻探方法,本工程的地面塌陷案例说明钻探未能完全查明岩溶分布情况。
岩溶地区桩基施工地面塌陷分析及处理
岩溶地区桩基施工地面塌陷分析及处理摘要:岩溶是我国较为常见的一种不良地质,受地层岩性、区域构造和水文地质等影响,通常会伴随有溶槽、溶沟、土洞以及溶洞等现象。
而这些现象往往也是房屋建筑桩基础施工过程中重要的不确定性因素,需要足够的工程经验及合理的方式方法去应对和处理,也是建筑工程五方责任主体相关人员所关注的重点内容。
下文讨论岩溶地区桩土收缩分析及处理策略,供参考。
关键词:岩溶地区桩基施工;地面塌陷分析;处理引言岩溶地区土壤处理相当困难,应注重土壤处理,避免土壤处理过程中出现问题,提高土壤处理效率。
岩溶地区是一个重要的地貌条件,容易引起收缩、渗透等问题。
需要积极采取地基处理措施,以确保更好地建造地基。
桩对改善地基稳定性至关重要。
必须注意桩帽的执行过程,并采取有利的执行措施,以确保桩帽具有良好的承载能力。
1岩溶地区桩基施工地面塌陷原因分析1.1地下水位下降在施工过程中,遇到地下水位较高时,一般采用抽排的方式处理地下水。
但地下水的抽排改变了地下水的赋存条件,随着桩基础孔内的地下水位下降,其周围水力条件变化,地下水流速增加,从而水流对周围土体的冲刷和搬运能力也随之提高。
在水的潜蚀作用下,桩基础周围可能形成新的空腔,新的空腔与溶槽或者溶洞相连后,则会引发地面的塌陷。
1.2地层岩性岩溶区是第四代水道的冲积层,是砂质粘土、粘土质砂、砾石、重粘土等的岩层。
上部粘土层较好,但厚度较薄,形成了相对稳定的土层。
对于覆盖层岩溶发育,见地下岩溶洞通孔率高、一致性强,覆盖层因潜在侵蚀而空时,很容易缩入岩溶地面。
1.3泥浆护壁施工机械成孔通常会采用旋挖成孔或者冲孔的方式进行,为保证成孔质量,一般采用泥浆护壁或者钢护筒护壁。
采用泥浆护壁的时候,如施工过程中控制不当,则会产生漏浆现象,类似抽排地下水的影响,泥浆漏浆同样会引起地下水的水力条件发生改变,泥浆下渗产生的较大水流冲击压力或者真空吸蚀会导致土洞坍塌,从而引起地面沉降或者塌陷。
浅谈岩溶地区地面塌陷及处理
浅谈岩溶地区地面塌陷及处理广西××××××公司×××摘要:结合岩溶地区实例,对在岩溶地区地面塌陷及处理,提出一些建议及措施。
关键词:岩溶地区地面塌陷处理岩溶地区地面塌陷是一种较为常见的不良地质现象。
引起塌陷的原因往往是由于岩溶地区地下普遍存在土洞,土洞埋藏浅、分布密、发育快,顶部土体强度低,它们对建筑物的稳定性影响很大,不同程度地威胁着建筑物的安全和正常使用。
本文通过对兴业县城区周边地面塌陷及处理情况的分析,总结了岩溶地区地面塌陷的类型、特征,为岩溶地区勘察和地面塌陷的处理提供一些借鉴。
1工程实例兴业县地处广西东南部,北回归线以南,四周为低矮丘陵环绕,而城区位于岩溶盆地中部。
兴业县城区及周边为地面塌陷多发区,较多场地在地质勘探时发现较大土洞,而城区周边多处出现地面塌陷现象,甚至发生了多次因地面塌陷引起建筑物拉裂而造成的纠纷案件。
如兴业县政府前面广场、中石油兴业油库、兴业县交通局新址、兴业县高中等场地,在勘探及建设时发现了直径8~15m土洞;又如兴业县环江村、庞村就出现了大面积下沉塌陷,造成了几十户居民房屋拉裂案例。
为了查明兴业县城区及周边地面塌陷原因,我院在地面调查的基础上,整理归纳十多年来的地质勘探资料进行分析,发现兴业县城区及周边形成地面塌陷多发区主要是由于其特定岩溶地质条件和大量抽取地下岩溶水造成的。
兴业县城区上覆土层主要为冲洪积黏性土、粉土、砂土层,土层强度普遍较低,下伏基岩主要为石灰岩,而基岩埋藏相对较浅为8~15m为主,浅部岩溶洞隙中等发育,遇洞率在30%~60%间,溶洞顶板较薄且破碎较多,易崩塌;地下岩溶水丰富,出水量为20~100立方左右。
据查,兴业县大部分单位及居民饮用水均为抽采的地下岩溶水,如兴业县高中、兴业县医院、兴业县多家水泥厂等均打有水井抽取地下岩溶水,抽水量均在20~80立方左右。
岩溶塌陷发育程度稳定性评估要素表-预测评估
水位埋深≤5m,
水位变化大
水位埋深5m≤~<10,
水位变化较大
水位埋深10m≤~<15m,
水位变化较小
水位埋深≥15m,
水位变化小
岩溶水位降深(m)
≥30
25≤~<30
15≤砂层或软土
均一稍密-中密砂土;双层或多层砂土,底为砾砂
双层或多层,粘性土与砂土互层
均一可塑-硬塑粘性土
覆盖土层厚度(m)
<10
10≤~<20
20≤~<30
≥30
地面地貌特征
低洼地带临近地表水体
平原、谷地、低阶地
山前缓坡、中高阶地
台地、坡地、高阶地
岩溶塌陷发育程度(稳定性)评估要素表(预测评估)
稳定性
分级
评估要素
不稳定
(极易塌陷)
较不稳定
(易塌陷)
基本稳定
(不易塌陷)
稳定
(不塌陷)
岩溶发育程度
强发育
中等发育
弱发育
不发育
岩溶水钻孔单井涌水量(m3/d)
≥1000,
富水性强
500≤~<1000,
富水性中等
100≤~<500,
富水性较弱
<100,
富水性贫乏
岩溶塌陷发育程度评估要素表(现状评估)
堆积物性状
松散;呈软愁-流型状态
稍密;呈软塑-可塑状态
中密:呈可塑-硬塑状态
密实:呈硬塑-坚硬比态
地表水和地下水活动性状
地表水汇集入渗,地下水活动强烈
其下有地下水流通通道,存在明显的地下水活动现象
地下水活动微弱
无地下水活动迹象
活动性
正在活动的塌陷
间歇缓慢活动的塌陷
接近或达到休止状态的塌陷,一般不会复活
l、灰岩质地不纯,地下溶洞、土洞等不发育:2、地面塌陷、开裂不明显;3、地表建(构)筑物无变形、开裂现象;4、上覆松散层厚度于50m;5、地下水位变幅小
/
塌陷微地貌
塌陷尚未或已受到轻微充填改造,塌陷周边和甸氏有开裂现象
塌陷已部分充填改造,塌陷附近有下沉迹象
塌陷大部分充填改造
己被完全充填南造的塌陷,植被发育良好
岩溶塌陷发育程度评估要素表(现状评估)
发育程度
评估要素
发育程度
强
中等
弱
不发育
发育特征
l、厚层质纯灰岩为主,地下存在中大型溶洞、土洞或有地下暗河通过:2、地面多处下陷、开裂,塌陷严重;3m;5、地下水位变幅大
1、以次纯灰岩为主,地下存在小型溶洞、土洞等:2、地面塌陷、开裂明显:3、地表建(构)筑物变形有开裂现象;4、上覆松散层厚度30~50m;5、地下水位变幅不大
英德市某地岩溶地面塌陷地质灾害治理工程勘查
英德市某地岩溶地面塌陷地质灾害治理工程勘查摘要:通过对英德市的一现状岩溶地面塌陷的稳定性及特征分析,用定性分析和半定量来解决该岩溶地面塌陷的稳定性问题,提出合理的整理方案,供同行参考。
关键词:岩溶塌陷稳定性地质灾害一、工程概况勘查区位于英德市金子山大道南侧的月桂湖上湖,面积约7133 m2,最大蓄水量约1.3万m3,现湖底已开挖整平,出露岩土层主要为全风化泥质页岩、强风化粉砂岩、残积粉质粘土和少量的坡积粉质粘土。
地面塌陷位于月桂湖上湖西北侧,发生塌陷有4处,塌陷坑较集中,整体处于约1000m2范围内。
塌陷坑平面上基本呈椭圆~圆形,直径约5~7m,深度 1.2~2.5m,口宽底窄,未见地下水位。
从塌陷坑的大小来划分,本塌陷为中型塌陷;从塌陷区规模来分,本塌陷等级为小型;从危害性来分,本塌陷危害性大。
二、岩溶地面塌陷形成条件及动力因素(一)形成条件岩溶地面塌陷形成的条件主要有:发育有浅层开口岩溶洞隙的可溶岩、一定厚度的松散覆盖层、易于改变的地下水动力条件。
具体如下:1、岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的基础受各种因素的影响,岩溶发育有强弱之分,一般可溶岩岩性较纯、厚度大、分布较广、断层较发育、岩体较破碎地段岩溶较易发育;可溶岩岩性不纯,含泥质及其它不溶杂质较多、连续厚度不大或有非可溶岩夹层、分布较局限、断层不发育、岩层较完整的地段岩溶发育较弱。
岩溶发育愈强烈,岩溶土洞数量愈多,其规模也愈大,愈有利于岩溶塌陷的形成。
岩溶洞隙的发育一般受岩溶地下水基准面的控制,多发育于浅部,向深部逐渐减弱。
浅部岩溶洞隙由于地下水活动频繁、交替强烈,一般连通性较好,成为塌陷物质的储存空间和运移通道。
岩溶洞隙的开口程度是影响岩溶塌陷形成的重要因素,岩溶地下水的活动、塌陷物质的运移都是通过洞隙开口处进行的。
勘查区西北部,岩面埋藏较浅,湖水蓄水后,浅部岩溶洞隙由于地下水活动频繁,交替强烈,连通性较好,成为塌陷物质的储集空间和运移通道。
2、一定厚度的松散覆盖层土层的厚度对塌陷的产生也有明显的影响,据统计,土层厚度小于10m的塌陷占绝大多数;厚度10~30m的塌陷数量要少得多,而>30m的仅零星出现。
岩溶地面塌陷易发程度预测判别方法
岩溶地面塌陷易发程度预测判别方法
根据岩溶塌陷的形成条件及主要影响因素,选取六个因素,按它们对塌陷发 育的影响大小分为三至四级, 综合已往的实践经验, 分别赋于经验指标, 如下表。 预测指标判别值:N=K+S+H+W+F+G N=K+S+H+W+F+G N=17—20,极易塌陷,可产生大量塌陷; N=13—16,易塌陷,可产生较多塌陷; N=9—12,不易塌陷,可产生小量或零星塌陷; N≤8,一般不塌陷,属稳定区,在特殊条件下可能产生个别塌陷。 岩溶塌陷预测因子及经验指标表
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岩溶地面塌陷预测分析参考标准
1、根据施工提交的先导钻孔资料完善施工图,主要内容为:修改岩溶整治平面图,划分塌陷分区(A-极易塌陷亚区,B-易塌陷亚区。
C-不易塌陷亚区),完善物探剖面图,编制分段简要地质说明。
2、完成先导钻岩溶地面塌陷评分,评分参考标准如下:
3、特殊说明:
(1)以上表格判定标准必须剔除钻孔人工填筑层;
(2)对于裸露型岩溶,即覆盖层为0m的钻孔判定按以下标准执行。
1)覆盖层厚度为0,勘探未见溶洞的钻孔(即岩溶发育程度5分)按不易
塌陷判定,评分为65分;
2)覆盖层厚度为0,钻孔见溶洞((即岩溶发育程度为35分),根据厚跨比确定分值(溶洞顶板厚度b,钻孔溶洞直径d)。
A、5d<b,钻孔判定为不易塌陷,分值65分;
B、d<b≤5d,钻孔判定为易塌陷,分值85分;
C、b≤d,钻孔判定为极易塌陷,分值95分;
D、顶板厚度小于2m者判定为极易塌陷,分值95分。
(3)钻孔土层中遇到土洞的判定为极易塌陷,分值100分。
(4)施工区段附近近期产生过塌陷,根据调查资料结合I序施工钻孔资料划分极易塌陷区范围(分值100分);
(5)地表降水入渗致塌陷区(主要指平原、谷地、溶蚀洼地区),水的指标为25分。
(6)终孔未见稳定水位,该孔稳定水位采用前后钻孔稳定水位平均值。
(7)循环液消耗情况与岩芯破碎程度分别作评价,相互验证,取较可信的一组资料。
(8)岩芯采取率与RQD值判定时,应注意钻进时机械破碎对岩芯完整程度的影响,分别作评价,相互验证,取较可信的一组资料。
(9)对于非溶蚀破碎(机械破碎、风化破碎等)地段,可结合该段范围统计的岩溶发育程度对单孔指标分进行修正,钻孔遇洞率为10-20%地段未遇溶洞的钻孔指标分减5分,钻孔遇洞率为5-10%地段未遇溶洞的钻孔指标分减10分,钻孔遇洞率<5%地段未遇溶洞的钻孔指标分减15分。
(10)本评分参考标准适用于路堤和已设计的路堑,未设计的路堑待施工开挖补充勘察后再行评判。