山区地基及红粘土地基

山区地基及红粘土地基

山区地基及红粘土地基

2010-11-05

山区地基覆盖层厚薄不均，下卧基岩面起伏较大，土岩组合地基在山区较为普遍。当地基下卧岩层为可溶性岩层时，易出现岩溶发育。土洞是岩溶作用的产物，凡具备土洞发育条件的岩溶地区，一般均有土洞发育。红粘土也常分布在岩溶地区，成为基岩的覆盖层。由于地表水和地下水的运动引起冲蚀和潜蚀作用，红粘土中也常有土洞存在。

7-5-1土岩组合地基

当建筑地基的主要受力层范围内存在有：①下卧基岩表面坡度较大；②石牙密布并有出露的地基；③大块孤石地基之一时，则属于土岩组合地基。

1.土岩组合地基的工程特性

土岩组合地基在山区建设中较为常见，其主要特征是地基在水平和垂直方向具有不均匀性，主要工程特性如下：

⑴下卧基岩表面坡度较大

若下卧基岩表面坡度较大，其上覆土层厚薄不均，将使地基承载力和压缩性相差悬殊而引起建筑物不均匀沉降，致使建筑物倾斜或土层沿岩面滑动而丧失稳定。

如建筑物位于沟谷部位，基岩呈V形，岩石坡度较平缓，上覆土层强度较高时，对中小型建筑物，只须适当加强上部结构刚度，不必作地基处理。若基岩呈八字形倾斜，建筑物极易在两个倾斜面交界处出现裂缝，此时可在倾斜交界处用沉降缝将建筑物分开。

图7-5石芽密布地基

⑵石芽密布并有出露的地基

该类地基多系岩溶的结果，我国贵州、广西和云南等省广泛分布。其特点是基岩表面凹凸不平，起伏较大，石芽间多被红粘土充填(图7-5)，即使采用很密集的勘探点，也不易查清岩石起伏变化全貌。其地基变形目前理论上尚无法计算。若充填于石芽间的土强度较高，则地基变形较小；反之变形较大，有可能使建筑物产生过大的不均匀沉降。

⑶大块孤石或个别石芽出露地基

地基中夹杂着大块孤石，多出现在山前洪积层中或冰碛层中。该类地基类似于岩层面相背倾斜及个别石芽出露地基，其变形条件最为不利，在软硬交界处极易产生不均匀沉降，造成建筑物开裂。

2.土岩组合地基的处理

土岩组合地基的处理，可分为结构措施和地基处理两方面，两者相互协调与补偿。

图7-6褥垫构造图

⑴结构措施

建造在软硬相差比较悬殊的土岩组合地基，若建筑物长度较大或造型复杂，为减小不均匀沉降所造成的危害，宜用沉降缝将建筑物分开。缝宽

30~50mm。必要时应加强上部结构的刚度，如加密隔墙，增设圈梁等。

⑵地基处理

地基处理措施可分为两大类。一类是处理压缩性较高部分的地基，使之适应压缩性较低的地基。如采用桩基础、局部深挖、换填或用梁、板、拱跨越，当石芽稳定可靠时，以石芽作支墩基础等方法。此类处理方法效果较好，但用度较高；另一类是处理压缩性较低部分的地基，使之适应压缩性较高的地基。如在石芽出露部位做褥垫(图7-6)，也能取得良好效果。褥垫可采用炉渣、中砂、土夹石(其中碎石含量占20~30%)或粘性土等，厚度宜取

300~500mm，采用分层夯实。

7-5-2岩溶

岩溶或称喀斯特(Karst)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、钟乳石等奇异的地区及地下形态的总称(图7-7)。我国岩溶分布较广，尤其是碳酸盐类岩溶，西南、东南地区均有分布，贵州、云南、广西等省最为发育。

图7-7岩溶岩层剖面示意图

1-石芽、石林；2-漏斗；3-落水洞；4-溶蚀裂隙；

5-塌陷洼地；6-溶沟、溶槽；7-暗河；8-溶洞；9-钟乳石

1.岩溶发育条件和规律

岩溶的发育与可溶性岩层、地下水活动、天气、地质构造及地形等因素有关，前两项是形成岩溶的必要条件。若可溶性岩层具有裂隙，能透水，而又

具有足够溶解能力和足够流量的水，就可能出现岩溶现象。岩溶的形成必须有地下水的活动，因富含CO2的大气降水和地表水渗透地下后，不断更新水质，维持地下水对可溶性岩层的化学溶解能力，从而加速岩溶的发展。若大气降水丰富，地下水源充沛，岩溶发展就快。此外，地质构造上具有裂隙的背斜顶部和向斜轴部、断层破碎带、岩层接触面和构造断裂带等，地下水活动快，有利于岩溶的发育。地形的起伏直接影响地下水的流速和流向，如地势高差大，地表水和地下水流速大，也将加速岩溶的发育。

可溶性岩层不同，岩石的性质和形成条件不同，岩溶的发育速度也就不同。一般情况下，石灰岩、泥灰岩、白云岩及大理岩发育较慢。岩盐、石膏及石膏质岩层发育很快，经常存在有漏斗、洞(被和谐)并发生塌陷现象。岩溶的发育和分布规律主要受岩性、裂隙、断层以及不同可溶性岩层接触面的控制。其分布常具有带状和成层性。当不同岩性的倾斜岩层相互成层时，岩溶在平面上呈带状分布。

2.岩溶地基稳定性评价和处理措施

对岩溶地基的评价与处理，是山区工程建设经常碰到的题目，通常，应先查明其发育、分布等情况，作出正确评价，其次是预防与处理。

首先要了解岩溶的发育规律、分布情况和稳定程度。岩溶对地基稳定性的影响主要表现在：①地基主要受力层范围内若有溶洞、暗河等，在附加荷载或振动作用下，溶洞顶板塌陷，地基出现忽然下沉；②溶洞、溶槽、石芽、漏斗等岩溶形态使基岩面起伏较大，或分布有软土，导致地基沉降不均匀；③基岩上基础四周有溶沟、竖向岩溶裂缝、落水洞等，可能使基底沿倾向临空面的软弱结构面产生滑动；④基岩和上覆土层内，因岩溶地区较复杂的水文地质条件，易产生新的工程地质题目，造成地基恶化。

一般情况下，应尽量避免在上述不稳定的岩溶地区进行工程建设，若一定要利用这些地段作为建筑场地，应结合岩溶的发育情况、工程要求、施工条件、经济与安全的原则，采取必要的防护和处理措施。如：

⑴清爆换填适用于处理顶板不稳定的浅埋溶洞地基。即清除覆土，爆开顶板，挖往松软填充物，回填块石、碎石、粘土或毛石混凝土等，并分层密实。对地基岩体内的裂隙，可灌注水泥浆、沥青或粘土浆等。

⑵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，但支承点必须落在较完整的岩面上。