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【摘 要】 泰安万达广场位于地下岩溶较发育区。本文分析了岩溶的形成条件和发育特征，记述了工程勘察、设计、施工处理的全过程。
【关键词】 岩溶；物探；施工勘察；地基处理
引言：
岩溶又称喀斯特（karst），是指可溶性岩石受地表水和地下水的化学侵蚀为主，机械侵蚀和崩塌为辅的地质应力作用，以及由此产生的现象的统称。
岩溶的形成条件主要为可溶性岩石、岩石的透水性、流水的作用、气候的影响等几方面。
一、场区地质概况
泰安万达广场位于山东省泰安市泰山大街以南。属山前冲积平原，场区地形总趋势为北高南低。
泰山岩群与寒武系地层不整合接触带在其西部1km处，泰山山前断裂在其北部2.5km通过，横岭断裂、泰山——蒙山断裂在场区附近通过，场区内发育有多条近北西向、近东西向的张性断裂构造，区域构造较发育。
场区地层主要为第四系粉质粘土层，厚度2～5m，下伏寒武系浅海相的石灰岩、泥灰岩和紫色页岩，岩层走向近北西向，倾向北东，倾角一般为20°-40°。基岩地层的分布受北西向断层的影响，自西向东依次为紫色页岩、泥灰岩、石灰岩，呈条块分布。
地下水与地形坡向一致，以张性裂隙及岩溶作为径流通道，自北向南排泄。
二、岩溶发育的主要特征
1、场区岩溶发育形态
1）溶沟（槽）、石芽（孤石）
第四系地层剥离后发现：石灰岩顶面发育较多的溶沟、溶槽、石芽（包括孤石），溶沟（槽）发育深度一般0.5m～3.0m，局部深达6m左右，以北西向发育为主，平行分布，槽宽一般0.5～2.0m，溶沟（槽）均已被粉质粘土充填。局部沿陡倾角各项交错节理裂隙溶蚀连通形成石芽或孤石。石芽形态各异，以锥状为主，一般高0.3m～0.5m，个别高达2.0m。
2）地下岩溶
地下岩溶较发育，但无较大规模的岩溶洞穴。本场地钻孔见洞率为23.6%，线岩溶率为1.7%，属中等岩溶发育地段。对发现的92个溶洞按竖向洞高统计如下表：
序号 竖向洞高（m） 溶洞个数（个） 比率（%）
1 ≦0.5 30 32.61
2 0.5～1.0 32 34.78
3 1.0～1.5 16 17.39
4 1.5～2.0 1 1.09
5 2.0～2.5 2 2.17
6 2.5～3.0 7 7.61
7 3.0～4.0 3 3.26
8 4.0～5.0 1 1.09
從岩溶洞隙发育分布情况结合电法物探资料分析，场地内较大的岩溶洞隙以沿纵向构造节理裂隙发育为主，发育形成深窄的洞隙，而沿着水平方向或沿岩石层面发育的溶蚀洞隙规模一般较小。
本场地地下溶洞多已充填，主要充填物为粉质粘土。钻孔所揭露的92个溶洞中有88个已被粉质粘土全部充填，仅4个纵向洞高小于1m的溶洞未充填。
2、岩溶发育深度较浅
为分析岩溶竖向发育规律，对已发现的不同标高段溶洞进行了统计，详见下表：
溶洞总数（个） 标高（m） 不同标高段
溶洞数（个） 不同标高段
溶洞比率（%）
92 135.0以上 29 31.53
130.0～135.0 59 64.13
125.0～130.0 3 3.26
120.0～125.0 1 1.08
从表中数据看出，溶洞主要集中在标高130.0m以上（占比95.66%），自然地面标高一般138.3～141.9m，溶洞埋深较浅，而深部溶洞显著减少，岩溶发育较弱。
3、岩溶发育受地层岩性控制
场区分布地层为寒武系页岩、泥灰岩和石灰岩。页岩属非可溶性岩石，泥灰岩可溶性弱，而中厚层的石灰岩为可溶性强的岩石。第四系粉质粘土剥离后所反映的溶沟（槽）、石芽等分布极为明显，均为石灰岩；钻探所揭露岩溶裂隙也均在石灰岩中。
4、岩溶发育受构造影响明显
本场区断裂构造以张性构造为主，特别是北西向构造对地下水的径流途径和方向起着控制作用，对岩溶发育影响尤为明显。场区张性构造以北西向、进东西向高角度为主，有利于岩溶沿裂隙发育，从溶沟（槽）、石芽的分布来看，多数沿北西向发育，尤其北西向与近东西向断裂交汇处岩溶更为发育。根据场区构造位置与岩溶发育形态及平面位置分析，岩溶的发育明显受构造制约。
三、岩溶对地基强度和稳定性的影响
本场区基岩面的溶沟、溶槽、石芽及已揭露的溶洞大多被粘性土充填，岩溶地基在天然状态下总体处于稳定状态。但从工程应用角度出发，本工程建筑物基础座落在岩溶地基上，根据工程经验和相关规范，岩溶对地基强度具消弱作用，基底下5m的浅层岩溶对地基稳定性具有不利影响。
基于目前对岩溶顶板稳定性的定量评价仍处于探索阶段，某些技术文献中介绍采用结构力学中的梁、板、拱等理论评价方法，由于岩溶发育的复杂性和不均匀性，溶洞的形状、大小、顶板情况等计算边界条件难以明确，计算结果难免具有不确定性。
由于影响岩溶稳定性的因素很多，岩溶特征难以查明，故采用定性和经验综合分析方法，对本场地岩溶稳定性进行综合评价。根据以往工程经验：当溶洞顶板的厚度大于或等于溶洞跨度的0.5倍时，溶洞处于安全状态；根据本场地内较大的岩溶洞隙以沿纵向构造节理裂隙发育为主，发育形成深窄的洞隙，而沿着水平方向或沿岩石层面发育的溶蚀洞隙规模一般较小，溶洞大多被充填等岩溶特征，综合考虑按照溶洞顶板厚度大于1.0m且岩溶洞隙的顶板厚度大于洞隙高度的1/2作为评价本场地岩溶地基稳定性的标准。
四、岩溶地基的治理方案
鉴于地下岩溶发育分布的不确定性，针对建筑物基础方案，首先对拟建建筑物柱下进行施工勘察（钻探和物探），确保每个柱基安全。
本工程拟建建筑物设一层、局部二层地下室，地基持力层均为基岩，基底标高126.0m～134.9m，按照建筑物基底标高将岩溶位置分为基底以上、基底、基底以下三类，分别采取治理措施：
1、基底以上的岩溶：基坑开挖工程中将岩溶挖除；
2、基底位置的岩溶：将岩溶溶洞充填物清除，C25毛石混凝土或素混凝土充填；
3、基底以下的岩溶：按照溶洞顶板厚度大于1.0m且岩溶洞隙的顶板厚度大于洞隙高度的1/2作为评价本场地岩溶地基稳定性的标准，对岩溶的稳定性逐一评价，欠稳定的岩溶将其顶板破除，清除溶洞充填物，毛石混凝土充填。为确保工程安全，将判定为稳定的岩溶实施压力注浆，以防溶洞充填物被地下水潜蚀和溶洞进一步发展。
注浆施工现场
五、施工要求
由于溶洞可能具有连通性，应采取间歇式注浆，溶洞注浆量应通过采用适当配比的水玻璃早凝外加剂控制，控制流动5m范围内初凝。
六、检测
施工完成后进行第三方检测，检测方法采用相应的物探和不少于10%的钻孔取芯工作，确定注浆充填效果。
钻芯取样试块
七、结束语
在发育的岩溶地质上进行建设，由于地质岩性软硬不一，溶洞的位置、大小、深浅变化多，不可预见因素多，因此，应特别加强勘察，合理设计，精细施工，严格检测。
【关键词】 岩溶；物探；施工勘察；地基处理
引言：
岩溶又称喀斯特（karst），是指可溶性岩石受地表水和地下水的化学侵蚀为主，机械侵蚀和崩塌为辅的地质应力作用，以及由此产生的现象的统称。
岩溶的形成条件主要为可溶性岩石、岩石的透水性、流水的作用、气候的影响等几方面。
一、场区地质概况
泰安万达广场位于山东省泰安市泰山大街以南。属山前冲积平原，场区地形总趋势为北高南低。
泰山岩群与寒武系地层不整合接触带在其西部1km处，泰山山前断裂在其北部2.5km通过，横岭断裂、泰山——蒙山断裂在场区附近通过，场区内发育有多条近北西向、近东西向的张性断裂构造，区域构造较发育。
场区地层主要为第四系粉质粘土层，厚度2～5m，下伏寒武系浅海相的石灰岩、泥灰岩和紫色页岩，岩层走向近北西向，倾向北东，倾角一般为20°-40°。基岩地层的分布受北西向断层的影响，自西向东依次为紫色页岩、泥灰岩、石灰岩，呈条块分布。
地下水与地形坡向一致，以张性裂隙及岩溶作为径流通道，自北向南排泄。
二、岩溶发育的主要特征
1、场区岩溶发育形态
1）溶沟（槽）、石芽（孤石）
第四系地层剥离后发现：石灰岩顶面发育较多的溶沟、溶槽、石芽（包括孤石），溶沟（槽）发育深度一般0.5m～3.0m，局部深达6m左右，以北西向发育为主，平行分布，槽宽一般0.5～2.0m，溶沟（槽）均已被粉质粘土充填。局部沿陡倾角各项交错节理裂隙溶蚀连通形成石芽或孤石。石芽形态各异，以锥状为主，一般高0.3m～0.5m，个别高达2.0m。
2）地下岩溶
地下岩溶较发育，但无较大规模的岩溶洞穴。本场地钻孔见洞率为23.6%，线岩溶率为1.7%，属中等岩溶发育地段。对发现的92个溶洞按竖向洞高统计如下表：
序号 竖向洞高（m） 溶洞个数（个） 比率（%）
1 ≦0.5 30 32.61
2 0.5～1.0 32 34.78
3 1.0～1.5 16 17.39
4 1.5～2.0 1 1.09
5 2.0～2.5 2 2.17
6 2.5～3.0 7 7.61
7 3.0～4.0 3 3.26
8 4.0～5.0 1 1.09
從岩溶洞隙发育分布情况结合电法物探资料分析，场地内较大的岩溶洞隙以沿纵向构造节理裂隙发育为主，发育形成深窄的洞隙，而沿着水平方向或沿岩石层面发育的溶蚀洞隙规模一般较小。
本场地地下溶洞多已充填，主要充填物为粉质粘土。钻孔所揭露的92个溶洞中有88个已被粉质粘土全部充填，仅4个纵向洞高小于1m的溶洞未充填。
2、岩溶发育深度较浅
为分析岩溶竖向发育规律，对已发现的不同标高段溶洞进行了统计，详见下表：
溶洞总数（个） 标高（m） 不同标高段
溶洞数（个） 不同标高段
溶洞比率（%）
92 135.0以上 29 31.53
130.0～135.0 59 64.13
125.0～130.0 3 3.26
120.0～125.0 1 1.08
从表中数据看出，溶洞主要集中在标高130.0m以上（占比95.66%），自然地面标高一般138.3～141.9m，溶洞埋深较浅，而深部溶洞显著减少，岩溶发育较弱。
3、岩溶发育受地层岩性控制
场区分布地层为寒武系页岩、泥灰岩和石灰岩。页岩属非可溶性岩石，泥灰岩可溶性弱，而中厚层的石灰岩为可溶性强的岩石。第四系粉质粘土剥离后所反映的溶沟（槽）、石芽等分布极为明显，均为石灰岩；钻探所揭露岩溶裂隙也均在石灰岩中。
4、岩溶发育受构造影响明显
本场区断裂构造以张性构造为主，特别是北西向构造对地下水的径流途径和方向起着控制作用，对岩溶发育影响尤为明显。场区张性构造以北西向、进东西向高角度为主，有利于岩溶沿裂隙发育，从溶沟（槽）、石芽的分布来看，多数沿北西向发育，尤其北西向与近东西向断裂交汇处岩溶更为发育。根据场区构造位置与岩溶发育形态及平面位置分析，岩溶的发育明显受构造制约。
三、岩溶对地基强度和稳定性的影响
本场区基岩面的溶沟、溶槽、石芽及已揭露的溶洞大多被粘性土充填，岩溶地基在天然状态下总体处于稳定状态。但从工程应用角度出发，本工程建筑物基础座落在岩溶地基上，根据工程经验和相关规范，岩溶对地基强度具消弱作用，基底下5m的浅层岩溶对地基稳定性具有不利影响。
基于目前对岩溶顶板稳定性的定量评价仍处于探索阶段，某些技术文献中介绍采用结构力学中的梁、板、拱等理论评价方法，由于岩溶发育的复杂性和不均匀性，溶洞的形状、大小、顶板情况等计算边界条件难以明确，计算结果难免具有不确定性。
由于影响岩溶稳定性的因素很多，岩溶特征难以查明，故采用定性和经验综合分析方法，对本场地岩溶稳定性进行综合评价。根据以往工程经验：当溶洞顶板的厚度大于或等于溶洞跨度的0.5倍时，溶洞处于安全状态；根据本场地内较大的岩溶洞隙以沿纵向构造节理裂隙发育为主，发育形成深窄的洞隙，而沿着水平方向或沿岩石层面发育的溶蚀洞隙规模一般较小，溶洞大多被充填等岩溶特征，综合考虑按照溶洞顶板厚度大于1.0m且岩溶洞隙的顶板厚度大于洞隙高度的1/2作为评价本场地岩溶地基稳定性的标准。
四、岩溶地基的治理方案
鉴于地下岩溶发育分布的不确定性，针对建筑物基础方案，首先对拟建建筑物柱下进行施工勘察（钻探和物探），确保每个柱基安全。
本工程拟建建筑物设一层、局部二层地下室，地基持力层均为基岩，基底标高126.0m～134.9m，按照建筑物基底标高将岩溶位置分为基底以上、基底、基底以下三类，分别采取治理措施：
1、基底以上的岩溶：基坑开挖工程中将岩溶挖除；
2、基底位置的岩溶：将岩溶溶洞充填物清除，C25毛石混凝土或素混凝土充填；
3、基底以下的岩溶：按照溶洞顶板厚度大于1.0m且岩溶洞隙的顶板厚度大于洞隙高度的1/2作为评价本场地岩溶地基稳定性的标准，对岩溶的稳定性逐一评价，欠稳定的岩溶将其顶板破除，清除溶洞充填物，毛石混凝土充填。为确保工程安全，将判定为稳定的岩溶实施压力注浆，以防溶洞充填物被地下水潜蚀和溶洞进一步发展。
注浆施工现场
五、施工要求
由于溶洞可能具有连通性，应采取间歇式注浆，溶洞注浆量应通过采用适当配比的水玻璃早凝外加剂控制，控制流动5m范围内初凝。
六、检测
施工完成后进行第三方检测，检测方法采用相应的物探和不少于10%的钻孔取芯工作，确定注浆充填效果。
钻芯取样试块
七、结束语
在发育的岩溶地质上进行建设，由于地质岩性软硬不一，溶洞的位置、大小、深浅变化多，不可预见因素多，因此，应特别加强勘察，合理设计，精细施工，严格检测。