岩溶区路基土洞勘探治理一体化研究

摘 要：土洞是岩溶区交通工程建设面临且又难以解决的主要岩溶路基病害问题，为了更合理有效地处理土洞，对比三种物理勘探方法的优缺点以及稳定性判定方法的原理，分析土洞治理方法的适用环境，以探讨岩溶区路基土洞勘探治理一体化的方法。研究结果表明：采用地质雷达勘探土洞更高效;综合利用定性和定量评价方法判定土洞稳定性更准确;治理岩溶区路基土洞应关注土洞所处的地理环境，因地制宜。

关键词：岩溶区土洞;勘探;治理方法

随着我国公路局网的发展，公路规划和建设不可避免地要经过岩溶区，岩溶区土洞的发展将对公路工程的建设造成顯著阻碍作用。目前对岩溶区地基的处理，国内外学者更多的是针对具体的工程实践进行土洞的勘探、稳定性判定或土洞治理方面的研究，尚未系统地从这三方面对土洞处理进行理论指导。因此，如何系统地对岩溶区的路基土洞进行勘探治理一体化处理，具有现实意义。

1 岩溶区路基土洞地球物理勘探方法

目前最常用的地球物理勘探有多种选择，如地质雷达、高密度电法、浅层地震法等[1]。三种物理探测法比较如表1所示。其中，地质雷达勘探快速连续、成像色彩丰富、探测深度浅，更适用于勘探土洞。

2 岩溶区路基土洞稳定性判定

岩溶区路基建设前期需对已发现土洞的稳定性做出准确评价，为路基的铺设方向或是否治理土洞提供指导，可省去大量治理费用。近年来土洞的稳定性分析判定经历了从定性到半定量再到定量的过程。

2.1 岩溶区路基土洞的定性评价

定性评价是根据已查明的工程地质、水文地质条件，在考虑荷载的情况下做出稳定性评价。它是一种经验比拟方法，仅适合一般工程。大量工程实践表明：当岩溶地质有断裂、褶曲;或土洞洞体大、复体相连;或土洞顶板岩层厚度与洞径比值小或土洞下方及周围有水流或间歇性水流时，土洞稳定性较差。

2.2 岩溶地区路基土洞的半定量评价

半定量评价主要是依据工程经验或者通过工程类比的方式，建立简单的计算模型近似求解土洞顶板稳定所需安全厚度。常用的有顶板厚跨比法、估算顶板安全厚度法，求出厚跨比h/L，将其作为安全厚度评价依据，当h/L≥0.5时，土洞顶板稳定。

2.3 岩溶地区路基土洞的定量评价

定量评价法是在取得了具体准确的地质资料和岩体物理力学参数的情况下采取的评价方法。目前，对岩溶区路基土洞的定量评价方法主要根据土洞坍塌的稳定性条件进行评价。土体内部形成空洞前，在垂直应力和水平应力作用下处于自然平衡状态;随着土洞的出现，上部土体失去支撑，应力状态发生变化。地表至土洞土层厚度是临界厚度的1.5倍以下时，土洞稳定较差[2]。

用定性评价缺乏数据支持，又若仅采用定量评价，常常需要对模型进行简化处理，计算结果与实际结果存在偏差。因此在判定土洞稳定性时将定性与定量评价方法相结合，并结合具体的工程地质条件进行综合分析。

3 岩溶区路基土洞处治措施

岩溶区路基土洞处治的措施主要有换填法、强夯法和板跨法。第一，换填法是指将地基下一定范围内的软弱土层挖走，回填强度较高、压缩性较低的材料，该方法主要应用于塌坑较浅或浅埋（1m～2m）的土洞处理。第二，强夯法主要应用于覆盖形岩溶地带，用以处理大面积土洞以及塌陷区域。该方法通过用重锤自一定高度落下夯击土层，使地基迅速固结，提高地基的承载力。第三，板跨法主要应用于深度较大且洞口直径较小、不方便入内进行施工的土洞治理，在实际情况中根据荷载的特点、基地承受能力等情况合理选择混凝土板、钢筋混凝土板等进行封顶加固[3]。

因此，应根据土洞的大小位置和填充情况等采取某项或综合各项的土洞工程处理措施，因地制宜地选择施工方法，为路基的稳固性提供全面保障。

4 结论

1）土洞勘探的手段直接关系到对岩溶区路基土洞的认识程度，分析表明利用地质雷达勘探岩溶路基土洞具有较好的可行性。

2）采用定性、半定量和定量分析岩溶区路基土洞稳定性的过程中，要结合土洞的发育形态特征，综合使用经验和计算相结合的方法进行评价。

3）根据工程实际判别土洞对路基的危害程度以及土洞所处的地质条件，选择合理的方法进行治理。

参考文献

[1]林鲁生，徐礼华，等.岩溶地区高层建筑地基基础设计与施工[M].北京：科学出版社，2017：54.

[2]刘之葵.岩溶区溶洞及土洞对建筑地基影响的研究[D].长沙：中南大学，2004：34.

[3]朱炳泉.岩溶地基岩土工程勘察及地基处理分析[J].中国金属通报，2018（11）：213-214.

作者简介

谭玉梅（1998-），女，汉，四川省眉山市，学生，本科，西南科技大学土木工程与建筑学院，研究方向：工程管理。