论岩溶场地地面塌陷处理措施

何桥英

广西建大勘测设计有限公司 广西玉林 537000

1 工程案例

玉林市地处广西东南部，北回归线以南，四周为低矮丘陵环绕，而城区处于岩溶盆地上。玉林市城区及周边如茂林镇、塘岸镇、名山镇旺瑶社区等，发生了较多地面塌陷现象。特别是名山镇旺瑶社区，随着城市建设步伐的加快，高楼大厦地下室建设越来越多，大量抽取地下水，较成了30多处地面塌陷，经过勘探调查，发现地面塌陷范围为直径2米至20米，深有4至10米，造成相邻房屋开裂10栋，直接经济损失2000多万元。

为了查明玉林市城区及周边地面塌陷原因，我在地面调查的基础上，通过整理二十多年来，本人参与的地面塌陷案例的地质勘查资料进行分析，得出一个结论是：造成地面塌陷主要原因是大量抽取地下水造成的。如地面塌陷严重的旺瑶社区，从90年代开始，有分布有2口出水量超过80方/小时的水井，作为当地居民饮用水和灌溉用水。再如茂林镇，该场地基本为岩溶场地，从80年代开始，居民的饮用水和灌溉用水基本是靠打井抽取地下水来提供的，该镇有出水量达30方/小时以上的水井就有100多口，大量抽取地下水，造成了镇地面经过长期采取地下水，溶洞顶板附加应力增加而崩塌，上覆土层不断被潜（冲）蚀流失形成土洞，土洞顶板失稳引起了地面塌陷。

2 地面塌陷原因

地面塌陷在岩溶地区是较为普遍的现象，根据其形成塌陷原因分析，主要是土洞顶板覆土塌陷造成，而直接原因是溶洞顶板塌陷，溶洞与上部土体连通，在水的作用下造成土体流失而形成土洞。而大量抽取地下水是形成以上土洞及塌陷的最终的根据原因。

3 土洞成因分析

根据土洞的成因进行分类，土洞分为两种类型是，一种是由地表水形成的土洞，另外一种就是由地下水形成的土洞。在岩溶地区造成大量地面塌陷的，基本为由地下水形成的土洞造成的。在岩溶地区，在地下水位在上覆土层与下伏基岩交界面处作频繁升降变化，而造土体被水浸泡、湿化、崩解，最后随地下水位下降被潜蚀、搬运带走，就在岩土界处形成土洞。在城市或农村地区，正是由于长年累月大量抽取地下水，形成了很多土洞，直到地面塌陷。

4 地面塌陷的稳定性分析

岩溶地区的地面是否稳定，是否而要采取避让或处理措施，首先是要对岩溶的稳定性进行分析而决定的。溶洞顶板稳定性的因素主要有以下几点：

一是溶洞顶板埋藏深度及厚度；

二是溶洞顶板的完整性；

三是溶洞大小及充填情况。

而分析其是否稳定，是综合以上三种情况而分析确定。如当溶洞顶板完整岩石厚度等于或大于5米时，可判定为稳定；当溶洞为全充填可塑以上粘性土时，可判定为稳定；当溶洞顶板埋藏深度大于独立基础宽度的3倍或条形基础宽度的6倍，且不具备形成土洞条件时，可判定为稳定。但如浅层溶洞成群发育，洞径大，或溶洞属于浅埋且充填物为软弱土体时，或岩溶水排排泄不畅有可能造成场地暂时淹没时，均属于不稳定地段，未经处理，不应作为建筑物地基。

如名山镇旺瑶社区，场地上覆土层基本较薄多为3至5米，常发生地面塌陷现象，说明该地区为溶洞属于浅埋型居多，土洞发育地段，在建房前未对每个基础部位进行勘察，查明基底以下岩溶发育情况，就采用土层作为建筑物地基持力层，是存在安全方险的。所以多处民房发生了因地面塌陷开裂情况，且随着周边房地产开发项目越来越多的情况下，这个现象只变得更加严重。而直接采用岩石作为持力层的建筑物基本未发现有建筑物开裂现象。

所以在岩溶地区项目建设前，即使是普通民房，应进行地质勘察，查明岩溶发育情况，才能正确评价岩溶地基的稳定性，为地基与基础的设计提供准确的地质依据。

5 塌陷及溶洞的处理措施

根据我从事勘察行业多年来的经验，对岩溶地区地面塌陷处理方法，简述如下：（1）首先进行必要的地质勘察，查明岩溶发育情况，特别是岩溶发育范围及特征，为下一步制订处理方案提供可靠的地质依据；（2）针对不同的地面塌陷情况，一般采用如下处理方法：①浅埋型土洞地面塌陷：直接塌陷的都属于浅埋土洞顶部土体崩塌而形成开口形的塌陷区，一般洞体较浅，其底部充填的往往为软弱土。建议采用挖掘机尽量把塌陷区域松软土挖除，然后回填片石压底，再采用0．50m素凝土封闭，然后采用粘性土压实回填即可。当然如直接全部采用低标号素凝土回填至地面也可，就是成本高些，但快速便捷。②对于深埋型土洞，一般地面变形，未形成地面塌陷，建议采用钻探设备成孔，然后回灌水泥砂浆回填处理。（3）针对地基下存在溶洞的，根据不同的地质情况，结合建筑物的特征，建议采用如下处理措施：①对较小的岩溶洞隙，建议灌注水泥砂浆或细石混凝土充填处理，也可采用扩大基础面积，采用跨越法处理；②对较大的岩溶洞隙，无法扩大基础面积，可采用梁、板和拱等结构跨越处理；③对于无法采用跨越法处理的，可采用桩基础穿越处理。

4 结论

（1）地面塌陷主要是由于土洞上覆土体崩塌而形成，而土洞主要是由于长期大量抽取地下水形成。土洞发育的条件，一是岩溶地区，二是有水流动。

（2）在岩溶地区遇到地面塌陷，首要的是进行地质勘察，查明地面塌陷的原因、规模及范围，为下一下处理提代地质依据是不可少的必要措施。对于小范围的，可采用钻机进行探明即可，对于大范围的，建议采用钻探和物探相结合的方法处理。

（3）在岩溶地区，根据不同的岩溶发育及土洞发育情况，采用不同处理措施，对于浅埋型的，一般采用直接开挖回填方法处理；对于深埋型的，一般采用灌注水泥砂浆或细石混凝土充填处理。

（4）对于在岩溶分布地区进行建设，对于溶洞处理措施，一般为：对较小的岩溶洞隙，建议灌注水泥砂浆或细石混凝土充填处理，也可采用扩大基础面积，采用跨越法处理；对较大的岩溶洞隙，无法扩大基础面积，可采用梁、板和拱等结构跨越处理；对于无法采用跨越法处理的，可采用桩基础穿越处理。