福建省121地质大队工程勘察院
提要：本文通过工程实例对浅覆盖型岩溶区场地岩土层分布、场地地质构造、岩土层的工程地质特性地下水的运动等方面的调查，对场地的土洞、溶洞的成因和发展趋势的研究分析，从而确定场地的稳定性，为浅覆盖型岩溶区不良地质作用的治理方式的选择和基础设计具有一定的借鉴作用。
关键词：浅覆盖型岩溶 工程地质特征 溶洞 地下水 场地稳定性
1前言
在岩溶发育地区进行工程建设，由于岩溶发育往往使地面上石芽、溶沟丛生，参差不平；地下溶洞破坏了岩体的完整性，岩溶水动力条件的变化，又会使其上部覆盖土层产生沉陷，这些都不同程度地影响工程的稳定性。工业与民用建筑工程中经常遇到的岩溶工程地质问题主要是地基塌陷、不均匀下沉。
拟建场地位于龙岩市新罗区。场地东侧为福建省食盐储备库，南侧和西侧为山地。
2场地工程地质特征
2.1地形、地貌
场地地形整体呈西高东低，南高北低。雁石盆地北侧，为低山地貌单元。
2.2地质构造
场地位于闽西南拗陷带，大田-龙岩复式向斜的中部，断裂构造发育。受地质构造作用，场地岩体较为破碎。
场地岩层产状：67°∠20。
根据勘察资料，场地分布有二条断层平面上呈X形展布。F1为正断层,产状： 113°∠50°；F2为逆断层,产状： 113°∠40°。
区域性构造均为三叠系晚期地质活动形成，均为对工程建设场地稳定性无影响的“非全新活动断裂”，不属发震构造，场地内及附近无新近形成的活动断裂。
2.3场地主要岩土层
①素填土：土黄色，松散状态，具湿陷性，高压缩性。
②淤泥质粉质粘土：浅黑灰色，具高压缩性，工程力学性能差。
③卵石：浅灰色，饱和、中密状态，工程力学性能较好。
④粉质黏土：红黄色，可塑状态，工程力学性能一般。
⑤含角砾粉质黏土：黄灰色，硬塑状态，工程力学性能一般。
土洞：基本充填，充填物为灰褐色软塑状粉质黏土。
⑥中风化灰岩：深灰，呈块状结构，裂隙较发育，为较硬岩，工程力学性能较好。
溶洞：完全充填，充填物为灰黄色含砾粉质黏土。
2.4场地地震效应
场地位于龙岩市新罗区雁石镇，本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，所属设计地震分组为第二组。抗震设防类别为标准设防类（丙类）。故设计地震作用和抗震措施均应符合6度标准的要求。
3岩溶地基的稳定性评价
3.1场地岩溶发育现状
3.1.1土洞
场地65个钻孔揭露土洞9个，占钻孔总数的13.8%，充填率为100%，土洞中等发育，多分布在灰岩面上。高度在2.30-6.40m间，洞底埋深在19.8-35.60m之间，充填物为软塑状含砾粉质黏土。
3.1.2溶洞
场地65个钻孔中有16个钻孔揭露到20个溶洞，见洞隙率24.6%；可溶岩总进尺347.02m，洞隙总进尺127.63m，线岩溶率为 36.8%，充填率为100%。高度0.80-17.40m，洞底埋深为15.0-44.0m，均有充填物。
3.2场地岩溶发育程度
场地位于雁石盆地北侧，地形坡度一般在20-30°，场地总体较平坦。场地内覆盖层主要为第四系人工填土、冲洪积层、坡残积层，下伏基岩为石炭系船山组灰岩。
根据现场勘察，场地地表无岩溶塌陷、漏斗、洼地、溶沟、溶槽发育；相邻钻孔间未发现有临空面，基岩面高差部分大于5m；地下未发现有暗河、伏流；根据《岩溶地区建筑地基基础技术标准》（GB/T 51238-2018）表3.0.3判定场地溶洞发育程度为岩溶强发育区。
3.3场地岩溶地下水
场地岩溶水迳流方向总体由西南向东北，排泄于低洼的雁石溪中。岩溶水主要大气降水和地下水侧向径流补给，场地岩溶水位8.50-9.50m，水位标高为269.20-270.80m。岩溶裂隙水属于承压水，与上部潜水水力联系明显。
3.4场地岩溶（土洞）发育条件、特征和发展趋势
3.4.1土洞
场地内土洞中等发育，土洞高度在2.30-6.40m间。在剖面上呈直桶状，在平面上呈近圆状。土洞中多见有软塑和流塑状含砾粉质黏土充填，土洞多分布在灰岩面上。
地下水潜蚀形成的土洞 上面覆有适宜冲蚀的含角砾粉质粘土，其下有排泄储存冲蚀物的空间，地下水位频繁升降于岩土交界面附近，当地下水位上升至高于基岩面时，长期处于干燥状态的土体与水接触，逐渐湿化崩解，在岩土交界处形成软弱土带；当地下水位下降至低于基岩面时，使岩面上的软弱土失去了浮托力。与此同时，岩体裂隙中的地下水体，随着水位的下降而流向深处，使裂隙空间产生真空、形成负压。此外，水位波动时，水力坡度亦随之变化，水位下降，水力坡度增大。本场地地下活动较强，存在对土层的潜蚀、吸蚀作用，土洞有继续发展、扩大的趋势。
3.4.2溶洞
场地内下伏基岩为可溶性灰岩，场地位于山体下部，地形坡度大，受地形影响地下水的水力坡度较大，水的运动速度较快。场地分布有二条断层，平面上呈X形展布，受断层挤压的影响，岩体破碎，裂隙发育，在裂隙和层理间形成地下水流动通道，在地下水长期侵蚀作用下，出现较大的溶隙，进而形成溶洞。溶洞在平面上呈不规则的树枝状，在剖面上呈椭圆-圆状。溶洞内均有充填，充填物为软塑状含砾粉质粘土。受地形和灰岩的平面分布、地质构造、地下水活动等因素影响，场地内的溶洞具进一步拓展、发育的趋势。
3.5场地洞（隙）稳定性分析
3.5.1土洞稳定性分析
场地为岩溶强发育区，上覆土层为含角砾粉质粘土，结构松散，浸水易软化、崩解。上覆土层较薄，，洞底埋深在19.8-35.60m之间。其下灰岩中溶洞发育，顶板厚度较薄，岩体破碎。地下水埋深较浅，水位变化大，地下水活动强烈，易于土洞的发育、扩展。综合判定场地内土洞稳定性差。
3.5.2 溶洞稳定性分析
场地为岩溶强发育区，场地内构造发育，受断层挤压的影响，岩体破碎，裂隙发育，地下水活动较强烈，灰岩中溶洞发育，溶洞埋深为15.0-44.0m，溶洞均有充填物。顶板厚度较薄，一般在0.60-3.50m，溶洞顶板岩体基本质量等级较差，岩体破碎。综合判定场地内溶洞稳定性差。
4岩溶地基的处理
4.1土洞的处理措施建议
根据土洞充填物的性质情况，建议采用高压喷射注浆方法进行地基加固处理。同时防止地表水渗入，应加强截流、防渗、堵漏等措施，减弱土洞因水流而进一步发展。
4.2岩溶的成因及处理措施建议
岩溶地基的处理措施主要有：挖填、跨越、灌注和排导等。地基处理与施工时，应对岩溶水进行疏导或封堵，减少淘蚀、潜蚀。
本工程中岩溶埋藏较深，若采用嵌岩桩基础时，桩身穿过溶洞，桩底有足够完整灰岩的，溶洞则无需处理
5结论
1、场地处于溶洞、土洞发育地段、构造破碎带及断层交汇地段。场地内土洞和溶洞的稳定性差，综合评定场地的稳定性差。在对场地的岩溶、土洞进行有效补强后，可消除土洞、溶洞和软弱土层对地基稳定性的影响，地基的稳定性可得到保证，经处理满足设计要求后，场地属稳定场地，适宜建筑物的建设。
2、本场地为岩溶地基，地基基础设计应根据岩溶裂隙、溶蚀、溶洞、土洞的发育条件和发育程度，对基础选型进行论证。
3、若采用冲孔灌注桩，当桩端为基岩时，场地的土洞可在浇注桩身时一并处理；当桩端为土层时，若桩底以下有土洞应采用注浆处理。
5、本场地发育土洞，不得在场地及周边开采地下水，以防止土洞的加剧发展引起地面塌陷，危及拟建物的安全。由于地表水的渗入往下径流过程中易使土洞进一步发展，设计中应考虑区内地表水的截流、防渗、堵漏等措施，对地面水尽最大限度进行封闭，杜绝地表水渗入地层，防止土洞的发育和发展。
参考文献：
《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2011)
《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)
《岩溶地区建筑地基基础设计技术标准》（GB/T 50238-2018）