桂林市永利制盖有限公司厂区土洞发育机制浅析及治理
作者： 来源： 日期：2014-09-25 19:10人气：
[摘要]以桂林市永利制盖有限公司厂区为例，简要分析了场址区土洞发育机制及带来的危害，提出了治理的方法。
关键词：土洞、发育机制、
一、概况
桂林市永利制盖有限公司厂区位于临桂县鲁山工业区划1#道路与2#道路交叉处，厂区占地面积13307.84平方米，规划建设办公室、综合楼、厂房、车间、车库等。场址详勘过程钻探52孔，其中4孔遇土洞，状态为半充填及全空状态，最大净空高度达2.6米，场址区分布塌陷漏斗（落水洞）5处，呈线状分布，该不良地质现象对场地拟建建筑物地基稳定性存在严重隐患。
二、土洞发育一般地质条件归纳
2.1土洞的概念
在可溶性岩层以上覆盖土层中，由于地表水的渗透及地下水的潜蚀作用形成的向上及周边扩展的空穴或极疏松软弱区称为土洞。
2.2土洞发育一般条件
理论研究和长期实践经验反映，土洞发育场址一般具备以下全部或某一特征：
①、场址所在区域下伏基岩多为可溶性岩层如石灰岩、石膏层等；
②、场址所在区域地下水储量比较丰富，具有足够溶解能力；
③、场址所在区域地表水存在下渗作用，有通畅的渗透流动途径；
④、场地基岩面以上分布土层多为第四系较疏松、多孔隙或裂隙欠固结状土。
三、永利制盖有限公司厂区土洞发育机制及发展趋势预测
1、土洞发育机制
永利制盖有限公司厂区地貌单元属岩溶平原，下伏岩层为泥盆系上统可溶性石灰岩，覆盖地层从上而下依次为①素填土、②耕表土、③第四系粉质粘土、④第四系粘土。钻探及开挖显示，场址内ZK9、ZK10、ZK13、ZK14、ZK16、ZK28、ZK33、ZK36、ZK41钻孔位浅层岩溶比较发育,局部溶蚀成槽穴状，勘察控制深度内岩芯均见明显溶蚀痕迹，经踏勘，场地内沿钻探所揭露的溶槽走向线附近分布有新近塌陷漏斗5个，钻孔ZK41、ZK36、ZK36-2、ZK13所揭露的土洞,主要分布在塌陷漏斗走向线的上部和翼侧(见附后图)。
从区域地质资料分析,桂林市地层在地质历史发展中主要经历了印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动，在构造运动的影响下，形成了一系列形迹较为复杂的褶皱和断裂，在漫长的地质年代中经多次抬升、挤压和持续的溶蚀、破坏作用，形成了现今千姿百态的岩溶地貌。永利制盖有限公司厂址区临近主要构造有南北走向的挤压逆断层，分布在场址区以西约1.5公里处(见附后图)，
桂林永利制盖有限公司场址所在地区域地质构造图
受地壳演化过程构造运动影响，下伏基岩裂隙较为发育（钻探有揭露），这为地下水的储存提供了良好的地质环境。新近塌陷漏斗的连续出现证实了该场地地下水较为活跃，岩石裂隙连通性较好，具备良好渗流途径。该场址区地下水位受季节性反复升降以及周边生产区人为取水影响，存在频繁升降，对土体形成塌陷坑和土洞起关键性作用，在水位升高时,土体与水接触,被逐渐湿化，原始微粒结构发生崩解,在岩、土交界面附近形成松软土带；在水位降到基岩面以下的过程，地下水的渗流对松软土产生潜蚀、搬运的作用，携带走土层中小粒径颗粒，导致渗流带土层疏松，起到为地表水的下渗疏通途径的作用，持续的下渗作用不但巩固前期潜蚀作用的成果，同时使潜蚀作用持续发生和不断扩展，二者的共同作用，最终导致了局部地段土洞的出现。场地溶蚀塌陷漏斗是土洞不断扩展、最终贯穿上覆地层的结果。
2、场地土洞发展趋势预测
由于厂址区场地受附近南北向逆断层影响，岩石裂隙发育、场地地下水活跃，并具有一定规模，厂址区附近村民及其它工厂人为抽取地下水，正在不断加剧地下水的活动性，致使地下水潜蚀作用会持续和加强，最终导致土洞的规模和范围会不断扩大。临近场地是桂林市腐乳厂新厂区,地质情况类似于该场地，该厂建成后在厂区内打一水井供生产用水，抽水一段时间后，厂区内出现了多处塌陷下沉。
四、土洞治理
总结有关类似场地治理经验，土洞的治理必须采取防治结合的路子，防止土洞的扩展必须禁止在厂址厂区及附近打井，禁止连续大量抽取地下水。对已形成的土洞笔者认为可采用灌填法或压力灌浆处理。处理方法如下：
①、 灌填法
在土洞范围内按网格状布置钻孔，钻孔间距1～2米，孔径90-168
毫米，钻孔深度以钻穿洞顶为准，在钻孔中下入导管，沿导管灌填砂砾、碎石，对于已经穿透的土洞（塌陷漏斗），可往其中灌入混凝土，由于洞内地下水或其它充填物的阻力及灌填物料有休止角，洞体难以填满，故在灌填完毕后，还应进行压力灌浆，注浆材料采用普通硅酸盐水泥，水灰比1：0.5，注浆压力1-2MPa，施工顺序先四周后中间。
②、 压力灌浆法
在土洞范围内按网格状布置钻孔，钻孔间距1-2m,孔径Ф≥91mm,
在钻孔中下入导管，封住孔口，用泥浆泵沿导管压入水泥浆，水灰比1:0.5,注浆压力0.5-2MPa，施工顺序先四周后中间，若流量大吸浆快速，水灰比调整为1:1，也可分批间歇灌注或添加适量水玻璃、粉煤灰等材料。
五、治理效果检测
在填灌或压力灌浆结束7d后，可在土洞范围内适当布置钻孔进行抽检，若采用填灌法处理，可选用重型动力触探检测，若采用压力灌浆处理可选用轻型动力触探检测或是标准贯入试验检测。
六、结束语
地下水的活动性是形成土洞的主导因素，岩溶地区开采地下水不当，是工程建设的一大隐患，应予以高度重视，同时土洞的发育是一个持续扩展的过程，治理土洞必须寻根溯源，防治结合。
参考文献和技术规范：
常士骠主编《工程地质手册》第三版
《既有建筑地基加固技术规范》JGJ123-2000
《地基处理技术规范》JGJ79-2002、J220-2002
《广西壮族自治区区域地质调查—桂林幅》1:20万
关键词：土洞、发育机制、
一、概况
桂林市永利制盖有限公司厂区位于临桂县鲁山工业区划1#道路与2#道路交叉处，厂区占地面积13307.84平方米，规划建设办公室、综合楼、厂房、车间、车库等。场址详勘过程钻探52孔，其中4孔遇土洞，状态为半充填及全空状态，最大净空高度达2.6米，场址区分布塌陷漏斗（落水洞）5处，呈线状分布，该不良地质现象对场地拟建建筑物地基稳定性存在严重隐患。
二、土洞发育一般地质条件归纳
2.1土洞的概念
在可溶性岩层以上覆盖土层中，由于地表水的渗透及地下水的潜蚀作用形成的向上及周边扩展的空穴或极疏松软弱区称为土洞。
2.2土洞发育一般条件
理论研究和长期实践经验反映，土洞发育场址一般具备以下全部或某一特征：
①、场址所在区域下伏基岩多为可溶性岩层如石灰岩、石膏层等；
②、场址所在区域地下水储量比较丰富，具有足够溶解能力；
③、场址所在区域地表水存在下渗作用，有通畅的渗透流动途径；
④、场地基岩面以上分布土层多为第四系较疏松、多孔隙或裂隙欠固结状土。
三、永利制盖有限公司厂区土洞发育机制及发展趋势预测
1、土洞发育机制
永利制盖有限公司厂区地貌单元属岩溶平原，下伏岩层为泥盆系上统可溶性石灰岩，覆盖地层从上而下依次为①素填土、②耕表土、③第四系粉质粘土、④第四系粘土。钻探及开挖显示，场址内ZK9、ZK10、ZK13、ZK14、ZK16、ZK28、ZK33、ZK36、ZK41钻孔位浅层岩溶比较发育,局部溶蚀成槽穴状，勘察控制深度内岩芯均见明显溶蚀痕迹，经踏勘，场地内沿钻探所揭露的溶槽走向线附近分布有新近塌陷漏斗5个，钻孔ZK41、ZK36、ZK36-2、ZK13所揭露的土洞,主要分布在塌陷漏斗走向线的上部和翼侧(见附后图)。
从区域地质资料分析,桂林市地层在地质历史发展中主要经历了印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动，在构造运动的影响下，形成了一系列形迹较为复杂的褶皱和断裂，在漫长的地质年代中经多次抬升、挤压和持续的溶蚀、破坏作用，形成了现今千姿百态的岩溶地貌。永利制盖有限公司厂址区临近主要构造有南北走向的挤压逆断层，分布在场址区以西约1.5公里处(见附后图)，
桂林永利制盖有限公司场址所在地区域地质构造图
受地壳演化过程构造运动影响，下伏基岩裂隙较为发育（钻探有揭露），这为地下水的储存提供了良好的地质环境。新近塌陷漏斗的连续出现证实了该场地地下水较为活跃，岩石裂隙连通性较好，具备良好渗流途径。该场址区地下水位受季节性反复升降以及周边生产区人为取水影响，存在频繁升降，对土体形成塌陷坑和土洞起关键性作用，在水位升高时,土体与水接触,被逐渐湿化，原始微粒结构发生崩解,在岩、土交界面附近形成松软土带；在水位降到基岩面以下的过程，地下水的渗流对松软土产生潜蚀、搬运的作用，携带走土层中小粒径颗粒，导致渗流带土层疏松，起到为地表水的下渗疏通途径的作用，持续的下渗作用不但巩固前期潜蚀作用的成果，同时使潜蚀作用持续发生和不断扩展，二者的共同作用，最终导致了局部地段土洞的出现。场地溶蚀塌陷漏斗是土洞不断扩展、最终贯穿上覆地层的结果。
2、场地土洞发展趋势预测
由于厂址区场地受附近南北向逆断层影响，岩石裂隙发育、场地地下水活跃，并具有一定规模，厂址区附近村民及其它工厂人为抽取地下水，正在不断加剧地下水的活动性，致使地下水潜蚀作用会持续和加强，最终导致土洞的规模和范围会不断扩大。临近场地是桂林市腐乳厂新厂区,地质情况类似于该场地，该厂建成后在厂区内打一水井供生产用水，抽水一段时间后，厂区内出现了多处塌陷下沉。
四、土洞治理
总结有关类似场地治理经验，土洞的治理必须采取防治结合的路子，防止土洞的扩展必须禁止在厂址厂区及附近打井，禁止连续大量抽取地下水。对已形成的土洞笔者认为可采用灌填法或压力灌浆处理。处理方法如下：
①、 灌填法
在土洞范围内按网格状布置钻孔，钻孔间距1～2米，孔径90-168
毫米，钻孔深度以钻穿洞顶为准，在钻孔中下入导管，沿导管灌填砂砾、碎石，对于已经穿透的土洞（塌陷漏斗），可往其中灌入混凝土，由于洞内地下水或其它充填物的阻力及灌填物料有休止角，洞体难以填满，故在灌填完毕后，还应进行压力灌浆，注浆材料采用普通硅酸盐水泥，水灰比1：0.5，注浆压力1-2MPa，施工顺序先四周后中间。
②、 压力灌浆法
在土洞范围内按网格状布置钻孔，钻孔间距1-2m,孔径Ф≥91mm,
在钻孔中下入导管，封住孔口，用泥浆泵沿导管压入水泥浆，水灰比1:0.5,注浆压力0.5-2MPa，施工顺序先四周后中间，若流量大吸浆快速，水灰比调整为1:1，也可分批间歇灌注或添加适量水玻璃、粉煤灰等材料。
五、治理效果检测
在填灌或压力灌浆结束7d后，可在土洞范围内适当布置钻孔进行抽检，若采用填灌法处理，可选用重型动力触探检测，若采用压力灌浆处理可选用轻型动力触探检测或是标准贯入试验检测。
六、结束语
地下水的活动性是形成土洞的主导因素，岩溶地区开采地下水不当，是工程建设的一大隐患，应予以高度重视，同时土洞的发育是一个持续扩展的过程，治理土洞必须寻根溯源，防治结合。
参考文献和技术规范：
常士骠主编《工程地质手册》第三版
《既有建筑地基加固技术规范》JGJ123-2000
《地基处理技术规范》JGJ79-2002、J220-2002
《广西壮族自治区区域地质调查—桂林幅》1:20万
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