云浮市某地区灰岩岩溶发育特征及地基基础设计方案初探

孟 龙

（广东省建科建筑设计院有限公司 广州510010）

0 前言

灰岩地区发育的溶（土）洞严重影响着建筑场地的稳定性、地基的均匀性以及拟建建筑物的安全性，因此在灰岩岩溶发育区及时探明建筑场地溶（土）洞的分布位置、埋深、大小、形态、覆盖层物理力学性质、围岩稳定性，分析该区域的岩溶分布及发育特征，同时针对不同工程地质条件提出相应合理、科学的地基基础设计建议，对精准化设计、规范化施工及建筑安全有着重大意义［1］。

1 调查区概况

1.1 地形地貌

调查区东侧及北侧地貌单元为低缓丘陵，地势平缓，海拔在100～250 m 之间，西侧及南侧为高陡丘陵，起伏较大，海拔多为250～450 m 之间，其中部为河谷平地，地势较为平坦开阔（见图1），调查区面积约155.46 km2。

1.2 地层、岩石及地质构造

图1 调查区卫星图Fig.1 Satellite Map of Investigate Area

图2 调查区区域地质及构造纲要Fig.2 Sketch of Regional Geology and Structure in the Investigate Area

调查区地质构造形迹有褶皱和断裂2种类型。调查区西北部有大绀山向斜和天马山向斜，构造线以北东向为主；由东往西依次有前锋向斜、南盛向斜、岩石围向斜、六都一尖底单科、大绀山向斜、茶洞背斜及大厂山向斜。调查区内断层主要为长3.7 km、宽约60 m的近东西向F1断层和长约19 km、宽约10 m的近南北向F2 断层（属吴川-四会断裂或云浮硫铁矿成矿构造带的分支）。

1.3 岩土类型及工程地质性质

据已有工勘报告揭露，区内岩土体类型从上至下可分为松散土类、碎屑岩岩性组及岩浆侵入岩性组3 大类。区域内特殊性岩土主要有人工素填土、软土（包含淤泥、淤泥质粘土及软塑粉质粘土）、残积土以及全-强风化岩。

1.4 水文地质条件

区内主要地下水类型为第四系松散岩类孔隙水、层状、块状类基岩裂隙水以及碳酸盐岩类裂隙岩溶水4类。

2 岩溶工程地质类型、发育特征及规律

2.1 调查区岩溶工程地质类型及分布

调查区灰岩溶（土）洞分布广泛，按场地地层的出露情况，可分为覆盖型岩溶和裸露型岩溶2 种工程地质类型［2］。覆盖型岩溶主要表现为雨水入渗及地下水径流等作用，使得灰岩受水潜蚀，从而发育（土）洞，灰岩上覆诸如人工填土、粉质粘土、风化土等土层；裸露型岩溶主要表现为石芽、石笋、孤峰等自然溶蚀平原景观。

2.1.1 覆盖型岩溶

遍布整个调查区三角洲谷地居民生活区，以云城街道和高峰街道区为主，其面积约36.48 km2，约占调查区总面积的23.47%。据工勘报告区内共493 孔有揭露溶洞，见洞率19.51%，溶洞各项物理参数如表1所示。

表1 岩溶发育区溶洞统计Tab.1 List of Caste Cave in Karst Development Area

2.1.2 裸露型岩溶

主要集中在云浮城区内孤峰及周边范围，其面积约4.3 km2，占比2.8%。区内共21孔有揭露溶洞，见洞率15.4%，溶洞各项物理参数如表1所示。

2.2 调查区岩溶发育特征及规律［3-7］

2.2.1 溶（土）洞发育程度和灰岩岩面起伏的关系

依托调查区工程地质、区域地质，结合现有收集的物探、钻探资料，归纳总结出调查区基岩岩面起伏与调查区岩溶发育区的关系十分密切，具体如下：

⑴灰岩溶（土）洞发育较少区域，其下卧层基岩岩面较为稳定，相对起伏小。

以调查区内的某岩土工程勘察报告为例，场地钻孔灰岩溶（土）洞最大洞高0.34 m，钻孔见洞隙率仅9.23%，溶（土）洞多为全充填或半充填软塑～流塑状粉质粘土，依照钻孔见洞隙率，该场地属于灰岩溶（土）洞不发育地区。场地灰岩岩面最大坡度仅13°，岩面较为稳定，起伏小。

⑵灰岩溶（土）洞发育较多区域，其下卧层基岩岩面不稳定，相对起伏大。

同以某工勘报告为例，钻孔溶（土）洞最大洞高11.26 m，见洞率高达35.42%，溶（土）洞多为无充填或半充填，该场地属于灰岩溶（土）洞强发育地区。场地灰岩岩面最大坡度高达72°，可见场地中/微风化灰岩岩面极不稳定，起伏大。

2.2.2 溶（土）洞发育程度和上覆软化土层的关系

⑴灰岩溶（土）洞发育较少区域，上覆软化土层多呈均匀分布状态。

以某工勘报告为例，场地钻孔溶（土）洞最大洞高为0.65 m，见洞率仅6.42%，溶（土）洞多为全充填或半充填软塑～流塑状粉质粘土，场地属于灰岩溶（土）洞不发育地区。场地淤泥质土层及软塑粉质粘土层平均厚度仅为3.6 m，且整个场地均匀分布，地层埋深及厚度变化小。

⑵灰岩溶（土）洞发育较多区域，上覆软化土层多呈不均匀分布状态。

同以区内某工勘报告为例，钻孔土洞最大洞高2.4 m，见洞率高达26.3%，属灰岩溶（土）洞强发育地区。场地软化土层平均厚度为15.4 m，且在整个场地分布不均匀，软化土层埋深及厚度变化大。

对调查区收集到的工勘报告进行科学统计及类比分析后发现区内灰岩溶（土）洞少发育区，其场地上覆软化土层厚度一般小于5 m；灰岩溶（土）洞多发区，其场地上覆软化土层厚度多在10～20 m。

3 岩溶发育区地基基础设计方案建议[8-10]

针对岩溶发育区不同工程地质条件特征，根据基础选型原则，区内地基基础设计方案建议如下：

3.1 裸露型岩溶发育区

本区表层覆盖层极薄，浅部地层多为风化岩层，力学性质较好，承载力较高，可采用天然地基浅基础，以风化灰岩层做基础持力层，基础型式宜根据上部荷载情况采用独立柱基、条形基础或筏板基础。

3.2 覆盖型岩溶发育区

就一般的中低层建筑而言，若建筑物柱脚内力需求较小时，应选取承载力较大的可塑-硬塑土层作为持力层，其基础选型可采用天然基础。当上覆地层为不均匀松散填土层或存在淤泥等软土层时，建议采用换填加分层夯实等方法进行处理，以满足地基承载力要求。

对于高层及超高层建筑，建议选用以稳定的强风化灰岩层为持力层的预应力管桩基础，亦可选用以连续稳定的中/微风化灰岩作为桩端持力层的钻（冲）孔桩基础，施工过程中遇到溶（土）洞时需采取措施穿透溶（土）洞，以到达稳定完整中/微风化岩，且不少于1倍桩径或0.5 m。

4 结语

在岩溶发育区进行施工建设前应先查明区域的岩溶发育特征，制定完善的岩溶区工程勘察指引，针对场地不同工程地质条件需谨慎选用相应的地基基础处理及设计方案，同时应建立岩溶地质灾害监测预警体系，通过监测数据的分析判断，为精准化设计及规范化施工提供科学、完善的理论依据，以保障工程建设质量。