【摘要】由于岩溶工程地质问题诸如岩溶地基的稳定性、岩溶渗漏、岩溶塌陷等越来越受到人们的关注。因此，全面准确的勘察岩溶区的工程地质条件，应用正确的岩溶处理方法就显得非常重要。
【关键词】岩溶;地基;勘察;处理措施
0.前言
岩溶不良地质构成的岩溶地基常常引起地基承载力不足、不均匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏。随着越来越多的工程兴建在岩溶地区，岩溶地基问题就成为工程建设中的突出问题，加强岩溶地基稳定性分析评价，采用合理、经济的地基处理措施，有着重大的技术价值和经济意义。
1.岩溶地基的评价
岩溶地基分析评价过程的一般步骤为:实际洞体-几何模型-力学模型-数学模型-计算方法-结论。其核心内容是力学模型、数学模型及计算方法的研究。近年来在该领域内的研究取得较大进展，对岩溶空洞地基稳定性的分析评价经历了从定性-半定量-定量的过程。
定性评价法适用于初勘阶段选择场地及一般工程地基稳定性分析评价，包括综合分析法、经验比拟法。
半定量评价方法:
(1)荷载传递线交会法:在剖面上从基础边缘按30°~45°扩散角向下作应力传递线，当洞体位于该线所确定的应力扩散范围之外时，可认为洞体不会危及基础的稳定。由定性评价中的洞体顶板厚跨比(Z/L)可知，当集中荷载作用于洞体中轴线，Z/L为0.5时，应力扩散线为顶板与洞壁交点的连线，它与水平面夹角相当于混凝土的应力扩散角45°;当Z/L为0.87时，相当于松散介质的应力扩散角30°。
(2)洞体顶板坍塌自行堵塞估算法:洞体顶板为裂隙切割呈块状。碎块状，顶板塌落后体积松胀，当塌落向上发展到一定高度，洞体可被松胀物自行堵塞。在没有地下水搬运的情况下，可以认为洞体空间己被支撑而不再向上扩展了。
(3)结构力学近似分析法:1)技顶板抗弯厚度验算;2)按顶板抗剪的安全厚度验算。
(4)成拱分析法:当顶板岩体被密集裂隙切割呈块状或碎块状时，可认为顶板将成拱状塌落，而其上荷载及岩体则由拱自身承担，可求出此时破裂拱高;破裂拱高加上部荷载作用所需的岩体厚度才是洞顶板的安全厚度。若洞的顶板呈拱形，拱角以下岩体完整稳定且无横向扩展的可能，也可近似地用石砌拱圈厚度加足够安全储备，类比确定拱顶的安全厚度。
(5)电阻应变片测试法:对己查明的浅层洞体，为验证在外荷载下洞顶板岩体的应力状态或已知裂隙面的变形情况，可在洞顶加载荷，沿纵横洞轴方向贴设电阻应变片及布置挠度量测，在加荷过程中追踪测量。根据测得的最大应力与岩体抗剪强度对比，若后者大于前者5-10倍，则认为岩溶洞体的顶板是可靠的。为了解顶板岩体中某些裂隙处是否存在应力集中及明显的变形，可在裂面上及其一侧分别贴电阻应变片量测，若二者无明显差别，则说明裂隙的存在并不影响顶板整体受力。
(6)载荷试验法:在有代表性的浅层洞体下，将顶板岩体修凿呈一梁状，有条件时底面或侧面亦可贴设电阻应变片，于其上分级加荷，观察其应力与变形。通过试验可以了解在特定条件下洞体的变形特征、破坏形式与顺序。例如在贵阳某工程试验中，随荷载的增加，梁的受拉区逐次出现拱形脱落，最后在支座处剪切破损。此外，通过试验可以反求顶板岩体参数，建立它与岩样强度指标，岩体纵波速度等的相关性，借此评价其它洞体的稳定性。
定量评价法目前尚属摸索阶段，有待发展和完善。
2.岩溶地基处理原则
地基评价不能满足稳定性要求时，需要对地基进行适当的处理。一般对地基稳定有影响的岩溶洞隙，应根据其位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件综合分析、因地制宜地采取下列处理措施:
(1)对洞口较小的洞隙，宜采用镶补、嵌塞与跨盖等方法处理。
(2)对洞口较大的洞隙，宜采用梁、板和拱等结构跨越。跨越结构应有可靠的支承面。梁式结构在岩石上支承长度应大于梁高的1.5倍，也可采用浆砌块石等堵塞措施。
(3)对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体，可采用灌浆加固和清爆填塞等措施。
(4)对规模较大的间隙，可采用洞底支撑或调整柱距等方法处理。
一般对地基稳定有影响的土洞，杜绝地表水渗入土层，使土洞停止发育和发展，当地质条件许可时，尽量对地下水采取截流、改道等，以阻止土洞继续发展。当土洞埋深较浅时，采用挖填和梁板跨越;对直径较小的深埋土洞，可不处理，仅在洞顶上部采用梁板跨越即可;对直径较大的深埋土洞，可采用顶部钻孔灌砂或灌碎石混凝土，以充填空间。当对地下水不能采取截流、改道等方式以阻止土洞发育时，一般可采用桩基等措施。
3.实践中岩溶地基的处理方法
3.1填垫法
3.1.1充填法
适用于裸露岩溶土洞，其上部附加荷载不大的情况。最底部须用块石、片石作填料，中部用碎石，上部用土或混凝土填塞，以保持地下水的原始流通状况，使其形成自然的反滤层。
3.1.2挖填法
对浅埋的岩溶土洞，将其挖开或爆破揭顶，如洞内有塌陷松软土体，应将其挖除，再以块石、片石、砂等填入，然后覆盖粘性土并夯实。此法适用于轻型建筑物，并且要估计到地下水活动被再度掏空的可能性。为提高堵体强度和整体性，在填入块石、片石填料时，注入水泥浆液;对于重要工程基础下或较近的溶洞、土洞，除去洞中软土后，将钢筋或废钢材打入洞体裂隙后用混凝土填洞，对四周的岩石裂隙注入水泥浆液，使其粘结成整体，提高强度并阻断地下水。
3.1.3垫褥法
对岩溶洞、隙、沟、槽、石芽等岩溶突出物，可能引起地基或路基沉降不均匀，将突出物凿去后做30-50cm砂土垫褥处理。
3.2加固法
当岩溶地基处于不稳定状态，基础安全受到影响时，应予以加固。
3.2.1灌浆法
对埋深较大的岩溶土洞，宜采用密钻灌浆法加固。应视岩溶洞隙含水程度和处理目的来选择材料。用于填塞时，可用粘土、砂石、混凝土、水泥砂浆等;用于防渗时，可用水泥浆和沥青作帷幕，灌浆顺序可先外围后中间，先地下水上游后下游;用于充填加固时，用快干材料或砂石等将洞隙先行填塞，开始时压力不宜过高，以免浆料大量流出加固范围。运用双液化学硅化法可对复杂多层含水溶洞成功进行加固。
0.前言
岩溶不良地质构成的岩溶地基常常引起地基承载力不足、不均匀沉降、地基滑动和塌陷等地基变形破坏。随着越来越多的工程兴建在岩溶地区，岩溶地基问题就成为工程建设中的突出问题，加强岩溶地基稳定性分析评价，采用合理、经济的地基处理措施，有着重大的技术价值和经济意义。
1.岩溶地基的评价
岩溶地基分析评价过程的一般步骤为:实际洞体-几何模型-力学模型-数学模型-计算方法-结论。其核心内容是力学模型、数学模型及计算方法的研究。近年来在该领域内的研究取得较大进展，对岩溶空洞地基稳定性的分析评价经历了从定性-半定量-定量的过程。
定性评价法适用于初勘阶段选择场地及一般工程地基稳定性分析评价，包括综合分析法、经验比拟法。
半定量评价方法:
(1)荷载传递线交会法:在剖面上从基础边缘按30°~45°扩散角向下作应力传递线，当洞体位于该线所确定的应力扩散范围之外时，可认为洞体不会危及基础的稳定。由定性评价中的洞体顶板厚跨比(Z/L)可知，当集中荷载作用于洞体中轴线，Z/L为0.5时，应力扩散线为顶板与洞壁交点的连线，它与水平面夹角相当于混凝土的应力扩散角45°;当Z/L为0.87时，相当于松散介质的应力扩散角30°。
(2)洞体顶板坍塌自行堵塞估算法:洞体顶板为裂隙切割呈块状。碎块状，顶板塌落后体积松胀，当塌落向上发展到一定高度，洞体可被松胀物自行堵塞。在没有地下水搬运的情况下，可以认为洞体空间己被支撑而不再向上扩展了。
(3)结构力学近似分析法:1)技顶板抗弯厚度验算;2)按顶板抗剪的安全厚度验算。
(4)成拱分析法:当顶板岩体被密集裂隙切割呈块状或碎块状时，可认为顶板将成拱状塌落，而其上荷载及岩体则由拱自身承担，可求出此时破裂拱高;破裂拱高加上部荷载作用所需的岩体厚度才是洞顶板的安全厚度。若洞的顶板呈拱形，拱角以下岩体完整稳定且无横向扩展的可能，也可近似地用石砌拱圈厚度加足够安全储备，类比确定拱顶的安全厚度。
(5)电阻应变片测试法:对己查明的浅层洞体，为验证在外荷载下洞顶板岩体的应力状态或已知裂隙面的变形情况，可在洞顶加载荷，沿纵横洞轴方向贴设电阻应变片及布置挠度量测，在加荷过程中追踪测量。根据测得的最大应力与岩体抗剪强度对比，若后者大于前者5-10倍，则认为岩溶洞体的顶板是可靠的。为了解顶板岩体中某些裂隙处是否存在应力集中及明显的变形，可在裂面上及其一侧分别贴电阻应变片量测，若二者无明显差别，则说明裂隙的存在并不影响顶板整体受力。
(6)载荷试验法:在有代表性的浅层洞体下，将顶板岩体修凿呈一梁状，有条件时底面或侧面亦可贴设电阻应变片，于其上分级加荷，观察其应力与变形。通过试验可以了解在特定条件下洞体的变形特征、破坏形式与顺序。例如在贵阳某工程试验中，随荷载的增加，梁的受拉区逐次出现拱形脱落，最后在支座处剪切破损。此外，通过试验可以反求顶板岩体参数，建立它与岩样强度指标，岩体纵波速度等的相关性，借此评价其它洞体的稳定性。
定量评价法目前尚属摸索阶段，有待发展和完善。
2.岩溶地基处理原则
地基评价不能满足稳定性要求时，需要对地基进行适当的处理。一般对地基稳定有影响的岩溶洞隙，应根据其位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件综合分析、因地制宜地采取下列处理措施:
(1)对洞口较小的洞隙，宜采用镶补、嵌塞与跨盖等方法处理。
(2)对洞口较大的洞隙，宜采用梁、板和拱等结构跨越。跨越结构应有可靠的支承面。梁式结构在岩石上支承长度应大于梁高的1.5倍，也可采用浆砌块石等堵塞措施。
(3)对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体，可采用灌浆加固和清爆填塞等措施。
(4)对规模较大的间隙，可采用洞底支撑或调整柱距等方法处理。
一般对地基稳定有影响的土洞，杜绝地表水渗入土层，使土洞停止发育和发展，当地质条件许可时，尽量对地下水采取截流、改道等，以阻止土洞继续发展。当土洞埋深较浅时，采用挖填和梁板跨越;对直径较小的深埋土洞，可不处理，仅在洞顶上部采用梁板跨越即可;对直径较大的深埋土洞，可采用顶部钻孔灌砂或灌碎石混凝土，以充填空间。当对地下水不能采取截流、改道等方式以阻止土洞发育时，一般可采用桩基等措施。
3.实践中岩溶地基的处理方法
3.1填垫法
3.1.1充填法
适用于裸露岩溶土洞，其上部附加荷载不大的情况。最底部须用块石、片石作填料，中部用碎石，上部用土或混凝土填塞，以保持地下水的原始流通状况，使其形成自然的反滤层。
3.1.2挖填法
对浅埋的岩溶土洞，将其挖开或爆破揭顶，如洞内有塌陷松软土体，应将其挖除，再以块石、片石、砂等填入，然后覆盖粘性土并夯实。此法适用于轻型建筑物，并且要估计到地下水活动被再度掏空的可能性。为提高堵体强度和整体性，在填入块石、片石填料时，注入水泥浆液;对于重要工程基础下或较近的溶洞、土洞，除去洞中软土后，将钢筋或废钢材打入洞体裂隙后用混凝土填洞，对四周的岩石裂隙注入水泥浆液，使其粘结成整体，提高强度并阻断地下水。
3.1.3垫褥法
对岩溶洞、隙、沟、槽、石芽等岩溶突出物，可能引起地基或路基沉降不均匀，将突出物凿去后做30-50cm砂土垫褥处理。
3.2加固法
当岩溶地基处于不稳定状态，基础安全受到影响时，应予以加固。
3.2.1灌浆法
对埋深较大的岩溶土洞，宜采用密钻灌浆法加固。应视岩溶洞隙含水程度和处理目的来选择材料。用于填塞时，可用粘土、砂石、混凝土、水泥砂浆等;用于防渗时，可用水泥浆和沥青作帷幕，灌浆顺序可先外围后中间，先地下水上游后下游;用于充填加固时，用快干材料或砂石等将洞隙先行填塞，开始时压力不宜过高，以免浆料大量流出加固范围。运用双液化学硅化法可对复杂多层含水溶洞成功进行加固。