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《南方國(guó)土資源雜志》2015年第五期

1變形原因分析

1.1淺層巖溶對(duì)地基變形的影響基巖表面向上開(kāi)口狀溶蝕裂隙直接與上覆土體接觸，而且基巖面的溶蝕裂隙常與地下水巖溶管道相連，是地下水滲流的良好通道，也是塌陷物質(zhì)良好的儲(chǔ)運(yùn)空間。而溝槽面上一定范圍內(nèi)的土體在地下水長(zhǎng)期滲透和浸泡下，多呈軟塑流塑狀態(tài)，其抗沖刷和抗?jié)撐g能力差，極易被地下水帶走形成土洞而發(fā)生塌（沉）陷。因此，淺層巖溶極發(fā)育，且存在規(guī)模較大的開(kāi)口向上的溶溝（槽），是該樓地基嚴(yán)重變形的原因之一。

1.2覆蓋層特征對(duì)地基變形的影響場(chǎng)地覆蓋層主要為粉質(zhì)粘土或紅粘土組成的一元結(jié)構(gòu)土體，而紅粘土復(fù)浸水特性分類(lèi)為I類(lèi)[3]，且土層厚度較薄，一般為6~12m，因此容易產(chǎn)生沉陷。

1.3地下水活動(dòng)對(duì)地基變形的影響場(chǎng)地地下水以巖溶潛水動(dòng)態(tài)特征為主，主要?jiǎng)討B(tài)要素如水位、流量等對(duì)降雨反應(yīng)敏感。據(jù)場(chǎng)地地下水位統(tǒng)測(cè)資料（表2）可知地下水位變化區(qū)間為83.13~88.99m。而基巖面標(biāo)高為73.52~84.24m，故地下水位主要在基巖面附近波動(dòng)。在天然條件下，地下水位于基巖面附近波動(dòng)，容易對(duì)土體進(jìn)行潛蝕，長(zhǎng)期作用易形成崩解，使之形成土洞并產(chǎn)生地面沉陷。

1.4人類(lèi)工程活動(dòng)對(duì)地基變形的影響

1.4.1抽取地下水對(duì)地基變形的影響場(chǎng)地附近村屯對(duì)地下水的開(kāi)采量較大，大量地抽取地下水，對(duì)場(chǎng)地主要造成以下影響：（1）引起地下水水位升降，加劇地下水位波動(dòng)，促進(jìn)土洞形成與發(fā)展，誘發(fā)沉陷。水位反復(fù)升降，引起一系列正負(fù)壓力變化和浮托力與土重量增減，并使?jié)B透潛蝕作用與滲透變形增大，促進(jìn)土層崩解等作用，從而促進(jìn)土洞的形成與發(fā)展和加快沉陷產(chǎn)生的速度。（2）引起水動(dòng)力條件突變，從而誘發(fā)沉陷。當(dāng)進(jìn)行大流量、大降深抽水時(shí)，常因水位下降和地下水流速突增、水動(dòng)能增加，加大了地下水對(duì)覆蓋層中細(xì)小顆粒的搬運(yùn)動(dòng)力，導(dǎo)致原來(lái)充填或半充填于巖溶裂隙、管道中的粘土被帶走，使巖溶通道得到疏通，導(dǎo)致與巖溶管道連通的土洞（覆蓋層）穩(wěn)定性受到破壞而產(chǎn)生沉陷。

1.4.2周邊工程活動(dòng)對(duì)地基變形的影響

4號(hào)樓周邊的5、6號(hào)樓均采用沖孔灌注樁施工工藝，沖孔時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)力，使土體的顆粒或巖體的巖塊之間產(chǎn)生壓縮—拉伸和剪切作用，使巖、土體結(jié)構(gòu)受到破壞，力學(xué)強(qiáng)度降低，從而引起巖土體開(kāi)裂及產(chǎn)生位移等變形，加之巖溶空腔中的地下水因受振動(dòng)力作用對(duì)覆蓋層產(chǎn)生沖擊作用，由此降低了土體穩(wěn)定性,導(dǎo)致土體失穩(wěn)產(chǎn)生沉陷。

1.5周邊巖溶塌陷對(duì)地基變形的影響受帽合村巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害影響，該樓場(chǎng)地孔隙水壓力驟升，在高孔隙水壓力與結(jié)構(gòu)自重在地基中引起的附加應(yīng)力共同作用下，溶洞頂板及溶槽壁的不連續(xù)結(jié)構(gòu)面尖端產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致巖體閉合裂隙擴(kuò)張，并沿結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體產(chǎn)生劈裂破壞和萌生新生裂紋，形成新的裂隙網(wǎng)絡(luò)[8]，由此導(dǎo)致溶槽壁與溶洞頂板強(qiáng)風(fēng)化巖體發(fā)生疊加破碎，從而破壞了地基巖體的完整性，降低了巖體強(qiáng)度，導(dǎo)致溶洞頂板因承載力降低，在荷載作用下發(fā)生塌落。通過(guò)以上分析，筆者認(rèn)為：淺層巖溶極發(fā)育、土層厚度較薄、地下水長(zhǎng)期在土巖交界面活動(dòng)構(gòu)成了地面沉陷的基本條件，加之人類(lèi)工程活動(dòng)和周邊巖溶塌陷的影響，造成4號(hào)樓場(chǎng)地發(fā)生2處地面沉陷（圖3中C2和C3），從而使4號(hào)樓地基發(fā)生嚴(yán)重變形，并引起樓體傾斜及墻體開(kāi)裂。

2認(rèn)識(shí)和體會(huì)

（1）通過(guò)分析，我們認(rèn)為淺層巖溶極發(fā)育、土層厚度較薄、地下水長(zhǎng)期在土巖交界面活動(dòng)等是該樓地基變形的主要原因。（2）建筑物結(jié)構(gòu)自重和不恰當(dāng)?shù)钠渌祟?lèi)工程活動(dòng)誘發(fā)或加快地面沉陷發(fā)生，而造成地基變形加劇。（3）復(fù)雜巖溶地區(qū)，工程建設(shè)應(yīng)加強(qiáng)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和采用綜合勘察方法查明巖溶發(fā)育特征，采取合適的工程措施和施工方法，才能確保工程安全。

作者：趙九輝 吳輝琴 黃建 江鵬 單位：廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 廣西北海地質(zhì)工程勘察院