第三节 常见工程地质问题及其处理方法 一、特殊地基 原则：浅的挖除换土，深的打桩或水泥浆灌浆和连续墙，裂隙和碎软的水泥浆灌浆。护坡支护。

1、松散、软弱土层 1、对不满足承载力要求的松散土层，如砂和砂砾石地层等，可挖除，也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固；

2、对不满足抗渗要求的，可灌水泥浆或水泥黏土浆，或地下连续墙防渗；

3、对于影响边坡稳定的，可喷射混凝土或用土钉支护。

4、对不满足承载力的软弱土层，如淤泥及淤泥质土，浅层的挖除，深层的可以采用振冲等方法用砂、砂砾、碎石或块石等置换。

2、风化、破碎岩层 1、风化一般在地基表层或破碎岩层有的较浅，可以挖除。

2、有的埋藏较深，如断层破碎带，可以用水泥浆灌浆加固或防渗；

3、影响边坡稳定的，可喷混凝土或挂网喷混凝土罩面，必要时配合注浆和锚杆加固。

4、裂隙发育岩层对于影响边坡稳定的，采用锚杆加固。

5、对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩，地下工程开挖后，要及时采用支撑、支护和衬砌。支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架，拱架的间距根据围岩破碎的程度决定。支护多采用土钉、锚杆、锚索和喷射混凝土等联合支护方式。衬砌多用混凝土和钢筋混凝土，也可采用钢板衬砌。

3、断层、泥化软弱夹层 1、浅埋的尽可能清除回填，深埋的注水泥浆处理；

2、浅埋的泥化夹层，尽可能清除回填，深埋的一般不影响承载能力。

3、断层、泥化软弱夹层可能是基础或边坡的滑动控制面的，又不便清除回填的，根据埋深和厚度，可采用锚杆、预应力锚索、抗滑桩等进行抗滑处理。

4、滑坡发生往往与水有很大关系，渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和粘聚力，要注重在滑坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施。

5、防止滑坡，经过论证可以在滑坡体的上部刷方减重，未经论证不要扰动滑坡体。

6、在滑坡体坡脚采用挡土墙、抗滑桩等支挡措施。

7、采用固结灌浆等措施改善滑动面和滑坡体的抗滑性能。

8、当地下水发育影响到边坡或围岩稳定时，要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水，降低地下水位。

4、岩溶与土洞 1、可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。

2、不方便挖填的，可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶，也可对岩溶进行裂隙钻孔注浆，对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾，或做桩基处理。

二`地下水的影响 1、地下水对土体和岩体的软化 尤其是地下水使结构面的粘结力降低和摩擦角减小，使结构面的抗剪强度降低，造成岩体的承载力和稳定性下降。

2、地下水位下降引起软土地基沉降。

如果抽水井滤网和砂滤层的设计不合理或施工质量差，使周围地面土层很快产生不均匀沉降，造成地面建筑物和地下管线损坏。将采取降水措施后在井周围会被形成漏斗状的弯曲水面---降水漏斗。在这一降水漏斗范围内的软土层会发生渗透固结而造成地基土沉降。而且，由于土层的不均匀性和边界条件的复杂性，降水漏斗往往是不对称的。

3、动水压力产生流砂和潜蚀。

(1)按其严重程度可分下列三种：轻微流砂；
中等流砂；
严重流砂。如果在沉井施工中产生严重流砂，那么沉井就突然下沉，无法用人力控制，以致沉井发生倾斜，甚至发生重大事故。

(2) 如果地下水渗流产生的动水压力小于土颗粒的有效重度，即渗流水力坡度小于临界水力坡度。那么，虽然不会发生流沙现象，但是土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流携带而走。时间长了，在土层中将形成管状空洞，使土体结构破坏，强度降低，压缩性增加，这种现象称之为机械潜蚀。

4、地下水的浮托作用。

1、如果基础位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地基上，则按地下水位100%计算浮托力；

2、如果基础位于节理裂隙不发育的岩石地基上，则按地下水位50%计算浮托力；

3、如果基础位于黏性土地基上，其浮托力较难确切地确定，应结合地区的实际经验考虑。

5.承压水对基坑的作用。

承压水头是否会冲毁基坑底部的黏性土层，通常用压力平衡概念进行验算：
黏性土的重度*基坑开挖后黏性土层的厚度 =相对于含水层顶板的承压水头值*地下水的重度 基坑底部黏性土层的厚度必须满足下式：
基坑开挖后黏性土层的厚度 >[地下水的重度*相对于含水层顶板的承压水头值/黏性土的重度]*K 式中 K—安全系数，一般取1.5～2．O，主要视基坑底部黏性土层的裂隙发育程度及坑底面积大小而定。

不满足上式的则必须用深井抽汲承压含水层中的地下水，使其承压水头下降。

6.地下水对钢筋混凝土的腐蚀。

混凝土和钢筋都会受到地下水的腐蚀，造成结构破坏。

【2009真题】6.下列关于地下水影响边坡稳定性，叙述错误的是( )。

A.地下水改变岩体的构造 B.地下水对岩体会产生浮力 C.地下水使岩石软化或溶蚀 D.在寒冷地区，地下水渗入裂隙结冰膨胀 【答案】A 【解析】地下水对土体或岩体产生软化作用，造成岩体承载力和稳定性下降，并未改变岩体的构造。

【2011真题】61.关于地下水以下正确的说法有（ ）。

A.地下水能够软化和溶蚀边坡岩体，导致崩塌或和滑坡 B.地下水增加了岩体重量，提高了下滑力 C.地下水产生静水浮托力，提高了基础抗滑稳定性 D.地下水产生静水压力或动水压力，提高岩体稳定性 E.地下水对岩体产生浮托力，使岩体重量相对减轻，稳定性下降 【答案】ABE 【解析】C、D错误，地下水产生浮托力，使岩体有效重量减轻，稳定性下降；
地下水产生静水压力或动水压力，促使岩体下滑或崩倒。

【例题】地下水的浮托作用。以下说法正确的有（ ）。

A.如果基础位于碎石土和节理裂隙发育的岩石地基上，则按地下水位100%计算浮托力 B.如果基础位于粉土、砂土、的岩石地基上，则按地下水位50%计算浮托力 C.如果基础位于节理裂隙不发育的岩石地基上，则按地下水位100%计算浮托力 D.如果基础位于节理裂隙不发育的岩石地基上，则按地下水位50%计算浮托力 E.如果基础位于黏性土地基上，其浮托力较难确切地确定 【答案】ADE 【解析】地下水的浮托作用。如果基础位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地基上，则按地下水位100%计算浮托力；
如果基础位于节理裂隙不发育的岩石地基上，则按地下水位50%计算浮托力；
如果基础位于黏性土地基上，其浮托力较难确切地确定，应结合地区的实际经验考虑。

三、边坡稳定 边坡岩体稳定性 (一) 影响边坡稳定因素 影响边坡稳定性的因素有内在因素与外在因素两个方面。

①内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等，它们常常起着主要的控制作用；

②外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷载等。

l．地貌条件 深沟峡谷地区，陡峭的岸坡是容易发生边坡变形和破坏的地形条件。

2．地层岩性 地层岩性对边坡稳定性的影响很大，软硬相间，并有软化、泥化或易风化的夹层时，最易造成边坡失稳。

(1)侵入岩、沉积岩以及片麻岩、石英岩等构成的边坡 一般稳定程度是较高。只有在节理发育、有软弱结构面穿插且边坡高陡时，才易发生崩塌或滑坡现象。

(2)喷出岩边坡，如玄武岩、凝灰岩、火山角砾岩、安山岩等 其原生的节理，尤其是柱状节理发育时，易形成直立边坡并易发生崩塌。

(3)含有黏土质页岩、泥岩、煤层、泥灰岩、石膏等夹层的沉积岩边坡 最易发生顺层滑动，或因下部蠕滑而造成上部岩体的崩塌。

(4)千枚岩、板岩及片岩 岩性较软弱且易风化，在产状陡立的地段，临近斜坡表部容易出现蠕动变形现象。当受节理切割遭风化后，常出现顺层(或片理)滑坡。

(5)具有垂直节理且疏松透水性强的黄土 浸水后易崩解湿陷。当受水浸泡或作为水库岸边时，极易发生崩塌或塌滑现象。

(6)崩塌堆积、坡积及残积层地区 其下伏基岩面常常是一个倾向河谷的斜坡面。当有地下水在此受阻，并有黏土质成分沿其分布时，极易形成滑动面，从而使上部松散堆积物形成滑坡。

3．地质构造与岩体结构 地质构造因素包括褶皱、断裂、区域新构造运动及地应力等，这些对岩质边坡的稳定也是主要因素。褶皱、断裂发育地区，常是岩层倾角大，甚至陡立，断层、节理纵横切割，构成岩体中的切割面和滑动面，形成有利于崩塌、滑动的条件，并直接控制着边坡破坏的形成和规模。

4．地下水作用 (1)地下水会使岩石软化或溶蚀，导致上覆岩体塌陷，进而发生崩塌或滑坡。

(2)地下水产生静水压力或动水压力，促使岩体下滑或崩倒。

(3)地下水增加了岩体重量，可使下滑力增大。

(4)在寒冷地区，渗入裂隙中的水结冰，产生膨胀压力，促使岩体破坏倾倒。

(5)地下水产生浮托力，使岩体有效重量减轻，稳定性下降。

（二）不稳定边坡的防治措施 l.防渗和排水 一般是在滑坡体外围布置截水沟槽，以截断流至滑坡体上的水流。大的滑坡体尚应在其上部部位布置一些排水沟，同时要整平坡面，防止有积水的坑洼，以利于降水迅速排走。

针对已渗入滑坡体的水，通常是采用地下排水廊道，利用它可截住渗透的水流或将滑坡体中的积水排出滑坡体以外。另外也有采用钻孔排水的方法，即利用若干个垂直钻孔，打穿滑坡体下部的不透水层，将滑坡体中的水流到其下伏的另一个透水性较强的岩层中去。

2．削坡 削坡是将陡倾的边坡上部的岩体挖除，一部分使边坡变缓，同时也可使滑体重量减轻，以达到稳定的目的。削减下来的土石，可填在坡脚，起反压作用，更有利于稳定。采用这种方法时，要注意滑动面的位置，否则不仅效果不显著，甚至更会促使岩体不稳。

3．支挡建筑 支挡建筑主要是在不稳定岩体的下部修建挡墙或支撑墙(或墩)。材料用混凝土、钢筋混凝土或砌石。支挡建筑物的基础要砌置在滑动面以下。若在挡墙后增加排水措施，效果更好。王双增 讲解 支撑断面示意图 1—支撑；
2—不稳定岩体 4．锚固措施 锚固措施，有锚杆(或锚索)和混凝土锚固桩两种类型，其原理都是提高岩体抗滑(或抗倾倒)能力。

预应力锚索或锚杆 适用于加固岩体边坡和不稳定岩块。

锚固桩(或称抗滑桩) 适用于浅层或中厚层的滑坡体滑动。它是在滑坡体的中、下部开挖竖井或大口径钻孔，然后浇灌钢筋混凝土。垂直于滑动方向布置一排或两排，桩径通常为l～3m，深度一般要求滑动面以下桩长占全桩长的1／4—1／3。

“抗滑桩+冠梁+锚索”的治理措施图示 除上述几项较多采用的防治措施外，还可采用喷混凝土护面、注浆及改善滑动带土石的力学性质等措施。在进行边坡防治处理时，如数种措施同时采用，效果更为显著。

【例题】锚固桩(或称抗滑桩) 说法正确的有（ ）。

A．适用于浅层滑坡体滑动 B．适用于中厚层的滑坡体滑动 C．垂直于滑动方向布置一排或两排 D．平行于滑动方向布置一排或两排 E．滑动面以下桩长占全桩长的1／2 【答案】ABC 【解析】适用于浅层或中厚层的滑坡体滑动。它是在滑坡体的中、下部开挖竖井或大口径钻孔，然后浇灌钢筋混凝土。垂直于滑动方向布置一排或两排，桩径通常为l～3m，深度一般要求滑动面以下桩长占全桩长的1／4—1／3。