摘要：杭州转塘地区有不同时代的石灰岩分布，受断裂构造等影响，岩溶发育。后期为山前洪冲积、冲海积地层所覆盖，形成较难识别的覆盖型岩溶地基，地质条件相对复杂。现结合部分工程勘察实践，对该区域岩溶发育的规模、特征，以及岩溶地基的改造利用方案进行初步探索研究。
关键词：石灰岩；断裂构造；隐覆型岩溶；勘察难点；基础方案
1 引言
杭州城区多处有岩溶地质发育，其中主城区岩溶主要沿西湖景区发育，主城区外围岩溶主要分布在西南侧的留下、闲林、转塘地区，以及北侧超山等地区。近年来，随着城市建设的不断推进，许多工程不可避免的建设在岩溶地质发育地段。现结合杭州转塘地区部分工程岩溶地基勘察实践，对该地区岩溶发育规模及特征进行相关的探索，同时结合建筑物特点对岩溶地基方案进行了初步讨论。
2 地形地貌及地质构造背景
杭州转塘地区属于丘陵及山前平原地貌，主要山体有象山、九炮山、狮子山、鸡山、狐狸山，东侧为钱塘江，交通便捷；主要交通要道有杭州绕城公路、320国道、杭新景高速公路、之江路、科海路等。
地质构造背景：有三组区域性构造断裂通过，分别为昌化－普陀断裂（F18）、萧山－球川断裂（F6）和孝丰－三门湾断裂（F14）。
其中，昌化－普陀断裂（F18）：由多条30～0km断层段斜列、羽列或断续出现构成断裂主体，地貌上为浙北沉降区与浙南山区的分界。杭州附近据浅层人工地震勘探揭示，该断裂错断了晚更新世中晚期地层，为晚更新世活动断裂段，萧山以东段热释光测年证断裂最新活动年代为中更新世晚期。杭州以西为早更新世有过活动的断裂。另外，近东西及近南北向的次级断裂也较为发育。
区域构造及岩性图
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3 转塘隐伏型岩溶发育范围及大致特点
转塘岩溶发育区域主要有两处，一处为320国道两侧分布，一处为沿科海路西侧的之江科技工业园区。
（1） 320国道附近岩溶发育特点
主要分布在320国道两侧，如中村、村口、双流村，往东狮子口等处也有发育。其发育总体由区域性断裂昌化－普陀断裂（F18）控制，发育范围呈近东西向狭长带状，由西往东渐渐变宽。岩溶发育的地层岩性为下古生界奥陶系下统留下组O1l、荆山组O1j、闲林埠组O1x、牯牛潭组O1g地层，岩性特点以中-薄层状灰岩、泥质灰岩、白云岩类为主。
该段地貌自西向东由山前冲洪积地貌渐变为冲海积地貌，第四系地层厚度渐渐变大，土层结构由山前冲洪积的砂砾石层+坡积土二元结构，逐渐相变为上部有厚度较大的淤泥质土、粘性土沉积的多元地层结构，岩溶发育的规模及特点也有所不同。
西侧冲洪积地貌岩溶发育深度多在20～50米左右，形成的地下溶洞规模大、连通性强，岩溶发育的各种类型较为齐全，形成地下暗河、溶洞、溶槽、溶牙、溶斗、土洞等岩溶现象。该处勘探单个洞径竖向可达14米，形成地下网状暗河复杂，有多达十余层的串珠状溶洞；充填的物质及密实度也有所不同：一般上层溶洞当其顶板蚀空后被上部土层塌陷所充填，一般多松散，而下部相对密闭的溶洞则往往被次生黄泥半充填，呈流态，性状尤差。另外，受溶洞和地下水等影响，其上部沉积的土层有软化、淘蚀现象，形成坡积土（粉质粘土）多呈软～软可塑状，局部呈流塑状，存在直接掉钻现象，局部已经形成土洞、等现象，发育深度在地表下10～20米左右，将影响场地稳定。
往东冲海积地貌岩溶发育深度在30～50米左右，形成的溶洞规模相对较小，以不规则条带状为主，局部呈点状，充填物一般以次生黄泥为主，溶洞发育规模一般在3～5米左右，也有串珠状多层岩溶发育，因其上部有厚度较大且隔水的粘性土及软土，一般土洞不发育。
从上述两处的石灰岩岩性特点看，一般石灰岩呈灰白色，结晶程度较好，基本不含碳质、泥质，溶洞较为发育。
（2） 之江科技工业园区岩溶发育特点
之江科技工业园区岩溶发育区主要位于科海路西南侧，属于山间冲海积地貌单元。地质构造上属于向斜核部，岩溶发育的地层为上古生界石炭系中上统黄龙组C2h、船山组C3c石灰岩，岩性特点以中厚生物屑灰岩、生物屑结晶灰岩为主，下部岩层以泥盆系、志留系砂岩为主。
该处岩土层结构大致为：上部25米以钱塘江冲积的粉土、粉砂为主，往下10-20米左右为粘性土+砂砾石层为主，往下为基岩，岩溶发育规模也较大，除基岩中存在串珠状溶洞外，砂砾石层中土洞发育相对普遍，土洞竖向洞径可达3～5米，水平范围可达10～20余米，勘探时多直接掉钻，基岩面溶蚀现象普遍，其上多有软弱的棕红色粘性土分布。
4 隐伏型岩溶发育的危害
隐伏型岩溶因其隐蔽性常被忽视或定性不准，导致工程建设出问题，其危害不容小觑。就转塘区域而言，存在的工程问题主要有地面塌陷、沉降、坍塌，危害基础安全。
（1）地面塌陷、沉降：之江科技工业园区内某商务用房勘探过程中因勘探孔揭穿下部土洞，形成上部粉土、粉砂沿钻孔往土洞内渗漏，导致地表塌陷，钻机平台下沉。
（2）影响桩基安全：上述之江科技工业园区工程桩采用预应力管桩，以20余米的粉土作为持力层，施工完成后，对其下30余米处土洞进行灌浆填充处理，灌浆孔施工中曾发生因灌浆孔揭穿上部土层贯通土洞后，引起直径约18米深度达12米的大面积塌陷。
（3）加大桩基施工难度：320国道西侧附近某工程采用冲锤式钻孔灌注桩施工，以中风化石灰岩作为持力层，因坡积土中土洞发育，漏浆塌孔严重、钻探成孔难度大，成孔后也存在混凝土超灌方量大及成桩困难问题。
5 勘察需注意的问题
（1） 勘探难度：主要存在漏浆塌孔、卡钻问题，易发生孔内事故，导致勘探深度难以达到预期，勘察工期延缓；
（2） 填充物的辨识：工程经验不足或采样不好时，岩溶填充物易被忽视，导致认识不足，影响确切的基础方案评价。
6 基础施工方案探索
浅基础方案：一般而言，岩溶发育区基础方案宜优先考虑浅基础方案，前提是确定岩溶及工程建设不足以影响场地地基稳定，且满足基础承载能力、变形要求；
地基处理方案：当浅层存在小规模溶洞、土洞，可以考虑采用灌浆处理的基础方案，也可考虑采用回填碎石桩、水泥粉煤灰混凝土桩CFG桩等；
桩基方案：若建筑物荷载大，可考虑穿越溶洞后以中风化基岩作为钻孔灌注桩桩基持力层方案；
桩基+地基处理方案：建筑物荷载较大，且溶洞上部土层工程性能较好且稳定，可以考虑管桩方案，同时对可能影响桩基安全的溶洞进行灌浆处理，必要时还可以对管桩所处土层进行挤密处理。
7 结语
隐伏型岩溶因其隐蔽性及分布的不规律性而不易被觉察，也因溶洞、土洞的存在导致勘探难度增加，其发育程度不同对建筑物地基稳定、安全存在不同影响，因此，作为勘察工作者应充分了解区域地质构造格局，详尽仔细进行现场查勘，对建筑物地基基础方案的论证需更加慎重，须结合建筑物荷载、地下结构、岩土层结构、施工工艺水平、岩溶影响综合分析判定。
论文作者:邵微星
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30
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