常见工程地质问题及处理方法

考点汇集

考点1 特殊地基

地基对建筑物的影响很大，工程建设难免遇到一些特殊地基必须加以处理。

（一）松散、软弱土层

（二）风化、破碎岩层

（三）断层、泥化软弱夹层

（四）岩溶与土洞

考点2 地下水

考点3 边坡稳定

（一）影响边坡稳定的因素

影响边坡稳定的因素分为内在因素和外在因素两个方面。内在因素：组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等，它们常起着主要的控制作用。外在因素：地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工挖掘、爆破及工程荷载等。

（1）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。一般来说，坡度越陡，坡高越大，对稳定越不利。例如，崩塌现象均发生在坡度大于60°的斜坡上。

（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。底层岩性的不同，所形成的边坡变形破坏类型及能保持稳定的坡度也不同。

（3）地质构造与岩体结构。地质构造的因素包括褶皱、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。

（4）地下水。地下水是影响边坡稳定较为重要的外在因素，绝大多数滑坡与地下水的活动有关。

（二）不稳定边坡的防治措施

（三）地下工程围岩的稳定性

1.地下工程位置选择的影响因素

地下工程位置的选择，除取决于工程目的要求外，还需要考虑区域稳定、山体稳定及地形、岩性、地质构造、地下水、地应力等因素的影响。

（1）地形条件。在地形上要求山体完整，地下工程周围包括洞顶及傍山侧应有足够的山体厚度。如选择隧洞位置时，隧洞进出口地段的边坡应下陡上缓，无滑坡、崩塌等现象存在。洞口岩石应直接出露或坡积层薄，岩层最好倾向山里以保证洞口坡的安全。

（2）岩性条件。坚硬完整的岩体，围岩一般是稳定的，能适应各种断面形状的地下工程。而软弱岩体，如黏土岩类、破碎及风化岩体、吸水易膨胀的岩体等，通常力学强度低，遇水易软化、崩解及膨胀等，不利于围岩的稳定。因此，地下工程位置应尽量选在坚硬完整岩石中。

（3）地质构造条件。

（4）地下水的影响。地下工程施工中的塌方或冒顶事故，常常和地下水的活动有关。因此，在选址时最好选在地下水位以上的干燥岩体内，或地下水量不大、无高压含水层的岩体内。

（5）地应力的影响。在地下工程的设计和施工过程中，必须了解工程所在部位初始应力场的分布和变化规律，获得地下工程开挖后围岩应力重分布的特征，以便选用相应的措施来维护围岩的稳定。初始应力状态是决定围岩应力重分布的主要因素。

2.围岩的工程地质分析

围岩稳定性分析。围岩稳定是指在一定时间内，在一定的地质力和工程力作用下，岩体不产生破坏和失稳。围岩在压应力、拉应力作用下能否破坏，一般可采用如下判据：一是围岩的抗压强度和抗拉强度是否适应围岩应力；二是围岩的抗剪强度是否适应围岩的剪应力。

由于岩体在强度和结构方面的差异，隧道、竖井和地下车站、仓库、厂房等地下工程的围岩，变形与破坏的形式多种多样，主要有5种：

3.提高围岩稳定性的措施

（1）目前，用以提高围岩稳定性的工程措施主要有传统的支撑或衬砌和喷锚支护两大类。

（2）各类围岩的具体处理方法。

真题实战

1.对开挖后的岩体软弱破碎的大型隧洞围岩，应优先采用的支撑方式为（ ）。【2015年单选真题】

A.钢管排架 B.钢筋或型钢拱架

C.钢筋混凝土柱 D.钢管混凝土柱

【答案】B

【解析】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。支撑由柱体、钢管排架发展为钢筋或型钢拱架，拱架的结构和间距根据围岩破碎的程度决定。

2.边坡易直接发生崩塌的岩层是（ ）。【2015年单选真题】

A.泥灰岩 B.凝灰岩 C.泥岩 D.页岩

【答案】B

【解析】本题考查边坡稳定。对于喷出岩边坡，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。对于含有黏土质页岩、泥岩、泥灰岩、石膏等夹层的沉积岩边坡，最易发生顺层滑动。

3.基础设计时，必须以地下水位100%计算浮托力的地层有（ ）。【2015年多选真题】

A.节理不发育的岩石 B.节理发育的岩石

C.碎石土 D.粉土

E.黏土

【答案】BCD

【解析】当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水压力，即产生浮托力。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。

4.加固断层破碎带地基最常用的方法是（ ）。【2016年单选真题】

A.灌浆 B.锚杆 C.抗滑桩 D.灌注桩

【答案】A

【解析】破碎岩层有的较浅，也可以挖除；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。

5.下列导致滑坡的因素中最普遍最活跃的因素是（ ）。【2016年单选真题】

A.地层岩性 B.地质构造

C.岩体结构 D.地下水

【答案】D

【解析】地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素，绝大多数滑坡都与地下水的活动有关。

6.加固不满足承载力要求的砂砾石地层，常用的措施有（ ）。【2016年多选真题】

A.喷混凝土 B.沉井 C.黏土灌浆 D.灌注桩

E.碎石置换

【答案】BD

【解析】松散、软弱土层强度、刚度低，承载力低，抗渗性差。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；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；对于影响边坡稳定的，可喷混凝土护面和打土钉支护。

7.地层岩性对边坡稳定性的影响很大，稳定程度较高的边坡岩石一般是（ ）。【2017年单选真题】

A.片麻岩 B.角砾岩 C.安山岩 D.玄武岩

【答案】A(www.xing528.com)

【解析】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。地层岩性的不同，所形成的边坡变形破坏类型及能保持稳定的坡度也不同。对于深成侵入岩、厚层坚硬的沉积岩以及片麻岩、石英岩等构成的边坡，一般稳定程度是较高的。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。

8.为提高围岩自身的承载力和稳定性，最有效的措施是（ ）。【2017年单选真题】

A.锚杆支护 B.钢筋混凝土衬砌

C.喷层+钢丝网 D.喷层+锚杆

【答案】D

【解析】喷锚支护能使混凝土喷层与围岩紧密结合，并且喷层本身具有一定的柔性和变形特性，因而能及时有效地控制和调整围岩应力的重分布，最大限度地保护岩体的结构和力学性质，防止围岩的松动和坍塌。如果喷混凝土再配合锚杆加固围岩，则会更有效地提高围岩自身的承载力和稳定性。

9.仅发生机械潜蚀的原因是（ ）。【2017年单选真题】

A.渗流水坡度小于临界水力坡度

B.地下水渗流产生的动水压力大于土颗粒的有效重度

C.地下连续墙接头的施工质量不佳

D.基坑围护桩间隙处隔水措施不当

【答案】A

【解析】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。

10.围岩变形与破坏的形式多种多样，主要形式及其状况是（ ）。【2017年多选真题】

A.脆性破裂，常在储存有很大塑性应变能的岩体开挖后发生

B.块体滑移，常以结构面交汇切割组合成不同形状的块体滑移形式出现

C.岩层的弯曲折断，是层状围岩应力重分布的主要形式

D.碎裂结构岩体在洞顶产生崩落，是由于张力和振动力的作用

E.风化、构造破碎，在重力、围岩应力作用下产生冒落及塑性变形

【答案】BDE

【解析】地下工程的围岩，变形与破坏的形式多种多样，主要有五种：①脆性破裂，它是储存有很大弹性应变能的岩体，在开挖卸荷后，能量突然释放形成的。②块体滑移，是块状结构围岩常见的破坏形式，常以结构面交汇切割组合成不同形状的块体滑移、塌落等形式出现。③岩层的弯曲折断，是层状围岩变形失稳的主要形式。④碎裂结构岩体在张力和振动力作用下容易松动、解脱，在洞顶则产生崩落，在边墙上则表现为滑塌或碎块的坍塌。⑤一般强烈风化、强烈构造破碎或新近堆积的土体，在重力、围岩应力和地下水作用下常产生冒落及塑性变形。

预测试题

一、单项选择题（每题的4个选项中，只有1个最符合题意）

1.边坡最易发生顺层滑动和上部崩塌的岩体是（ ）。

A.垂直节理且疏松透水性强的黄土 B.含有黏土质泥灰岩夹层的沉积岩

C.原生柱状节理发育的玄武岩 D.侵入岩、石英岩以及片麻岩

2.适用于浅层或中厚层滑坡体滑动的防治措施是（ ）。

A.支挡建筑 B.注浆

C.预应力锚索 D.锚固桩

3.针对不稳定边坡所采用的锚固措施，其原理是（ ）。

A.提高岩体抗滑能力 B.提高岩体排水能力

C.缓解边坡的陡峭 D.提高岩体的抗压强度

4.地层岩性对边坡稳定性的影响很大，当受节理切割遭风化后，一般不出现顺层（或片理）滑坡的是（ ）。

A.安山岩 B.千枚岩

C.板岩 D.片岩

二、多项选择题（每题的备选项中，有2个或2个以上最符合题意，至少有1个错项）

1.下列选项中，对地下洞室围岩的稳定性不利的有（ ）。

A.围岩处于地下水量大、有高压含水层的岩体内

B.围岩处于向斜褶曲核部、断层破碎带及断层交汇区

C.洞室走向与缓倾岩层走向垂直

D.围岩是页岩、千枚岩、黏土岩及吸水易膨胀的岩体

E.围岩内压应力分散

2.对边坡稳定性起主要控制作用的是（ ）。

A.地下水作用 B.地应力 C.地质构造 D.风化作用

E.岩体结构

3.不稳定边坡的有效防治措施有（ ）。

A.防渗和排水 B.削缓斜坡、上部减重

C.锚杆 D.爆破

E.支挡建筑

4.下列关于地下水对建设工程的影响，说法正确的是（ ）。

A.地下水位下降会引起软土地基上升

B.地下渗流动水压力产生流沙和潜蚀

C.当建筑物的基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水浮托力

D.地下水对钢筋混凝土有腐蚀作用

E.深基坑下部有承压含水层，对建设工程没有影响

5.一般而言（ ）不宜建大型地下工程。

A.页岩 B.凝灰岩 C.黏土岩 D.岩浆岩

E.胶结不好的砂砾岩

参考答案

一、单项选择题

二、多项选择题