我国岩溶区建筑震害研究和抗震探究进展

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1、我国岩溶区建筑震害研究和抗震探究进展摘要：结合国内岩溶工程建设的相关文献资料，通过分析岩溶区的地质特点、基础选型及震害特征，总结了目前我国对岩溶区建筑的抗震措施及研究现状，并展望今后岩溶区建筑工程的抗震研究。关键词：岩溶地质；建筑结构；震害分析；抗震中图分类号：P3159文献标识码：A文章编号：1000-0666（2013）03-0401-060引言我国位于世界两大地震带一环太平地震带和亚欧地震带之间，受太平洋板块、亚欧大陆板块和印度洋板块的挤压,地震断裂带纵深发育水平很髙，导致我国地震活动频度高、强度大，是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一（张国民等，2004）o大陆VI〜IX度地

2、震区占国土面积的80%以上，其中很大一部分为岩溶分布区。我国可溶性岩石分布面积达365X106km2,占国土面积1/3以上，尤其以桂、黔和滇东部地区分布最广，其次是湘西、鄂西、川东、鲁、晋等地，全国各省区均有分布（雷明堂，蒋小珍，1998）o改革开放以来，随着经济发展与土地资源的供应紧张，将很难避免在岩溶地基上建造建筑物。在岩溶区进行工程建设，由于岩溶发育往往使地面上石芽、溶沟丛生，参差不平整；地下溶洞又破坏了岩体的完整性，岩溶水动力条件的变化，会使其上部覆盖土层产生沉陷，这些都不同程度影响工程结构的稳定性，降低建筑结构的抗震性能，抗震隐患严重（陈洪江，2010）。在岩溶地质条件下，

3、为达到建筑物抗震设防标准和优化建造成本的目的，合理的设计显得尤为重要。目前我国并没有针对岩溶区建筑结构的抗震技术规程，绝大多数结构设计都是依照一般性的抗震规范。而在地基处理方面，设计人员多依赖当地经验，大部分都还没有成熟的计算方法。随着工程建设的发展以及信息技术、电子计算机技术的引进，工程界应给予岩溶区的抗震问题足够的重视。1岩溶工程地质问题111岩溶地基与围岩的稳定问题在岩溶区修建各类建筑物都有一个特殊的地基稳定问题。这是因为，在建筑物基础之下可能埋藏有岩溶洞穴、漏斗、溶沟、石芽等岩溶形态，它破坏了岩体的连续性、均一性和整体性。当地震来临时，岩土体产生附加应力与荷载，导致岩土内原有

4、力学稳定性的破坏，会造成建筑基础丧失承载能力。12岩溶水对工程建设的危害岩溶区一般地下水极为丰富，易造成基坑突涌、岩溶水库的渗漏、岩溶外水压力等，对工程的危害很大。在抗震方面，地震可引起地下水的水动力变化，水位跌荡起伏，使潜蚀作用增强，甚至使地面产生开裂、地应力场发生变化，诱发岩溶塌陷。13岩溶区诱发地震在人类对自然资源不断地开发与利用下，岩溶区特殊的地质条件和环境因素极易诱发地震。主要类型有：岩溶区水库诱发地震、岩溶区矿山诱发地震、岩溶区城市和爆破诱发地震。岩溶区诱发地震特别引人瞩目，已成为当今主要的环境工程地质问题之一(光耀华，1998)o2岩溶区建筑的基础选型历次地震的震害调查

5、表明，地基基础的地震效应对建筑物遭受的地震破坏轻重有密切关系。一次强烈地震发生后，其震害程度不是均匀地随着与震中的距离增大而衰减，而是在很大程度上受地质构造、地形、岩土性质、地下水等条件的控制。岩溶地质作为一种非稳定场地，是影响建筑抗震性能的重要因素。因此，不同的建筑结构对基础选型有一定要求。(1)浅基础。一般情况下，对单柱荷载不是很大且灰岩面上覆盖较深的岩溶场地，可采用浅基础。由于箱型基础和筏板基础的基础沉降量比较小，调整地基不均匀沉降的能力较强，抗震性能良好，是岩溶地区常用的基础形式(邓海东，2009)o1地震研究136卷第3期杨仕升等：我国岩溶区建筑震害分析与抗震研究进展(2)

6、复合地基基础。若基岩上覆盖有一定厚度土层，但其承载力不满足要求时，可釆用复合地基基础。目前，岩溶地区大多采用深层搅拌桩、刚性桩对土层进行加固处理。还有近几年比较新的CFG桩复合地基处理方法（钟毅，李文胜，2011）o（3）桩基础。桩基抗变形能力强，承载力大，能适用于各种不利的地理情况，比天然地基具有更好的抗震能力，在岩溶区的高层建筑中得到广泛应用。采用桩基在岩溶地基上建造高层建筑，需要解决一系列特殊问题，如持力层的稳定、溶槽溶洞处理、同一承台下长桩与短桩的应力、应变协调等。目前岩溶地基主要使用的桩基形式有：冲（钻）孔灌注桩、预应力管桩、裙桩、沉管夯扩灌注桩、静压预制桩等（顾太华,潘健

7、,2005）o另外，由于箱型基础和筏板基础的整体性好，也常采用箱桩结合或桩筏结合的基础形式。这种混合的基础形式共同作用有利于控制基础差异沉降，提高桩基础的抗震能力。3岩溶区建筑的震害特点及原因分析由于岩溶区复杂的地质条件，强烈的地震动易诱发滑坡、地裂缝、塌陷等灾害。纵观我国多次强地震中遭受破坏的建筑可知，由于地质灾害而导致上部结构的破坏，是岩溶区主要的震害特点。31地震岩溶塌陷对建筑的破坏在碳酸盐岩石分布区有许多岩溶洞穴隐伏在第四纪覆盖层之下，地震会破坏原