（一）松散、软弱土层（2010\2013\2016）

对不满足承载力要求的松散土层，如砂和砂砾石地层等，（浅埋）可挖除，也可采用（深埋）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，可喷射砼或用土钉支护。

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。

（二）风化、破碎岩层

风化一般在地基表层，可以挖除。

破碎岩层有的较浅，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；

风化、破碎处于边坡影响稳定的，可采用喷混凝土或挂网喷混凝土护面，配合灌浆和锚杆加固，或砌体、混凝土和钢筋砼等格构方式的结构护坡。（2018）

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。（2015）

支护多采用喷混凝土、挂网喷混凝土、随机锚杆和系统锚杆。

衬砌多用混凝土和钢筋混凝土，也有采用钢板衬砌的。

（三）断层、泥化软弱夹层（2016、2019、2020）

对充填胶结差，影响承载力或抗渗要求的断层，浅埋的尽可能清除回填，深埋的灌水泥浆处理；

泥化夹层可能影响承载能力，浅埋的尽可能清除回填，深埋的一般不影响承载能力。

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

滑坡的发生往往与水有很大的关系。

在滑坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施；经过论证方可以在滑坡体的上部刷方减重以防止滑坡，未经论证不要轻易扰动滑坡体。不能在上部刷方减重的，可考虑在滑坡体坡脚采用挡土墙、抗滑桩等支挡措施（2013），也可采用固结灌浆等措施改善滑动面和滑坡体的抗滑性能。

（四）岩溶（喀斯特）与土洞

对塌陷或浅埋溶（土）洞宜采用挖填夯实法、跨越法、充填法、垫层法进行处理；

对深埋溶（土）洞宜采用注浆法、桩基法、充填法进行处理。

对落水洞及浅埋的溶沟（槽）、溶蚀（裂隙、漏斗）等，宜采用跨越法、充填法进行处理。

岩溶地基处理与施工时，应对岩溶水进行疏导或封堵，减少淘蚀、潜蚀。

地下水最常见的问题主要是对岩体的软化、侵蚀和静水压力、动水压力作用及其渗透破坏等。

（一）地下水对土体和岩体的软化

地下水使土体尤其是非黏性土软化，降低强度、刚度和承载能力。

（二）地下水位下降引起软土地基沉降

（三）动水压力产生流砂和潜蚀（2019、2017）

1.流砂

当地下水的动水压力大于土粒的浮容重或地下水的水力坡度大于临界水力坡度时产生流砂。

分三种：轻微流砂、中等流砂、严重流砂。

流砂易产生在细砂、粉砂、粉质黏土等土中。

常用处置方法有人工降低地下水位和打板桩等，特殊情况下采取化学加固法、爆炸法及加重法等。

在基槽开挖的过程中局部地段出现流砂时，可立即抛入大块石等阻止流砂（2019）。

2.潜蚀（机械潜蚀和化学潜蚀）

机械潜蚀：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（2017）。

化学潜蚀：地下水溶解土中盐分，破坏土粒间的结合力和土的结构，土粒被水带走，形成洞穴。

这两种作用一般是同时进行的。在我国的黄土层及岩溶地区的土层中，常有潜蚀现象产生。

潜蚀处理：可以采用堵截地表水流入土层、阻止地下水在土层中流动、设置反滤层、改良土的性质、减小地下水流速及水力坡度等措施。（2019）

（四）地下水的浮托作用（2015）

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（2015）；

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（2020）。

（五）承压水对基坑的作用

当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施，保证坑底土层稳定。

当坑底含承压水层且上部土体压重不足以抵抗承压水水头时，应布置降压井降低承压水水头压力，确保基坑开挖施工安全。

（六）地下水对钢筋混凝土的腐蚀

地下水对混凝土的腐蚀是一项复杂的物理化学过程，在一定的工程地质与水文地质条件下，对建筑材料的耐久性影响很大。

（一）影响边坡稳定因素（2013）

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；

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。

1.地貌条件

深切峡谷地区，陡峭的岸坡是容易发生边坡变形和破坏的地形条件。

崩塌现象均发生在坡度大于60°的斜坡上。

2.地层岩性

（1）深成侵入岩、厚层坚硬的沉积岩以及片麻岩、石英岩（2017）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。

（2）喷出岩边坡，如玄武岩、凝灰岩（2015）、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。（2010）

（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、区域性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（2011、2016）

是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素。

（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

1.防渗和排水

为了防止大气降水向岩体中渗透，一般在滑坡体外围布置截水沟槽，以截断流至滑坡体上的水流。

应在大的滑坡体上布置一些排水沟，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，截住渗透的水流或将滑坡体中的积水排出滑坡体以外。

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。

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），也是一种应用广泛而有效的方法。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。

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。

预应力锚索或锚杆锚固不稳定岩体的方法，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。

（一）地下工程位置选则的影响因素

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

选择隧洞位置时，隧洞进出口地段边坡应下陡上缓，无滑坡、崩塌现象存在。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

一般而言，岩浆岩、厚层坚硬的沉积岩及变质岩，围岩的稳定性好，适于修建大型的地下工程。

凝灰岩、黏土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩、千枚岩及某些片岩，稳定性差，不宜建大型地下工程。

（3）地质构造条件

1）褶皱的影响（2018、2019）

在向斜核部不宜修建地下工程（2019）。

在布置地下工程时，原则上应避开褶皱核部。若必须在褶皱岩层地段修建地下工程，可以将工程放在褶皱的两侧（2018）。

2）断裂的影响

选址尽量避开大断层（2015）。

地下工程轴线垂直或近于垂直断裂带，所需穿越的不稳定地段较短，但也可能产生塌方。

3）岩层产状的影响

对于地下工程轴线与岩层走向垂直的情况，围岩的稳定性较好，特别是对边墙稳定有利。当岩层较陡时，稳定性最好。当岩层倾角较平缓且节理发育时，在洞顶易发生局部岩块塌落现象，地下工程顶部常出现阶梯形超挖；

在水平岩层中布置地下工程时，应尽量使地下工程位于均质厚层的坚硬岩层中。若地下工程必须切穿软硬不同的岩层组合时，应将坚硬岩层作为顶板，避免将软弱岩层或软弱夹层置于顶部，后者易于造成顶板悬垂或坍塌。

软弱岩层位于地下工程两侧或底部也不利，它容易引起边墙或底板鼓胀变形或被挤出。

当洞身穿过软硬相间或破碎的倾斜岩层时，顺倾向一侧的围岩易于变形或滑动，造成很大的偏压，逆倾向一侧围岩侧压力小，有利于稳定。

（4）地下水

在选址时最好选在地下水位以上（2016）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

初始应力状态是决定围岩应力重分布的主要因素。

（二）围岩的工程地质分析

（1）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。

变形与破坏的形式主要有五种（2017）：

1）脆性破裂，经常产生于高地应力地区，形成机理是复杂的，它是储存有很大弹性应变能的岩体。

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。当结构面间夹泥时，往往会产生大规模的塌方（2013），如不及时支护，将愈演愈烈，直至冒顶。

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。常见的塑性变形和破坏形式有边墙挤入、底鼓及洞径收缩等。

（2）围岩的分类

（三）提高围岩稳定性的措施

两大类：传统的支撑或衬砌、喷锚支护。

（1）支撑与衬砌

支撑是在地下工程开挖过程中用以稳定围岩用的临时性措施。按照选用材料的不同，有木支撑、钢支撑及混凝土支撑等。

衬砌是加固围岩的永久性结构，其作用主要是承受围岩压力及内水压力，有混凝土及钢筋混凝土衬砌，也可以用浆砌条石衬砌。

（2）喷锚支护

混凝土喷层：本身具有一定的柔性和变形特性，控制和调整围岩应力的重分布，防止围岩松动和坍塌。

喷层+锚杆：更有效地提高围岩自身的承载力和稳定性（2017）。

喷混凝土的作用（2014、2018）：

首先，能紧跟工作面，速度快，因而缩短了开挖与支护的间隔时间，及时地填补了围岩表面的裂缝和缺损，阻止裂隙切割的碎块脱落松动，使围岩的应力状态得到改善；

其次，由于有较高的喷射速度和压力，浆液能充填张开的裂隙，起着加固岩体的作用，提高了岩体的强度和整体性。

此外，喷层与围岩紧密结合，有较高的粘结力和抗剪强度，能传递各种应力，起到承载拱的作用。

（四）各类围岩的具体处理方法

（1）对于坚硬的整体围岩，基本上不存在支护向题。这种情况下喷混凝土的作用主要防止围岩表面风化，消除开挖后表面的凹凸不平及防止个别岩块掉落，其喷层厚度一般3～5cm。当地下工程围岩中出现拉应力区时，应采用锚杆稳定围岩。（2014）

（2）对于块状围岩，喷混凝土支护即可，但对于边墙部分岩块可能沿某一结构面出现滑动时，应该用锚杆加固。

（3）对于层状围岩，应以锚杆为主要支护手段。

（4）对于软弱围岩，该类围岩在地下工程开挖后一般都不能自稳，所以必须立即喷射混凝土，有时还要加锚杆和钢筋网才能稳定围岩。（2018）

松散、软弱土层

风化、破碎岩层

根据埋藏条件，将地下水分为包气带水、潜水、承压水三大类。

根据含水层的空隙性质，地下水又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水三个亚类。根据上述分类原则，将地下水的基本类型列于下表。

（一）包气带水的特征
包气带水主要受气候控制，季节性明显，变化大。雨季水量多，旱季水量少，甚至干涸。包气带水对农业有很大意义，对工程意义不大。
（二）潜水的特征
潜水有两个特征。①潜水面以上无稳定的隔水层存在，大气降水和地表水可直接渗入，成为潜水的主要补给来源。因此，在大多数的情况下潜水的分布区与补给区是一致的，某些气象水文要素的变化能很快影响潜水的变化，潜水的水质也易于受到污染。②潜水自水位较高处向水位较低处渗流。在山脊地带潜水位的最高处可形成潜水分水岭，自此处潜水流向不同的方向。潜水面的形状是因时因地而异的，它受地形、地质、气象、水文等自然因素控制，并常与地形有一定程度的一致性。一般地面坡度越大，潜水面的坡度也越大，但潜水面坡度经常小于当地的地面坡度。
（三）承压水的特征
承压水是因为限制在两个隔水层之间而具有一定压力，特别是含水层透水性越好，压力越大，人工开凿后能自流到地表。因有隔水顶板存在，承压水不受气候的影响，动态较稳定，不易受污染。
（四）裂隙水的特征
风化裂隙水主要受大气降水的补给，有明显季节性循环交替，常以泉水的形式排泄于河流中；成岩裂隙水多呈层状，在一定范围内相互连通协构造裂隙水、层状构造裂隙水可以是潜水，也可以是承压水；脉状构造裂隙水多赋存于张开裂隙中，由于裂隙分布不连续，所以形成的裂隙各有自己独立的系统、补给源及排泄条件，水位不一致，有一定压力，压力分布不均，水量少，水位、水量变化大。
（五）岩溶水的特征
在厚层灰岩的包气带中，常有局部非可溶的岩层存在，起着隔水作用，在其上部形成岩溶上层滞水。岩溶潜水广泛分布在大面积出露的厚层灰岩地区。

岩溶与土洞

岩石的分级

鉴于土和岩石的物理力学性质和开挖施工的难度，由松软至坚实共分为16级，分别以I~ XMI表示，其中I~N的4级为土，V~ XMI的12级为岩石。土分为一、二、三、四类，岩石分为松石、次坚石、普坚石、特坚石四类。

1)土的含水量。是土中水的质量与土颗粒重量之比。
2)土的饱和度。土的饱和度是土中被水充满的孔隙体积与孔隐总体积之比，饱和度Sr越大，表明土孔隙中充水愈多。Sr<50%是 稍湿状态，Sr在50% ~ 80%之间是很湿状态，Sr>80%是饱水状态。
3)土的孔隙比。是土中孔隙体积与土粒体积之比，反映天然土层的蜜实程度，一般孔隙比小于0.6的土是密实的低压缩性土，大于1.0的土是疏松的高压缩性土。
4)土的孔隙率。孔隙体积与土的体积(三相)之比。
5)土的塑性指数和液性指数
碎石土和砂土为无黏性土，紧密状态是判定其工程性质的重要指标。颗粒小于粉砂的是黏性土，黏性土的工程性质受含水量的影响特别大。
黏性土的界限含水量，有缩限、塑限和液限。液限和塑限的差值称为塑性指数,它表示黏性土处在可塑状态的含水量变化范围;塑性指数愈大，可塑性就愈强。黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，称为液性指数;液性指数愈大，土质愈软。

1)土的压缩性
荷载作用下，透水性大的饱和无黏性土，其压缩过程在短时间内就可以结束。黏性土透水性低，饱和黏性土中的水分只能慢慢排出，因此其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多,其固结变形往往需要几年。对于饱和软黏性土而言，土的固结问题十分重要。
2)土的抗剪强度
涉及地基承载力、路堤等工程边坡、天然土坡的稳定性。

特殊土的工程性质

断层是岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生显著相对位移的断裂构造。
①断层要素。断层一般由四个部分组成。
A.断层面和破碎带
B.断层线
C.断盘
D.断距

②断层基本类型。
根据断层两盘相对位移的情况，可分为正断层、逆断层、平推断层。

正断层是上盘沿断层面相对下降，下盘相对上升的断层。它一般是受水平张应力或垂直作用力使上盘相对向下滑动而形成的，所以在构造变动中多在垂直于张应力的方向上发生，但也有沿已有的剪节理发生。

逆断层是上盘沿断层面相对上升，下盘相对下降的断层。它一般是由于岩体受到水平方向强烈挤压力的作用，使上盘沿断面向上错动而成。断层线的方向常和岩层走向或褶皱轴的方向近于一致，和压应力作用的方向垂直。

平推断层是由于岩体受水平扭应力作用，使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。由于多系受剪(扭)应力形成，因此大多数与褶皱轴斜交，与“X” 节理平行或沿该节理形成，其倾角一般是近于直立的。这种断层的破碎带-般较窄，沿断层面常有近水平的擦痕。

对岩体影响较大的结构面物理力学性质主要是结构面的产状(空间位置)、延续性(规模)和抗剪强度(薄弱环节)。延伸长度为5-10m的平直结构面，对地下工程围岩的稳定就有很大的影响，对边坡的稳定影响一般不大。
结构面规模是结构面影响工程建设的重要性质，分为I ~ V级。
I级控制工程建设地区的稳定性，直接影响工程岩体稳定性。
Ⅱ、Ⅲ级结构面往往是对工程岩体力学和对岩体破坏方式有控制意区的边界条件，它们的组合往往构成可能滑移岩体的边界面，直接威胁工程安全稳定性。
IV级结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质。
V级结构面又称微结构面，常包含在岩块内，主要影响岩块的物理力学性质，控制岩块的力学性质。

岩体结构是指岩体中结构面与结构体的组合方式。岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构。

地震的震级和烈度

(1)岩石的主要物理性质
①重量: 一般用比重和重度两个指标表示。
A.岩石的比重是岩石固体 (不包括孔隙)部分单位体积的重量。数值上等于岩石固体颗粒重量与同体积水在4°C时的重量比。岩石的比重决定于组成岩石的矿物的比重及其在岩石中的相对含量。

B.岩石的重度也称容重，是岩石单位体积的重量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与其总体积(包括孔隙体积)之比。岩石重度的大小决定于岩互中矿物的比重。岩石的孔隙性及基含水情况。
一般来讲，组成岩石的矿物比重大，或岩石的孔隐性小，则岩石的重度就大。在相同条件下的同一种岩石，重度大就说明岩石的结构致密、孔隙性小，岩石的强度和稳定性也较高。
②孔隙性
岩石的孔隙性用孔院度表示，反映岩石中各种孔隙的发育程度。在数值上等于岩石中各种孔隙的总体积与岩石总体积的比，以百分数计。
未受风化或构造作用的侵入岩和某些变质岩，其孔隙度-般是很小的， 而砾岩、砂岩等一些沉积岩类的岩石，则经常具有较大的孔隙度。

③吸水性
用吸水率表示，在数值上等于岩石的吸水重量与同体积干燥岩石重量的比，以百分数计。岩石的吸水率与岩石孔隙度的大小、孔隙张开程度等因素有关。
岩石的吸水率大,则水对岩石颗粒间结合物的浸润、软化作用就强，岩石强度和稳定性受水作用的影响也就越显菩。

④软化性
用软化系数作为岩石软化性的指标，在数值上等于岩石饱和状态下的极限抗压强度与风干状态下极限抗压强度的比。其值越小，表示岩石的强度和稳定性受水作用的影响越大。
⑤抗冻性
岩石孔隙中的水结冰时体积膨胀，会产“生巨大的压力。岩石抵抗这种压力作用的能力,称为岩石的抗冻性。在高寒冰冻地区，抗冻性是评价岩石工程性质的一个重要指标。