土石方工程巖土級別野外鑒定辦法

郭靜源

漳州市先行交通建設有限公司，福建漳州 363000

土石方工程巖土級別野外鑒定辦法

郭靜源

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分析巖體的物理性質、礦物組成、結構和構造以及解理發(fā)育程度，根據石方施工的難易程度，提供巖土級別野外鑒定的經驗方法。

土石方工程；巖土級別；野外鑒定方法

交通部主編的公路設計手冊《路基》和現(xiàn)行的公路工程定額，將路基土石按其開挖難易程度分為6級（詳見公路設計手冊·《路基》附錄1-1 土、石工程分級），各級別土石方定額單價懸殊。在實際操作中，因土石等級難以界定，導致施工合同雙方激烈爭議現(xiàn)象屢見不鮮。

在工程管理技術工作中，有關規(guī)范對土石級別只有理論上的劃分，對施工現(xiàn)場管理，目前還沒有形成權威的、便于實際操作的鑒定辦法，確定巖土級別的爭議總是以工程結算雙方的妥協(xié)讓步了結。在巖土級別的爭議中，施工單位多以巖石的硬度達到某種程度來支持自己的主張。而招標單位常以巖體總體強度達不到某種程度，作為反對施工單位主張的依據。

實際上，堅石與次堅石屬于工程概念，地質學上沒有堅石與次堅石之分。地質學上用摩氏硬度反映礦物相對硬度，它并不是礦物絕對硬度的等級。礦物硬度的確定，是根據兩種礦物對刻時互相刻傷的情況而定。按摩氏硬度排序，常用的標準礦物有：1）滑石；2）石膏；3）方解石；4）螢石；5）磷灰石 6）正長石；7）石英；8）黃石；9）剛玉；10）金剛石。

礦物的硬度與強度是兩個不同的物理概念，即有本質區(qū)分，又有雙向關聯(lián)。礦物的硬度，對巖石的強度有明顯的影響。一般情況下，強度高的巖石，其造巖礦物的硬度也較高。反之亦然。風化、裂隙、雜質等構造特征，對巖體的硬度有一定的影響，而對巖石的強度的影響是明顯的、甚至是決定性的。

表 1 土、石 工 程 分 級 表

礦物受打擊后，能沿一定方向裂開成光滑的平面的性質稱為解理。裂開的光滑平面稱為解理面。不具方向性的不規(guī)則破裂面稱為斷口。

解理是造巖礦物的另一個鑒定特征。不同的晶質礦物，由于其內部構造不同，在受力作用后開裂的難易度、解理數目以及解理面的完全程度也有差別。根據解理面出現(xiàn)方向的數目，有一個方向的解理，如云母等；有兩個方向的解理，如長石等；有3個方向的解理，如方解石等。根據解理的完全程度，可將解理分為極完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理等4種。

礦物解理的發(fā)育程度，對巖石的力學強度會產生不同的影響。一般情況下，解理發(fā)育程度與巖石的力學強度呈負相關，即解理發(fā)育越完全，巖石強度越低。因此，解理發(fā)育程度對巖體的整體性的影響也是直接和明顯的。在工程實踐中，大多數堅石可以開采出料石；有些次堅石也可以開采出塊石，少量可以加工成料石。

本人在工程管理實踐中，野外鑒定巖土級別的方法，一般將能開采出料石的巖體判為堅石，不能開采出料石的巖體判為次堅石；將中等解理和裂隙發(fā)育較密的堅石降級為次堅石，將解理發(fā)育完全和裂隙大而密的堅石降級為軟石（土方），堅石球狀風化即“孤石”，單體在1m3以下的降級為次堅石；單體在0.25m3以下的降級為軟石。

野外鑒定巖土級別是否準確，可用爆破開挖石方單位炸藥（2＃硝安炸藥）消耗量作為參考依據：機械鉆炮眼爆破1m3石方，硝安炸藥（2＃）耗用量參考定額：次堅石0.295kg；堅石0.375kg；綜合石方（堅石+次堅石）取平均值0.35kg。硝銨炸藥總耗用量可作為校核開挖石方數量的參考依據。炸藥消耗率受爆破施工（人員）技術素質、地下水滲出程度、炮眼鉆孔工具和炮眼深度以及氣候等條件綜合影響而存在一定的差異，在統(tǒng)計分析時，應根據實際情況適當調整參考指標。

例：某縣七星工業(yè)開發(fā)區(qū)大型土石方工程，施工區(qū)域表土下臥花崗巖，屬酸性巖漿巖，全晶質等細粒結構，塊狀構造，摩氏硬度6.5，平均抗壓強度85MPa。巖層表面3m～5m以內，巖體解理發(fā)育完全，裂隙發(fā)育較密，爆破崩解后的巖石單體大多在0.3m3以下，部分單體超過0.3m3以上的石塊，人工釬錘可開解成0.01m3以下的片石，很少一部分可以開解出具有3個解理平面的塊石，不能開解成料石，現(xiàn)場判定為次堅石；巖層表面3m～5m以下，巖體解理中等發(fā)育或不完全發(fā)育，爆破崩解后的巖石單體多在0.3m3以上，有大約30%以上石塊，單體在0.5m3以上，大部分可以開解成塊石，少部分可開解成料石，現(xiàn)場判定為堅石。出露的巖體，在山脊和無地下水處，表層厚度0.5m～1.5m、山坳低谷有山泉和地下水長期侵蝕處，厚度1m～2m，巖體解理發(fā)育極完全，裂隙大而密，挖掘機可直接刨挖，現(xiàn)場判定為軟石（土方）。施工進度統(tǒng)計分析，巖土比例為：土方35%；次堅石22%；堅石43%；單位石方2＃硝安炸藥耗用量平均0.345kg/m3. 統(tǒng)計分析表明，巖土級別的鑒定接近準確，巖土比例的確定基本合理，工程合同三方（投資單位、施工單位、監(jiān)理單位）共同認定無爭議，確認統(tǒng)計方量可作為工程結算的依據。

[1]方左英.路基工程[M].北京：人民交通出版社，1987，12.

[2]竇明健.公路工程地質[M].北京：人民交通出版社，2004，7.

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1674-6708（2010）30-0130-01