全風化花崗巖的工程特性及工程措施

黃國良

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北 武漢430063）

1 全風化花崗巖的工程特性

1.1 全風化花崗巖物理力學特性

全風化花崗巖礦物成分的不同造成花崗巖工程性質(zhì)有較大的差異?；◢弾r形成條件及結(jié)構(gòu)特征的不同導致經(jīng)典或一般土力學理論無法對全風化花崗巖工程特性給出本質(zhì)合理的解釋。一般情況下，天然狀態(tài)的下的花崗巖抗剪強度較高，壓縮模量較大，孔隙比較大，含水率偏低的特性。全風化花崗巖的工程特性受到其含黏土礦物（高嶺土、蒙脫石、伊利石）的影響較大，根據(jù)黏土礦物含量的差異，風化物表現(xiàn)出呈砂土狀或者黏土狀，直接影響花崗巖的工程特性。

1.2 全風化花崗巖力學指標的選取

全風化花崗巖力學指標的選擇直接決定設計的安全性、經(jīng)濟性及合理性，目前對于全風化花崗巖力學指標的選擇方法有差異，主要方法為室內(nèi)試驗、原位測試及相關經(jīng)驗。室內(nèi)試驗主要是利用工程地質(zhì)鉆探孔所采取的原狀土樣或擾動土樣，通過室內(nèi)剪切試驗及壓縮試驗，測得全風化花崗巖的抗剪強度指標及壓縮指標，受到難于采取原狀樣等局限，室內(nèi)試驗所測指標一般偏低。原位測試主要是通過靜力觸探勘探孔以及載荷試驗、現(xiàn)場大規(guī)模剪切試驗及孔內(nèi)剪切試驗等方法。現(xiàn)場原位測試所采取指標一般偏高。巖土工程宏觀的判斷對于工程來講是至關重要，經(jīng)驗知識是不可或缺的重要內(nèi)容，全風化花崗巖力學參數(shù)可以也應該通過工程地質(zhì)類比的方法，利用既有工程中類似的相關經(jīng)驗知識和指標數(shù)值，類比確定其力學指標。建議花崗巖全風化的力學指標結(jié)合室內(nèi)試驗、原位測試以及相關經(jīng)驗，綜合確定合理的力學指標來指導設計。

2 全風化花崗巖的工程措施及病害治理

2.1 路基

2.1.1 邊坡及基床

花崗巖風化物中礫石和砂粒成分比例較大，一般Φ值較大，C值較小，這樣的風化物若是沒有水的影響，天然強度較高，若是在水的影響下，風化物強度衰減程度大，容易形成邊坡沖蝕和崩塌，路基邊坡常因水流沖蝕作用造成沖溝發(fā)育，進而引起邊坡坍塌破壞，在施工開挖中邊坡沿節(jié)理面破壞，甚至形成工程滑坡。因此花崗巖路塹高邊坡應加強防護，常在坡腳設置擋土墻等支擋措施，并做好坡面防、排、截水措施。

若花崗巖風化物中黏粒、粉粒成分比例較大，一般C值較大，Φ值較小，這樣的風化物天然強度較大，在水的作用下，土體強度衰減較慢，不易形成沖蝕破壞，但是路基基床容易產(chǎn)生翻漿冒泥破壞。設計中應進行基床處理，換填中粗砂或加土工合成材料封閉等措施。

2.1.2 地基處理

谷地地下水位較高，受到地下水的長期浸泡，一般軟土分布較為廣泛，規(guī)模較大，如池塘中發(fā)育的塘中淤積成因的流塑狀、軟塑狀淤泥或淤泥質(zhì)土,沖溝中發(fā)育的沖積、洪積成因的流塑狀、軟塑狀土等。因此在工程勘察設計中應重點查明花崗巖地區(qū)谷地軟土的發(fā)育情況，并采取適當?shù)牡鼗幚泶胧?/p>

2.2 橋梁

2.2.1 球狀風化

完整的弱風化花崗巖為良好的橋梁墩臺基礎持力層，在花崗巖球狀風化發(fā)育，地質(zhì)勘察中應鉆至完整弱風化基巖不少于10m，防止橋梁基礎置于孤石之上，造成橋梁墩臺的沉降、傾斜。

2.2.2 施工影響

橋梁樁基礎施工過程中，全風化花崗巖土體受到擾動，若受到施工影響，使得鉆孔長期處于泡水狀態(tài)，全風化花崗巖其承載力急劇降低，從而降低了樁側(cè)摩擦力，從而影響樁基礎的承載力。因此施工中因采取合理的施工工藝及措施。

2.3 隧道

2.3.1 洞門坍塌

隧道進出口施工困難，圍巖基本喪失自穩(wěn)能力，特別是富水地段，自身的強度基本降為零，充分利用圍巖自穩(wěn)能力基本無法實現(xiàn)，在施工中應充分考慮覆蓋層的自重對支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的荷載，加強支護，同時在施工中重點對支護結(jié)構(gòu)的受力情況做出及時、正確的判斷，防止洞門的坍塌。

2.3.2 不均勻風化

花崗巖風化土中存在球狀風化核，俗稱“孤石”，其埋藏分布及大小不均，難以通過勘察手段查明，抗壓強度可達100MP以上，周邊巖體強度小得多，且容易遇水軟化、崩解，嚴重影響盾構(gòu)隧道的安全施工。

3 結(jié)束語

全風化花崗巖的工程特性研究是一項基礎領域的研究，目前還不夠完善。由于花崗巖風化物礦物、結(jié)構(gòu)等的差異性，工程特性有較大差異，本文中所列取的路基、橋梁、隧道工程中花崗巖工程問題僅較為典型，但不能涵蓋所有的工程問題，但是隨著新工藝、新技術的不斷更新，對花崗巖地區(qū)的工程問題的發(fā)現(xiàn)、預防和整治將更加合理、完善。