湖南花崗巖地區(qū)巖土工程勘察存在的問(wèn)題和技術(shù)措施

李志彬 湖南省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì)

一、引言

現(xiàn)階段我國(guó)的建筑工程快速發(fā)展，巖土工程勘察成果的可靠度與準(zhǔn)確性直接影響到工程的安全性和建設(shè)成本。筆者結(jié)合工程實(shí)例闡述花崗巖地區(qū)存在的問(wèn)題和技術(shù)措施。

二、花崗巖風(fēng)化層的劃分方法

花崗巖風(fēng)化層一般從地表到深處?？煞譃闅埛e土、全風(fēng)化巖石、強(qiáng)風(fēng)化巖石、中風(fēng)化巖石、微風(fēng)化巖石和新鮮巖石?；◢弾r殘積土與全風(fēng)化花崗巖，全風(fēng)化花崗巖與強(qiáng)風(fēng)化花崗巖等相鄰地層往往顏色相似、結(jié)構(gòu)構(gòu)造較為接近。經(jīng)巖芯管取得巖芯呈粗砂或砂礫狀，特別是散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖取芯后與全風(fēng)化花崗巖芯樣特征差別比較細(xì)微，直接根據(jù)芯樣表觀特征進(jìn)行地層分層欠缺依據(jù)，需慎重風(fēng)化層的劃分。筆者結(jié)合多個(gè)工程實(shí)例總結(jié)分析花崗巖風(fēng)化層的劃分技術(shù)措施主要有：

1.標(biāo)貫擊數(shù)辨別法。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是風(fēng)化層判別最有效的依據(jù)，標(biāo)貫擊數(shù)N〈30擊為殘積土，30≤N〈50擊為全風(fēng)化花崗巖，50≤N擊為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。

2.干法取芯辨別法。應(yīng)采用沖擊鉆進(jìn)取芯，沖擊鉆進(jìn)較困難需循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)間隔性干鉆取芯。殘積土：組織結(jié)構(gòu)全部破壞，已風(fēng)化成土狀，干鉆易鉆進(jìn)，具可塑性。全風(fēng)化花崗巖：結(jié)構(gòu)基本破壞，尚可辨認(rèn)，斜長(zhǎng)石已風(fēng)化為高嶺土，含白云母碎片，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，斜長(zhǎng)石風(fēng)化劇烈，正長(zhǎng)石黑云母略有風(fēng)化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體呈碎塊狀、碎屑狀、散體砂土狀。通過(guò)干法鉆進(jìn)取芯可提高判層準(zhǔn)確度。

3.波速測(cè)試驗(yàn)證法。巖石風(fēng)化是一個(gè)漸變過(guò)程，不同風(fēng)化程度并不存在絕對(duì)的界線。波速測(cè)試能夠較好的補(bǔ)充前面兩種辨別方法。波速測(cè)試以土體的彈性特征為基礎(chǔ)，可以反映出某一結(jié)構(gòu)巖土體在動(dòng)力作用下的動(dòng)變形特征。通過(guò)測(cè)定壓縮波（P波）、剪切波（S波）在土體中的傳播速度，能確定場(chǎng)地土類型、建筑場(chǎng)地類別、估算場(chǎng)地土的承載力，為場(chǎng)地工程地質(zhì)分層補(bǔ)充科學(xué)依據(jù)。

三、花崗巖孤石的判別方法

花崗巖孤石是由花崗巖球狀風(fēng)化后的殘留體，主要賦存于殘積土或全風(fēng)化花崗巖中。在擠土樁施工時(shí)，當(dāng)樁尖遇到孤石極易造成偏樁、斷樁等現(xiàn)象，造成經(jīng)濟(jì)損失及安全隱患?；◢弾r地區(qū)進(jìn)行巖土工程勘察應(yīng)尤其注意對(duì)孤石的判別劃分。結(jié)合花崗巖地區(qū)勘察實(shí)例，有效判別孤石的主要方法有：

1.穩(wěn)定基巖巖面標(biāo)高類比法。同一地質(zhì)剖面或同一地質(zhì)單元內(nèi)，孤石頂面標(biāo)高一般比周圍基巖面高，穩(wěn)定基巖面標(biāo)高一般較低。

2.礦物成分及強(qiáng)度類比判別法?；◢弾r孤石以微風(fēng)化為主，礦物成分主要以石英、長(zhǎng)石為主，強(qiáng)度較大，微裂隙不發(fā)育，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)?；◢弾r基巖礦物成分以石英、長(zhǎng)石、云母為主，強(qiáng)度相對(duì)花崗巖孤石偏低，有微裂隙發(fā)育。

3.層序類比判別法?；◢弾r孤石大多分布在殘積土、全風(fēng)化帶中，極少數(shù)分布在強(qiáng)風(fēng)化帶中，孤石頂面一般無(wú)強(qiáng)風(fēng)化巖分布或極少分布。層位順序規(guī)律為：殘積土（→孤石）→全風(fēng)化帶→孤石→全風(fēng)化帶→強(qiáng)風(fēng)化帶→中風(fēng)化帶→微風(fēng)化帶。

四、原位測(cè)試取樣工作

（一）原位測(cè)試工作的布置

1.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。為了更客觀、合理、真實(shí)的反映花崗巖各風(fēng)化帶埋深、厚度、均勻性和連續(xù)性，巖土勘察布置標(biāo)貫鉆孔時(shí)，間距應(yīng)遵循“行列錯(cuò)開、均勻分布”的原則，測(cè)試深度方面自上而下每鉆進(jìn)1.0～1.5m作一次，直至進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，連續(xù)三次標(biāo)貫擊數(shù)N≥50擊后，下部測(cè)試手段可更改為重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)。

2.重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)。確保進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化花崗巖后，測(cè)試深度每鉆進(jìn)2.0～2.5m作一次，直至進(jìn)入中風(fēng)化花崗巖后可更改為巖芯鉆進(jìn)。

3.波速測(cè)試試驗(yàn)。波速應(yīng)選擇在相鄰風(fēng)化層漸變過(guò)程較長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行，采用地震儀測(cè)試波速，測(cè)試時(shí)激發(fā)點(diǎn)距離鉆孔垂距2.0m，縱、橫波采樣間隔均為0.1ms，根據(jù)鉆孔深度，采樣點(diǎn)數(shù)可設(shè)為1024～4096；從下往上每隔1m采集一次。

（二）取樣工作的布置

1.取樣平面位置宜與測(cè)試鉆孔間隔布置，取樣深度應(yīng)選擇原位測(cè)試深度上部一定范圍，將室內(nèi)土工試驗(yàn)成果與其他原位測(cè)試成果進(jìn)行對(duì)比分析，建立客觀關(guān)系。

2.花崗巖殘積土具有特殊的成分和結(jié)構(gòu)特征，特性為風(fēng)化不均勻、厚度變化大、孔隙比大、易擾動(dòng)、取樣難等特性，屬于區(qū)域性特殊土。為減輕或消除土樣擾動(dòng)，取樣前應(yīng)校正鉆探設(shè)備垂直度，對(duì)孔底沉渣進(jìn)行清孔保持孔底干凈，使用合理的取土器型號(hào)，用重錘少擊法，以較快速度將取土器貫入目標(biāo)地層內(nèi)取土。

五、結(jié)論

本文論述了風(fēng)化層劃分方法及孤石判別方法，結(jié)合竣工的各類建筑工程來(lái)看，勘察成果可靠度更強(qiáng)，準(zhǔn)確性更高，完全滿足設(shè)計(jì)、施工需求，確保建筑物安全的同時(shí)節(jié)省基礎(chǔ)建設(shè)成本開支。

1.無(wú)論是風(fēng)化層劃分還是花崗巖孤石的判別不能將常規(guī)手段作為判定的唯一依據(jù)，應(yīng)在合理的勘察工作基礎(chǔ)上，采用取芯、測(cè)試、取樣等多種方法和手段相互印證，綜合分析后判定。

2.當(dāng)多種方法手段差異性較大時(shí)，應(yīng)加密、加深勘探孔和增加其它測(cè)試手段的投入，客觀查明各風(fēng)化帶及孤石的平面、空間分布，為設(shè)計(jì)及施工提供較為客觀、全面、可靠的巖土工程勘察成果。