湖南花崗巖地區巖土工程勘察存在的問題和技術措施

李志彬 湖南省煤田地質局物探測量隊

一、引言

現階段我國的建筑工程快速發展，巖土工程勘察成果的可靠度與準確性直接影響到工程的安全性和建設成本。筆者結合工程實例闡述花崗巖地區存在的問題和技術措施。

二、花崗巖風化層的劃分方法

花崗巖風化層一般從地表到深處常可分為殘積土、全風化巖石、強風化巖石、中風化巖石、微風化巖石和新鮮巖石。花崗巖殘積土與全風化花崗巖，全風化花崗巖與強風化花崗巖等相鄰地層往往顏色相似、結構構造較為接近。經巖芯管取得巖芯呈粗砂或砂礫狀，特別是散體狀強風化花崗巖取芯后與全風化花崗巖芯樣特征差別比較細微，直接根據芯樣表觀特征進行地層分層欠缺依據，需慎重風化層的劃分。筆者結合多個工程實例總結分析花崗巖風化層的劃分技術措施主要有：

1.標貫擊數辨別法。標準貫入試驗是風化層判別最有效的依據，標貫擊數N〈30擊為殘積土，30≤N〈50擊為全風化花崗巖，50≤N擊為強風化花崗巖。

2.干法取芯辨別法。應采用沖擊鉆進取芯，沖擊鉆進較困難需循環鉆進時，應間隔性干鉆取芯。殘積土：組織結構全部破壞，已風化成土狀，干鉆易鉆進，具可塑性。全風化花崗巖：結構基本破壞，尚可辨認，斜長石已風化為高嶺土，含白云母碎片，有殘余結構強度。強風化花崗巖：結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，斜長石風化劇烈，正長石黑云母略有風化，風化裂隙很發育，巖體呈碎塊狀、碎屑狀、散體砂土狀。通過干法鉆進取芯可提高判層準確度。

3.波速測試驗證法。巖石風化是一個漸變過程，不同風化程度并不存在絕對的界線。波速測試能夠較好的補充前面兩種辨別方法。波速測試以土體的彈性特征為基礎，可以反映出某一結構巖土體在動力作用下的動變形特征。通過測定壓縮波（P波）、剪切波（S波）在土體中的傳播速度，能確定場地土類型、建筑場地類別、估算場地土的承載力，為場地工程地質分層補充科學依據。

三、花崗巖孤石的判別方法

花崗巖孤石是由花崗巖球狀風化后的殘留體，主要賦存于殘積土或全風化花崗巖中。在擠土樁施工時，當樁尖遇到孤石極易造成偏樁、斷樁等現象，造成經濟損失及安全隱患。花崗巖地區進行巖土工程勘察應尤其注意對孤石的判別劃分。結合花崗巖地區勘察實例，有效判別孤石的主要方法有：

1.穩定基巖巖面標高類比法。同一地質剖面或同一地質單元內，孤石頂面標高一般比周圍基巖面高，穩定基巖面標高一般較低。

2.礦物成分及強度類比判別法。花崗巖孤石以微風化為主，礦物成分主要以石英、長石為主，強度較大，微裂隙不發育，抗風化能力較強。花崗巖基巖礦物成分以石英、長石、云母為主，強度相對花崗巖孤石偏低，有微裂隙發育。

3.層序類比判別法。花崗巖孤石大多分布在殘積土、全風化帶中，極少數分布在強風化帶中，孤石頂面一般無強風化巖分布或極少分布。層位順序規律為：殘積土（→孤石）→全風化帶→孤石→全風化帶→強風化帶→中風化帶→微風化帶。

四、原位測試取樣工作

（一）原位測試工作的布置

1.標準貫入試驗。為了更客觀、合理、真實的反映花崗巖各風化帶埋深、厚度、均勻性和連續性，巖土勘察布置標貫鉆孔時，間距應遵循“行列錯開、均勻分布”的原則，測試深度方面自上而下每鉆進1.0～1.5m作一次，直至進入強風化花崗巖，連續三次標貫擊數N≥50擊后，下部測試手段可更改為重型圓錐動力觸探試驗。

2.重型圓錐動力觸探試驗。確保進入強風化花崗巖后，測試深度每鉆進2.0～2.5m作一次，直至進入中風化花崗巖后可更改為巖芯鉆進。

3.波速測試試驗。波速應選擇在相鄰風化層漸變過程較長區域進行，采用地震儀測試波速，測試時激發點距離鉆孔垂距2.0m，縱、橫波采樣間隔均為0.1ms，根據鉆孔深度，采樣點數可設為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試鉆孔間隔布置，取樣深度應選擇原位測試深度上部一定范圍，將室內土工試驗成果與其他原位測試成果進行對比分析，建立客觀關系。

2.花崗巖殘積土具有特殊的成分和結構特征，特性為風化不均勻、厚度變化大、孔隙比大、易擾動、取樣難等特性，屬于區域性特殊土。為減輕或消除土樣擾動，取樣前應校正鉆探設備垂直度，對孔底沉渣進行清孔保持孔底干凈，使用合理的取土器型號，用重錘少擊法，以較快速度將取土器貫入目標地層內取土。

五、結論

本文論述了風化層劃分方法及孤石判別方法，結合竣工的各類建筑工程來看，勘察成果可靠度更強，準確性更高，完全滿足設計、施工需求，確保建筑物安全的同時節省基礎建設成本開支。

1.無論是風化層劃分還是花崗巖孤石的判別不能將常規手段作為判定的唯一依據，應在合理的勘察工作基礎上，采用取芯、測試、取樣等多種方法和手段相互印證，綜合分析后判定。

2.當多種方法手段差異性較大時，應加密、加深勘探孔和增加其它測試手段的投入，客觀查明各風化帶及孤石的平面、空間分布，為設計及施工提供較為客觀、全面、可靠的巖土工程勘察成果。