岩石勘察中的部分难点及分析

吕富威

摘 要：岩土工程施工的基础性工作就是岩土工程勘察，对于整个建设工程来说，也起到了至关重要的作用。岩石在成因上具有多样性的特点，在构造上具有复杂性的特点，这都给岩土工程勘察增加了难度。在实际岩土工程勘察工作中，经常会遇到一些难点，本文主要是针对这些难点来进行分析的，希望能对岩石勘察工作的发展起到一定的推动作用。

关键词：岩石勘察；地质构造；难点；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.084

0 引言

在岩土工程中，岩土工程勘察是最基础的工作，在进行岩土工程勘察工作的过程中，经常会发生相邻钻孔岩石特性发生突变的情况，由于岩层表面通常有较厚的第四系覆盖层，这就给岩层异常的原因分析和钻孔间渐变点的推测带来了更高的难度，这就需要在充分考虑钻孔中岩芯的各种性质和地表出露岩石的特性等的基础上，再来进行综合性的分析。

1 岩土工程勘察的重要意义

岩土勘察活动开展的主要任务是针对建筑工程的场地及其周围的地质、水文地质开展勘察活动，为建筑工程提供重要的依据资料，帮助其在位置选择，布置、地基的设计方面与施工方面做出正确的抉择。岩土勘察活动是建筑工程开始的必要前提条件，对建筑工程具有深远的现实意义。

岩土工程属于是一门独立应用的综合性学科，其理论基础是土力学、地基基础工程学、工程地质学、岩体力学；工作内容主要是在土木工程中对于岩土的利用、改造和整治，与建筑、水利等各种工程都有联系。通过岩土勘察工作帮助建筑工程单位对建筑工程场地的地质、水位、地层结构、岩土性质等状况进行了解与全面掌握。

2 岩土工程勘察中各个阶段的工作内容

我们将岩土勘察工作分为下面三个阶段。

（1）可行性研究勘察阶段。可行性研究勘察阶段的工作重点是对现有资料进行搜集和分析，紧抓重点，为现场勘探工作做准备。其工作内容主要包括以下几点：①对工程所在场地的地质、地貌、矿产、水质等有关的资料进行搜集，同时也要搜集当地已有建筑的經验；②对现有资料进行搜集与分析的基础上，对工程所在场地的岩性、地下水、地层、地质构造、不良地质现象等进行深入了解；③如果现有资料不能将工程所在场地的复杂地质条件说明清楚的话，要开展工程地质测绘以及工程物探、钻探等必要的勘探工作。

（2）初步勘察阶段。初步勘察阶段工作内容主要包括以下几点：①按照选址方案的范围，安排适当的测试与勘探工作；②搜集与拟建工程有关的文件、资料、图纸；③对于场地内存在的不良地质要查明其位置、成因及其对场地稳定性的影响程度；④地质构造、对地层结构、地下水埋藏条件、岩土工程特性进行初步勘察；⑤对构造断裂地质与场地稳定性的联系进行探测；⑥如果工程所在场地属于季节性冻土地区，要对其冻结深度进行调查；⑦对高层建筑进行初步勘察时，要初步分析评价工程降水方案、地基基础类型等；⑧对当地已有的建筑经验及勘察资料进行搜集整理。

（3）详细勘察阶段。详细勘察阶段工作内容主要包括以下几点：①明确建筑工程的范围，对其范围内的各层岩土的性质、结构等特点进行查明工作；②获取工程建筑总平面布置图，对建筑物的结构、性质特点、建筑物的地面整平标高，地基设计的要求等有一个明确的了解；③提供地基变形计算参数，对建筑物的差异沉降以及整体斜度进行预测；④对与不良地质作用有关的资料开展细致的调查，提出整治方案；⑤对地下水埋藏条件开展细致的调查；⑥根据抗震设防烈度的不同，对场地进行具体的分类与勘测；⑦对水、土与建筑材料所产生的腐蚀性进行判定；⑧对需要深基坑开挖的场地提供支护设计参数；⑨对地下水和地基与工程之间的影响进行判断，并给出合理的防治方案；⑩对桩基设计需要的技术参数进行提供。

3 在岩土工程勘察中岩石勘察的难点

在地壳中由于多种不同地质的作用，形成了具有化学性质及物理性质的单质或者化合物，这种单质或化合物就是矿石，它具有一定的化学成分，同时也具有一定的结构特征。多种天然固态矿物集合在一起就形成了岩石。岩石的矿物组成多样化，岩石的构造以及岩石的形成年代都具有很大的差异性，在对岩石勘探的过程中，岩石的特点与粉土、粉质黏土等土类那样具有明显的特点，这些都使岩石勘探工作的难度进一步加大了。

4 岩石勘察中的部分难点及分析

（1）中等风化石英岩到微风化石英岩和强风化花岗岩到全风化花岗岩互层。我们先来简单地介绍一下花岗岩与石英岩，花岗岩是地壳上分布最广的一种岩石，它属于火成岩的一种，是地壳深处的岩浆逐渐冷却凝结之后而形成的结晶岩体，主要是由石英、长石和云母组成的。石英岩属于变质岩，其主要成分是石英，石英的含量可超过85%，石英岩的形成是由于石英砂岩及硅质岩发生变质的结果。通常石英岩的形成是在石英砂岩或者其他硅质岩石先发生区域变质，然后重新结晶而来的。岩浆附近的硅质岩石因受热而发生变质作用，也会形成石英岩。

花岗岩的形成主要是由于火山喷发而形成的，所以，花岗岩属于火成岩，主要是由石英、长石和云母组成的，通常情况下，其结构属于厚层至巨厚层结构，在火山喷发的过程中，受到物理作用的影响，花岗岩通常会以侵入岩的形式形成大面积的花岗岩区。所以，在花岗岩的下部通常情况下是不会有其他类别的岩石出现的。然而，在一次岩石勘探工作中，我们发现了如图1所示的中等风化石英岩到微风化石英岩和强风化花岗岩到全风化花岗岩互层。

从图1的地质剖面示意图中，我们可以清楚地看到，石英岩出现在了花岗岩区，并且和花岗岩形成了互层形式而交替出现的结构。在对岩石地质进行勘察的过程中，我们发现在地质剖面示意图的左侧出现了中等风化的泥质砂岩和同样是中等风化的砾岩形成了互层形式而交替出现的结构，这说明该处地质环境的复杂程度是很高的，在历史发展的长河中发生过非常复杂的地质运动。通过对岩石地质进行勘察而得到的结果显示，地质剖面示意图右侧出现的中等风化到微风化的石英岩和强风化到全风化的花岗岩的交互地层结构。在发生火山喷发的时候，该地存在多处裂隙石英岩，火山喷发出来的岩浆侵入到石英岩裂隙中，石英岩具有硬度大、耐高温的特点，岩浆只能向裂隙中侵入，很难大面积的侵入，这就形成了位于石英岩裂隙中花岗岩，石英岩与花岗岩形成了互层形式而交替出现的结构。石英岩具有较强的抗风化作用，在历史发展的过程中，岩石被不断风化，花岗岩被风化为强风化到全风化的一种状态，而石英岩被风化为微风化到中等风化的一种状态。位于地质剖面示意图左侧的中等风化的泥质砂岩和同样是中等风化的砾岩形成的互层结构地层，砾岩与泥质砂岩都属于沉积岩，此处地层结构就是在历史发展过程中，沉积成岩出现分层而形成的。不管是地质剖面示意图的左侧地质结构还是右侧地质结构，都存在地层突变构造，所以我们推测，在突变勘探孔之间存在断裂带。endprint

（2）在中等风化的粉砂岩中有中等风化的石灰岩出现并形成夹层。我们先来简单地介绍一下粉砂岩与石灰岩。粉砂岩属于沉积岩，其组成成分主要是粉砂碎屑，这些碎屑主要是石英组成的，也含有少量的长石和岩屑，有的时候白云母的含量会多一些，总之其成分组成还是相对简单的。粉砂岩除了包含粉砂之外，还包含砂、黏土或者化学沉淀物等。石灰岩属于沉积岩，它是碳酸盐岩的一种，主要是由方解石粉粒构成的。通常包含黏土矿物、白云石、碎屑矿物，颜色通常为灰白色、灰黑色。石灰岩的结构比较复杂，主要包含两种，一种是碎屑结构，另一种是晶粒结构。碎屑结构的组成成分主要是泥晶基质、颗粒、亮晶胶结物。

湖泊、河漫滩、三角洲、海洋的较深水部位容易生成粉砂岩，因为这些地方的水流较为缓慢或者是具备沉积的地域环境。而石灰岩的沉积属于浅海相沉积，通过研究碎屑结构我们可以发现，石灰岩的形成主要经过流水的搬运、沉积作用而形成的，晶粒结构的石灰岩主要是在生物化学作用的基础上缓慢沉积而形成的。

粉砂岩与石灰岩虽然都属于沉积岩，但是他们的沉积环境却有着很大的差异性。所以，通常情况下，粉砂岩与石灰岩是不会同时存在的，但是在岩石勘探工作中，我们发现了如图2所示的在巨厚层结构粉砂岩中有石灰岩夹层的出现。

根据现场勘察以及实验分析来推测其成因，在本次巖土工程勘察的过程中，我们勘探出的石灰岩与一般的石灰岩相比，其特点是碎屑结构的含量较多，属于碎屑结构灰岩，并且含有少量的长石。所以我们分析，该地区原来主要是沉积环境，同时也是远古陆海交界地带。该地域在沉积成岩的过程中，粉砂岩与石灰岩处于毗邻状态，逐渐沉积形成了这种特殊的岩石。在历史的长河中，经过地壳运动，发生了地质构造的改变，使粉砂岩与石灰岩的结构方向由横向转变成了纵向，所以在岩石勘探过程中，我们发现了在中等风化的粉砂岩中有中等风化的石灰岩出现并形成夹层的地质结构。

（3）三个相邻的钻孔，岩芯分别为泥岩、石灰岩、粉砂岩。我们先来简单地介绍一下泥岩。泥岩的形成是由于泥巴与黏土固化沉积而成的。泥岩与页岩在成分与构造上基本上是相似的，但相对坚硬不易碎。弱固结的黏土通过中等程度的挤压、脱水、重结晶、胶结等后生作用就可以形成强固结的泥岩。泥岩属于己固结成岩，但是在层理上并不明显，或以块状形式出现，局部失去塑性，与水相遇不会立即发生膨胀的一种沉积型岩石。关于石灰岩的成因、构造以及粉砂岩成因、构造的描述已经在前文中提到，在此不再赘述。泥岩、石灰岩、粉砂岩都属于是沉积岩，从三者的构造成因来分析，他们都会在其横向结构上出现大面积的区域，但我们在岩土勘探工作中却发现了如图3所示的三个相邻的钻孔，岩芯分别为泥岩、石灰岩、粉砂岩的情况。

我们对与工程相关的资料进行了分析研究，这次岩土工程在勘察过程中，灰岩位于泥岩的南侧，而砾岩位于泥岩的北侧，并且呈现出严重的风化状态，属于是半生岩状态，我们将工程资料与实际的勘察情况进行综合分析研究后，对该地域的构造成因进行了推测。对于粉砂岩与石灰岩的构造形成在前文已经提到，我们推测其是因为处于不同的环境临界区域而沉积形成的。粉砂岩与石灰岩相邻，石灰岩的另一侧是泥岩，而泥岩的另一侧是半生砾岩，泥岩属于半生岩。所以我们推测在构造形成过程中，半生砾岩与泥岩最初是以纵向结构存在的，并且泥岩上层是砾岩，随着地壳运动，地质构造发生变化，其地质结构的方向由纵向转变为横向，在泥岩与石灰岩的毗邻处发生岩性突变，我们推测在历史发展过程中，此处曾经发生过断裂带而形成了这样的地质构造，让世人为之惊叹。

5 结束语

在开展岩土工程勘察工作的过程中，要对地质条件进行精心的分析与勘察，为施工方提供正确的数据资料，以便于后期设计、监管、施工工作的开展。对于岩土勘察工作中所遇到的问题，要进行认真的分析与探究，这对建筑工程的质量具有决定性的意义。在未来的岩石勘察工作中，还会遇到本文中没有提到的更多的特殊地质构造，相信随着科学的进步，岩石勘察工作的不断发展，对岩石构造的成因会有一个更清晰、明确的认识与分析。

参考文献：

[1]刘春红.岩土工程勘察技术的应用与技术管理[J].门窗，2015（01）.

[2]张诚.勘察技术在岩土工程施工中的应用研究[J].低碳世界，2014（15）.endprint