湖南花岗岩地区岩土工程勘察存在的问题和技术措施

李志彬 湖南省煤田地质局物探测量队

一、引言

现阶段我国的建筑工程快速发展，岩土工程勘察成果的可靠度与准确性直接影响到工程的安全性和建设成本。笔者结合工程实例阐述花岗岩地区存在的问题和技术措施。

二、花岗岩风化层的划分方法

花岗岩风化层一般从地表到深处常可分为残积土、全风化岩石、强风化岩石、中风化岩石、微风化岩石和新鲜岩石。花岗岩残积土与全风化花岗岩，全风化花岗岩与强风化花岗岩等相邻地层往往颜色相似、结构构造较为接近。经岩芯管取得岩芯呈粗砂或砂砾状，特别是散体状强风化花岗岩取芯后与全风化花岗岩芯样特征差别比较细微，直接根据芯样表观特征进行地层分层欠缺依据，需慎重风化层的划分。笔者结合多个工程实例总结分析花岗岩风化层的划分技术措施主要有：

1.标贯击数辨别法。标准贯入试验是风化层判别最有效的依据，标贯击数N〈30击为残积土，30≤N〈50击为全风化花岗岩，50≤N击为强风化花岗岩。

2.干法取芯辨别法。应采用冲击钻进取芯，冲击钻进较困难需循环钻进时，应间隔性干钻取芯。残积土：组织结构全部破坏，已风化成土状，干钻易钻进，具可塑性。全风化花岗岩：结构基本破坏，尚可辨认，斜长石已风化为高岭土，含白云母碎片，有残余结构强度。强风化花岗岩：结构大部分破坏，矿物成分显著变化，斜长石风化剧烈，正长石黑云母略有风化，风化裂隙很发育，岩体呈碎块状、碎屑状、散体砂土状。通过干法钻进取芯可提高判层准确度。

3.波速测试验证法。岩石风化是一个渐变过程，不同风化程度并不存在绝对的界线。波速测试能够较好的补充前面两种辨别方法。波速测试以土体的弹性特征为基础，可以反映出某一结构岩土体在动力作用下的动变形特征。通过测定压缩波（P波）、剪切波（S波）在土体中的传播速度，能确定场地土类型、建筑场地类别、估算场地土的承载力，为场地工程地质分层补充科学依据。

三、花岗岩孤石的判别方法

花岗岩孤石是由花岗岩球状风化后的残留体，主要赋存于残积土或全风化花岗岩中。在挤土桩施工时，当桩尖遇到孤石极易造成偏桩、断桩等现象，造成经济损失及安全隐患。花岗岩地区进行岩土工程勘察应尤其注意对孤石的判别划分。结合花岗岩地区勘察实例，有效判别孤石的主要方法有：

1.稳定基岩岩面标高类比法。同一地质剖面或同一地质单元内，孤石顶面标高一般比周围基岩面高，稳定基岩面标高一般较低。

2.矿物成分及强度类比判别法。花岗岩孤石以微风化为主，矿物成分主要以石英、长石为主，强度较大，微裂隙不发育，抗风化能力较强。花岗岩基岩矿物成分以石英、长石、云母为主，强度相对花岗岩孤石偏低，有微裂隙发育。

3.层序类比判别法。花岗岩孤石大多分布在残积土、全风化带中，极少数分布在强风化带中，孤石顶面一般无强风化岩分布或极少分布。层位顺序规律为：残积土（→孤石）→全风化带→孤石→全风化带→强风化带→中风化带→微风化带。

四、原位测试取样工作

（一）原位测试工作的布置

1.标准贯入试验。为了更客观、合理、真实的反映花岗岩各风化带埋深、厚度、均匀性和连续性，岩土勘察布置标贯钻孔时，间距应遵循“行列错开、均匀分布”的原则，测试深度方面自上而下每钻进1.0～1.5m作一次，直至进入强风化花岗岩，连续三次标贯击数N≥50击后，下部测试手段可更改为重型圆锥动力触探试验。

2.重型圆锥动力触探试验。确保进入强风化花岗岩后，测试深度每钻进2.0～2.5m作一次，直至进入中风化花岗岩后可更改为岩芯钻进。

3.波速测试试验。波速应选择在相邻风化层渐变过程较长区域进行，采用地震仪测试波速，测试时激发点距离钻孔垂距2.0m，纵、横波采样间隔均为0.1ms，根据钻孔深度，采样点数可设为1024～4096；从下往上每隔1m采集一次。

（二）取样工作的布置

1.取样平面位置宜与测试钻孔间隔布置，取样深度应选择原位测试深度上部一定范围，将室内土工试验成果与其他原位测试成果进行对比分析，建立客观关系。

2.花岗岩残积土具有特殊的成分和结构特征，特性为风化不均匀、厚度变化大、孔隙比大、易扰动、取样难等特性，属于区域性特殊土。为减轻或消除土样扰动，取样前应校正钻探设备垂直度，对孔底沉渣进行清孔保持孔底干净，使用合理的取土器型号，用重锤少击法，以较快速度将取土器贯入目标地层内取土。

五、结论

本文论述了风化层划分方法及孤石判别方法，结合竣工的各类建筑工程来看，勘察成果可靠度更强，准确性更高，完全满足设计、施工需求，确保建筑物安全的同时节省基础建设成本开支。

1.无论是风化层划分还是花岗岩孤石的判别不能将常规手段作为判定的唯一依据，应在合理的勘察工作基础上，采用取芯、测试、取样等多种方法和手段相互印证，综合分析后判定。

2.当多种方法手段差异性较大时，应加密、加深勘探孔和增加其它测试手段的投入，客观查明各风化带及孤石的平面、空间分布，为设计及施工提供较为客观、全面、可靠的岩土工程勘察成果。