花崗巖殘積土勘探及策略

1、花崗巖殘積土勘探及策略1前言基礎(chǔ)建設(shè)的快速進(jìn)展，使工程地質(zhì)評(píng)價(jià)及地基處理等工作日趨重要。建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)評(píng)價(jià)、地基勘察及處理的正確性，直接影響到建設(shè)工程的平安性和建設(shè)成本。該區(qū)地基勘察和巖土試驗(yàn)工作的實(shí)踐，發(fā)覺(jué)該區(qū)花崗巖殘積土廣泛發(fā)育，厚度較大且相對(duì)穩(wěn)定，一般可作為57層建筑物基礎(chǔ)的持力層。形成環(huán)境及分布特點(diǎn)燕山期花崗巖在該區(qū)相當(dāng)發(fā)育，分布廣泛，是殘積土層的母巖體和工程地質(zhì)基體。巖體主要由巨粒（斑狀）黑云母斜長(zhǎng)花崗巖、粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖和中細(xì)粒黑云母巖組成。由于該區(qū)氣候酷熱潮濕，雨量充分，同時(shí)，水系發(fā)育，地下水位高，沿海區(qū)域又常受潮汐影響。這種地質(zhì)環(huán)境使花崗巖受到了猛烈的風(fēng)化，逐步在原地形成了

2、分布較廣、厚度較大，工程性能相對(duì)穩(wěn)定的全風(fēng)化花崗巖殘積土。該地區(qū)花崗巖殘積土主要分布在山坡階地，以及隱伏于河谷平原沖積層之下。山坡階地的花崗巖殘積土，多呈條帶狀或裙扇狀暴露于地表，由于受巖體風(fēng)化程度差異的影響，常有大小不等的孤石零散分布。河谷平原的花崗殘積土，一般被沖積淤積的土層掩蓋，面積較大，風(fēng)化孤石少見(jiàn)。工程地質(zhì)勘察花崗巖殘積土是風(fēng)化作用的產(chǎn)物，與基巖成過(guò)渡關(guān)系。由于風(fēng)化作用程度不同，可能造成殘積物成份的不均勻性、產(chǎn)狀和厚度的不規(guī)章性。地質(zhì)勘察是查明殘積土形態(tài)和性質(zhì)的關(guān)鍵工作。一般依據(jù)下列步驟進(jìn)行。31野外勘察依據(jù)有關(guān)規(guī)程和要求進(jìn)行初勘和詳勘。無(wú)論是初勘還是詳勘，都必需重視做好六個(gè)方面的工

3、作。(1)查明花崗巖殘積土分布、厚度和層底埋深，以及底界面起伏形態(tài)。(2)查明風(fēng)化程度，把握花崗巖殘積土工程性質(zhì)的差異性。要留意查清有無(wú)風(fēng)化孤石存在及其大小、分布特點(diǎn)。(3)技術(shù)孔要把握到中微風(fēng)化巖，鑒別孔要把握到強(qiáng)風(fēng)化巖。(4)技術(shù)孔在殘積土層的上、中、下部位，除要取原狀土樣送試驗(yàn)室外，每取一次樣后，還要打標(biāo)貫，并將全孔的巖土芯全部實(shí)行出來(lái)，以便進(jìn)行野外鑒別和拍照。鑒別孔僅打標(biāo)貫。(5)當(dāng)殘積土層底界面局部呈凸”型時(shí)，需要補(bǔ)孔驗(yàn)證是否孤石。(6)做好野外編錄工作。32室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)在野外取得的土樣要進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，為分析殘積土的成份供應(yīng)依據(jù)，保證勘察資料的精確性。(1)描述試樣狀態(tài)。(2)確保含水

4、量和液塑限數(shù)據(jù)的精確。(3)必需做好顆粒篩分試驗(yàn)。3.3資料整理分析對(duì)野外勘察和室內(nèi)試驗(yàn)資料要進(jìn)行全面分析整理，重點(diǎn)分析巖土的物理力學(xué)特性。(1)在工程地質(zhì)剖面圖中分析殘積土層及其上覆土層的特性。要留意把握殘積土層底界面的起伏狀態(tài)，以及殘積土層與上履土層的接觸關(guān)系，對(duì)比核實(shí)殘積土層的厚度。(2)統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)物理力學(xué)數(shù)據(jù)，校正標(biāo)貫擊數(shù)。(3)檢查取舍試驗(yàn)數(shù)據(jù)，編制含水量與塑限、含水量與標(biāo)貫的散點(diǎn)圖，分析殘積土物理力學(xué)性質(zhì)，找出其變化規(guī)律。4工程地質(zhì)爭(zhēng)辯通過(guò)爭(zhēng)辯花崗巖殘積土物理力學(xué)特征，對(duì)其作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，為確定正確的地基處理方案供應(yīng)依據(jù)。41花崗巖殘積土物理力學(xué)性質(zhì)特征花崗巖殘積土中的石英顆粒被粘

5、性顆粒包圍，土體的孔隙比較大，液性指數(shù)較小，壓縮性中等，遇水易崩解，當(dāng)飽和度較低時(shí)常見(jiàn)有某種程度的濕陷性。通過(guò)工程地質(zhì)勘察報(bào)告中的實(shí)例，通過(guò)對(duì)花崗巖殘積土物理力學(xué)性質(zhì)的列表統(tǒng)計(jì)，資料表明：該區(qū)花崗巖殘積土中，粒徑2mm以上的石英顆粒含量在2563%之間，平均為37%;土體的孔隙比在03821088之間平均為0738；塑性指數(shù)在8-40之間，平均為17.5;液性指數(shù)0O.79之間，一般為0.31;壓縮系數(shù)0.12在0.130.63之間，平均為0.37標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)6.249擊,平均為19.6擊；承載力標(biāo)準(zhǔn)值160-370kPa平士勻?yàn)?58kPa通過(guò)對(duì)花崗巖殘積土原狀土樣的觀(guān)看描述，由土層頂部向下

6、部，含水量由高變低，土樣呈軟塑一可塑一硬塑一堅(jiān)硬狀變化。含水量的大小是把握該區(qū)花崗巖殘積土物理力學(xué)性質(zhì)的主要因素。當(dāng)含水量增大時(shí)，塑性指數(shù)增大，反映其風(fēng)化程度高，表現(xiàn)為標(biāo)貫擊數(shù)削減，承載力標(biāo)準(zhǔn)值降低，即土體的工程性能變差，反之亦然。42花崗巖殘積土工程地質(zhì)評(píng)價(jià)花崗殘積土大部分被沖積、淤積土層掩蓋，其地表以下埋藏深度不等?；◢弾r殘積土層厚度變化范圍較大?；◢弾r殘積土全部位于地下水位以下?；◢弾r殘積土的上覆土層多由淤泥、粉質(zhì)粘土、粘土和人工填土構(gòu)成。其下伏巖層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，未見(jiàn)有下臥的脆弱層。從上述分析得出：該區(qū)花崗巖殘積土分布廣泛、厚度較大且相對(duì)穩(wěn)定，底界面多呈起伏狀態(tài)，其下部無(wú)脆弱層?；◢弾r

7、殘積的物理力學(xué)性質(zhì)比上覆的各類(lèi)土層為好，承載力標(biāo)準(zhǔn)值平均可達(dá)258kPa。爭(zhēng)辯表明：花崗巖殘積土是該區(qū)57層建筑物基礎(chǔ)的良好持力層。5花崗巖殘積土地基處理方法爭(zhēng)辯選擇地基處理方法的正確性，直接關(guān)系到建筑物的平安性，同時(shí)也是影響建筑工程成本的重要因素。如何正確選擇地基處理方法，成為建設(shè)項(xiàng)目投資方、設(shè)計(jì)方和施工方的關(guān)注點(diǎn)。依據(jù)該區(qū)的地質(zhì)條件和建設(shè)進(jìn)展需要，應(yīng)留意爭(zhēng)辯以下幾個(gè)問(wèn)題：51基礎(chǔ)形式的選擇(1)多層建筑物選擇樁基。假如擬建場(chǎng)地存在花崗巖殘積土硬塑層。且建筑物高度為57層時(shí)，基礎(chǔ)持力層一般都選用花崗巖殘積土層。依據(jù)：“既要滿(mǎn)足建筑物荷載要求，又要降低工程造價(jià)，而且施工工藝可行”的原則，推舉用

8、樁基進(jìn)行地基處理。這是本文著重爭(zhēng)辯的問(wèn)題。（2）高層建筑物主要選擇預(yù)應(yīng)力管樁和鉆孔灌注樁。52樁的類(lèi)型選擇及優(yōu)缺點(diǎn)依據(jù)該區(qū)花崗巖殘積土持力層的物理力學(xué)特征和樁基施工的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下：521人工挖孔灌注樁優(yōu)點(diǎn)有：樁徑1.Om以上者單樁承載力大于lO00kPq施工工藝簡(jiǎn)潔，占用場(chǎng)地面積小，對(duì)四周環(huán)境影響稍微；造價(jià)低（比沉管樁價(jià)約低20%）。缺點(diǎn)是；在持力層埋深大于15m、上覆土層強(qiáng)透水性或淤泥厚度較大、且地下水位高的狀況下，難以保證施工質(zhì)量。5.22沉管灌注樁優(yōu)點(diǎn)有：由于沉管樁具有摩擦加端承兩種力，其單樁承載力可達(dá)450550kPa,復(fù)打樁可達(dá)6o0kPa;工藝環(huán)節(jié)少，施工簡(jiǎn)潔，若場(chǎng)地局部工程性能

9、變差或建筑物荷載有特殊要求時(shí)，可接受復(fù)打或加樁進(jìn)行處理；造價(jià)較低。缺點(diǎn)是：施工時(shí)振動(dòng)和噪音較大，對(duì)四周設(shè)施和環(huán)境造成影響。2.3鉆孔灌注樁于1.Ore的碎石（礫石）層，建筑物荷載分布較均勻，樁長(zhǎng)小于25m時(shí)，一優(yōu)點(diǎn)有：?jiǎn)螛冻休d力較大（4O02000kPa）,樁長(zhǎng)可達(dá)60m;對(duì)四周設(shè)施無(wú)振動(dòng)性影響，噪音小。缺點(diǎn)是：施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，泥漿對(duì)環(huán)境有肯定污染，造價(jià)略高。2.4預(yù)制（方）樁優(yōu)點(diǎn)有：?jiǎn)螛叮夺?400 x4OOmm雨載力較大，可達(dá)800llOOkPe樁長(zhǎng)不受限制，不存在斷樁現(xiàn)象；靜壓樁對(duì)四周設(shè)施和環(huán)境無(wú)影響。缺點(diǎn)是：施工設(shè)備笨重，造價(jià)較高（比沉管灌注樁造價(jià)約高15）。5.3花崗巖殘積土層樁型選擇建議(1)當(dāng)花崗巖殘積土層暴露于地表，或其上覆土層中無(wú)強(qiáng)透水層和厚度較大的淤泥，樁長(zhǎng)在15m以?xún)?nèi)時(shí)，一般選用人工挖孔灌注樁。(2)當(dāng)花崗巖殘積土層底界面埋深小于25m,上覆土層中無(wú)厚度大般選用沉管灌注樁。(3)當(dāng)花崗巖殘積土層底界面起伏較大，建筑物荷載較大且集中，樁長(zhǎng)大于25m時(shí)，一般選用鉆孔灌注樁。(4)當(dāng)花崗巖殘積土層底界面深度大于30m,建筑物