李愛華

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣東總隊(duì)，廣東 廣州 510450）

巖土工程是一門涉及利用巖石或土壤，進(jìn)行科學(xué)技術(shù)改建和重建的土建工程。作為一個實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，由于巖體構(gòu)成的復(fù)雜性、環(huán)境地域性以及外部因素的干擾，巖土工程還不夠成熟。加之巖石結(jié)構(gòu)和土壤之間的相互作用很難把握，所以巖石工程大多具有隱蔽性，并且一旦發(fā)生事故，則不易發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救的機(jī)會。因此，重視巖土測試工作能大大提高勘探工作的效率，基礎(chǔ)工程建設(shè)的安全性也能得到保障。

1 工程概況

本文以某建設(shè)工程為對象進(jìn)行實(shí)地勘察，該工程重要性等級為一級、場地等級為二級、地基等級為二級，工程勘察等級為甲級?？碧椒椒ú捎靡糟@探、原位測試和室內(nèi)巖土試驗(yàn)相結(jié)合的手段進(jìn)行。穿越各類地貌單元、地層，主要地質(zhì)體進(jìn)一步追索，查明工程場地地形地貌特征、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造特征及主要不良地質(zhì)問題，取得的成果滿足設(shè)計(jì)要求?？辈靾龅匚挥谟裆娇h境內(nèi)，據(jù)現(xiàn)場踏勘及現(xiàn)場鉆探可知，地貌有沖積平原Ⅱ級階地和丘陵兩個地貌單元。地勢平坦，總體顯示中間高兩端低的地勢，山坡自然坡度8°28′-24°56′，一般12度左右。

2 工程地質(zhì)條件

本次勘察的場區(qū)范圍內(nèi)出露的地層主要有第四系松散堆積物及白堊系南雄組上段（K2n）、白堊系下統(tǒng)周家店組（K1z）基巖。巖層位于下?lián)P子——錢塘古太坳，錢塘陷褶斷束中的上饒凹褶斷束和武功山——官帽臺拱中的武功山臺凸，以單斜構(gòu)造為主，呈層狀產(chǎn)出。上統(tǒng)南雄組（K2n）為一套紫紅色礫巖、砂巖夾粉砂巖系，屬沖積扇中遠(yuǎn)端環(huán)境中的砂質(zhì)片流及小河道充填沉積，為線路主要巖體，大部分基巖裸露，巖層產(chǎn)狀較緩,傾角一般15°～25°之間,巖石強(qiáng)度較低，單層厚度為20cm～40cm之間，植被不發(fā)育，廣泛分布于丘陵崗地，厚度大于2000m；下統(tǒng)周家店組（Kz）1為一套粉砂巖、泥巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r夾砂礫巖，場地出露的地層為安山質(zhì)凝灰?guī)r夾砂礫巖，局部出露，大部分基巖裸露，傾角一般25°～45°，巖石強(qiáng)度較高，單層厚度為50m～100cm之間，廣泛分布于丘陵崗地，厚度大于380m。

工程各地質(zhì)巖性特征如下：

人工填土（Q4ml）：層厚0.00m～6.80m，灰褐色，松散，稍濕，高壓縮性。主要回填以粘性土、風(fēng)化砂巖碎屑、塊成分，土體中夾雜少量灰黑色耕植土的有機(jī)質(zhì)成分，含植物根莖等腐殖質(zhì)。土石類別屬普通土，土石等級為Ⅱ級，承載力基本容許值〔fa0〕=80kPa～150kPa。

中砂（Q4al）：層厚0.00m～6.20m，黃褐色，中密，稍濕，中等壓縮性。粒徑大于0.25mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%，粒序級配一般，砂體中不均勻分布少量卵石成分，下部顆粒逐漸增大。土石類別屬普通土，土石等級為Ⅱ級，承載力基本容許值〔fa0〕=100kPa。

卵石（Q4al+pl）：層厚0.00m～3.30m，灰黑色，密實(shí)，飽和，低壓縮性。顆粒以圓形及亞圓形為主，粒徑大于20mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（玉琊溪段大于90%），磨圓度較好，粒序級配一般。骨架充填大量粗砂成分。土石類別屬硬土，土石等級為Ⅲ級，承載力基本容許值〔fa0〕=350kPa。

強(qiáng)風(fēng)化砂巖(K2)：層厚0.00m～6.40m，層頂埋深0.00m～6.80m，層底標(biāo)高77.38m～123.41m，采芯率85.00%～95.00%。褐紅色，強(qiáng)風(fēng)化。薄層狀構(gòu)造，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，鈣質(zhì)膠結(jié)，風(fēng)化裂隙較發(fā)育，裂隙面可見Fe、Mn質(zhì)侵染，巖芯破碎，呈碎屑狀、碎塊狀、局部為短柱狀，碎塊用手折可掰斷。主要礦物成分為石英、長石。巖體破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。土石類別屬軟石，土石等級為Ⅳ級，承載力基本容許值〔fa0〕＝350kPa。

強(qiáng)風(fēng)化泥巖(K1)：層厚0.00m～8.10m，層頂埋深0.00m～9.20m，層底標(biāo)高85.46m～109.59m，采芯率82.00%～91.00%?；液稚?、豬肝色，強(qiáng)風(fēng)化。偶見層理，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，遇水易軟化，手搓呈團(tuán)塊狀。巖體破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。土石類別屬軟石，土石等級為Ⅳ級，承載力基本容許值〔fa0〕=300kPa。

3 巖土工程試驗(yàn)分析

隨著城鎮(zhèn)化的深入發(fā)展，建設(shè)工程數(shù)量越來越多，巖土工程地質(zhì)勘察發(fā)揮著舉足輕重的作用，原位測試技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。在本次巖土工程地質(zhì)勘察過程中，為了取得巖土層的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)，釆用室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場原位測試相結(jié)合的手段進(jìn)行。

鉆探：鉆探采用XY-1型鉆機(jī)為主，SH-30型鉆機(jī)、麻花鉆為輔。對第四系松散地層及強(qiáng)風(fēng)化巖采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)、沖擊鉆進(jìn)及螺旋鉆進(jìn)，對中等風(fēng)化巖采用金鋼石鉆進(jìn)。采取原狀土樣的鉆孔，口徑不小于91mm，僅需鑒別地層的鉆孔，口徑不小于36mm；取巖樣鉆孔口徑不小于75mm，鑒別地層巖芯鉆孔口徑不小于59mm。鉆進(jìn)深度和巖土層分層深度的量測精度，陸域最大允許偏差為±5cm，水域最大允許偏差為±20cm；在變層處校核孔深，終孔后校正孔深。采取巖芯的鉆孔，采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，軟質(zhì)巖石及風(fēng)化破碎巖石采用雙層巖芯管鉆頭鉆進(jìn)；粘性土采用錘擊鉆進(jìn)方法或螺旋鉆進(jìn)方法；碎石土采用套管磨進(jìn)沖擊鉆取芯鉆進(jìn)。中、粗、礫砂層取芯困難時(shí)，可用標(biāo)準(zhǔn)貫入器間斷取樣。在粘性土中，回次進(jìn)尺不超過2.0m；在粉土、飽和砂土中，回次進(jìn)尺不超過1.0m，且不超過取土筒長度；在預(yù)計(jì)的地層界線附近及重點(diǎn)探查部位，回次進(jìn)尺不超過0.5m。在巖層中鉆進(jìn)時(shí)，回次進(jìn)尺不得超過巖芯管長度，在軟質(zhì)巖層中不得超過2.0m。巖芯采取率完整巖層不小于80%；破碎巖層不小于65%。在鉆進(jìn)中如遇地下水，停鉆量測初見水位，為測得單個含水層的靜止水位，對砂土和碎石土層停鉆時(shí)間不少于0.5h，對粘性土層不少于8h，并在全部鉆孔結(jié)束后，同一天內(nèi)量測各孔靜止水位，量測水位采用測水鐘。水位量測精度不低于±20mm。野外記錄應(yīng)真實(shí)及時(shí)，按鉆進(jìn)回次逐段填寫，嚴(yán)禁事后追記。

取樣：粘性土取樣應(yīng)用薄壁取土器，取樣長度為30cm；試樣應(yīng)妥善密封，防止?jié)穸茸兓?，?yán)禁曝曬和冰凍；保存時(shí)間不宜超過三周。巖石試樣利用鉆探巖芯制作，樣長10mm，取樣完成后應(yīng)立即現(xiàn)場封樣，填寫標(biāo)簽，分清上下順序，及時(shí)送樣。選2個具有代表性鉆孔，取2件地下水水樣進(jìn)行室內(nèi)水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)，水樣數(shù)量不少于1.50L。水試樣應(yīng)及時(shí)試驗(yàn)，清潔水放置時(shí)間不超過72小時(shí)，稍受污染的水不超過48小時(shí)，受污染的水不超過12小時(shí)。取土試樣2件作土的腐蝕性測試。

原位測試：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)采用自動脫鉤的自由落錘法進(jìn)行錘擊，錘擊速率應(yīng)小于30擊/min。動力觸探試驗(yàn)采用重型自動落錘裝置；觸探桿最大偏斜度不超2%，錘擊速率每分鐘為15～30擊。波速測試采用單孔法，測點(diǎn)的垂直間距取1m～3m，層位變化處加密，并自下而上逐點(diǎn)測試。

本次的勘探方法采用以原位測試（圓錐動力觸探）的手段、試驗(yàn)儀器采用重型擊實(shí)儀進(jìn)行。重型圓錐動力觸探試驗(yàn)是利用質(zhì)量為65kg的重錘，以一定高度的自由下落，將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓錐形探頭打入土層中，根據(jù)探頭貫入的難易程度判定土層的性質(zhì)。該方法相可以連續(xù)貫入得到與深度對應(yīng)的直方圖，有利于分析測試點(diǎn)不同深度的力學(xué)性質(zhì)；測試設(shè)備簡單靈活易于操作，有利于將測試點(diǎn)全面布滿場地進(jìn)行，且試驗(yàn)周期短。對素填土、中砂、卵石、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥巖層各進(jìn)行重型動力觸探試驗(yàn),重型動力觸探試驗(yàn)經(jīng)鉆桿桿長校正，測試結(jié)果見重型動力觸探試驗(yàn)成果表1。

表1 重型圓錐動力觸探試驗(yàn)表

綜上所述，由地面地質(zhì)踏勘及鉆探查明，場區(qū)范圍內(nèi)第四系覆蓋層力學(xué)性質(zhì)懸殊，其承載力基本容許值〔fa0〕在80kPa～350kPa，物理力學(xué)性質(zhì)差，屬高壓縮性土，不能作為路基基礎(chǔ)持力層，議采用樁基礎(chǔ)，選取中風(fēng)化砂巖為基礎(chǔ)持力層。

在施工過程中，注意地基土橫向的不均勻性，采取相應(yīng)措施，并加強(qiáng)地質(zhì)驗(yàn)槽，以確?；A(chǔ)已達(dá)持力層及嵌入持力層深度。