花岗岩残积土工程地质探究范文

《福建建材杂志》2014年第八期

1花岗岩残积土的特性

1.1花岗岩残积土的物理力学性质

在天然状态下，由于花岗岩残积土保留着原岩的一定的残余结构，所以其强度较高，压缩性中等偏低，具有亲水性，透水性及富水性不均，总体上均较差。自上而下一般呈渐变的垂直过渡变化，其粒度组成及状态的变化差异，使得花岗岩残积土力学性质有随深度变化的趋势。同时由于母岩成分的相似性，同一地区的花岗岩残积土在物理力学性质上具有一定的共同特性。从表1可以看出，花岗岩残积土具有孔隙比大、液性指数小的特征，其中液性指数多为0.25～0.20之间，从理论上划分为硬塑，这与实际的土层状态是有差别的。从表2可以看出，花岗岩残积土具有压缩性高、抗剪强度较好的特征，其中抗剪强度指标的变异性较小，特别是内摩擦角的变异系数仅为0.03～0.06。说明花岗岩残积土的力学性质具有一定区域的共同特性。压缩系数为0.524～0.587MPa-1，属高压缩性，这与花岗岩残积土的实际状态是有差别的。应该说明的是，由于野外取样及室内土工制样过程中对土样的扰动、制样中剔除了粗颗粒，这些破坏了土的结构，改变了土的应力状态，从而使部分常规的室内土工试验数据具有较大的离散性，不能很好地反映土的性质。如压缩性指标偏大、液性指数偏小。所以，对花岗岩残积土进行工程地质性质评价、计算时宜以原位测试结果为主，室内土工试验结果为辅。

1.2花岗岩残积土的扰动性花岗岩残积土是花岗岩经风化作用后残留原地的，保留原岩一定的残余结构强度。由粗颗粒的矿物和高岭土为主的粘土矿物组成，因此，其具有砂类土和粘性土的一些特性。外界的扰动会破坏其结构，损伤其结构强度，使其力学性质变差。花岗岩残积土的这一特性在工程实践中已得到证实，因此，在某种程度上，花岗岩残积土可称作为结构性土。

1.3花岗岩残积土的软化性花岗岩残积土的软化性是指随着含水量的增加，其强度降低，压缩性增大，润滑性增强。这一特性对于残积粘性土最为明显。花岗岩残积土含有高岭土、伊利石、蒙脱石等层状铝硅酸盐矿物，这些粘土矿物会因吸水而体积增大，同时发生吸附离子的交换。从而使土体强度降低，压缩性增大。

1.4花岗岩残积土的崩解性花岗岩残积土的崩解性是指浸泡在水中的花岗岩残积土，在短时间内呈粉末状、散粒状、块状崩解掉落的现象。文献[5]中对福州盆地边缘风化剥蚀的花岗岩残积砂质粘性土进行崩解试验，结果表明：残积砂质粘性土的崩解过程大致分为三个阶段，第一阶段：试样浸水5～10min，试样崩解速度较为缓慢，且崩解过程中，试样土体表面无大的裂纹出现，崩解量约为25%；第二阶段：试样浸水15～23min，试样出现快速崩解现象，试样土体表面出现大的裂缝，崩解量约为60%；第三阶段：崩解速度又变慢，经30～40min，土体完全崩解。可见花岗岩残积土浸水10min后，就会出现快速崩解现象。

2工程实践参考

在花岗岩残积土区修建建筑物时，尤其公路、桥涵、管线等线性构造物，穿越不同的地形、地貌单元。因场地地形、地貌单元的不同，花岗岩残积土的分区性应予以分析考虑，在实际工程实践中，也应根据不同的单体构造物，结合花岗岩残积土的一些特性进行分析评价。

⑴花岗岩残积土中的残积砂质粘性土具有较好的颗粒级配、较大的干重度、较高的抗剪强度和较小的透水性，几乎不含可溶盐，是一种较为理想的路基填筑土料，可根据其砂含量直接或稍作处理后用于路基填筑，但应注意防排水，并尽量减少对其原有结构的破坏。

⑵花岗岩残积土保留着原岩的一定的残余结构，所以其强度较高，对荷载较小的低层或多层民用建筑可直接利用其为天然地基或孔桩（墩）基础持力层，特别是当采用孔桩（墩）基础，残积土层又处于地下水位之下时，在条件许可的情况下一般宜先预打降水井，引排疏干降低地下水再进行孔桩（墩）基础开挖干作业，而不宜先进行基础开挖后再进行基底汲排水，因后者容易造成基底渗流破坏，产生流砂、管涌等渗透破坏，导致土体结构松动或破坏，降低土体结构强度，并形成扰动松动层，引起后期基础的沉降破坏。

⑶花岗岩残积土层为摩擦桩的主要摩擦力提供层时，应考虑到施工工艺对土层扰动程度、地下水位、残积土中的粗颗粒的含量，甚至于残积土中粘土矿物的含量等对残积土桩周摩阻力取值的影响。如残积土中含有较多的高岭土、蒙脱石等粘土矿物时，当施工过程中的地下水或泥浆水与这些粘土矿物结合后，会致使残积土具有很强的润滑性，从而降低了残积土摩擦阻力。

⑷水是花岗岩残积土发生软化、崩解的直接诱因，隧道围岩或地下室基坑坑壁为花岗岩残积土时，特别是隧道的进出口或临水区域地下基坑工程，更应重视对区域性水文现象的调查。尽量引排或疏导地表水、降低地下水位，减少对花岗岩残积土层的扰动破坏，使其自身残余强度得以充分的发挥。⑸花岗岩残积土的抗剪强度相对较高，这有利于花岗岩残积土的边坡的稳定。但由于花岗岩常发育有节理裂隙，还伴有辉绿岩、闪长玢岩等易风化脉岩的侵入，从而形成了花岗岩残积土中的原生或次生结构面，这些原生或次生结构面对花岗岩残积土边坡的稳定性起到了主导作用。因此，边坡野外勘察中应重视对原生或次生结构面的调查。同时，由于花岗岩残积土的一些工程特性，边坡应分台阶开挖，及时防护，注意防排水。

3结语

花岗岩残积土因其特定的成因、成分、组织结构决定了其相对特殊的工程地质特性，认识了解这些特性，充分发挥其残余强度，更好地服务工程实践活动。水是花岗岩残积土发生软化、崩解的直接诱因。在水的作用下，花岗岩残积土的力学性质会明显变差。因此，在工程活动中应重视花岗岩残积土区的水文地质工作。

作者：凌明挺单位：福建省泉州市水电工程勘察院