范文一:要区分碎裂状强风化花岗岩和中风化花岗岩
要区分碎裂状强风化花岗岩和中风化花岗岩,一般根据肉眼观察、实践经验、试验指标来区别。1.肉眼观察判断:首先从风化程度判断,碎裂状强风化花岗岩岩块通体风化,除石英外,其余矿物均已明显风化蚀变,而中风化花岗岩岩石表面或裂隙面大部分变色,但断口仍保持新鲜岩石色泽,矿物胶结较好,风化较弱,仅裂隙部位能见风化迹象。其次从岩芯完整性判断,碎裂状强风化花岗岩风化裂隙发育,岩体破碎,呈碎裂状结构,岩芯呈碎块状、饼状;而中风化花岗岩大多呈镶嵌碎裂结构,岩芯呈短柱状或块状。
2.实践经验判断:碎裂状强风化花岗岩用合金钻头能钻进,岩质较软,岩块手折可断,锤击即碎,声哑,泡水软化较快;而中风化花岗岩用合金钻头难以钻进,岩质较坚硬,岩块手折不断,锤击不易碎,声较脆哑,泡水软化缓慢。
3.试验指标判断:碎裂状强风化花岗岩岩石饱和抗压强度<30MPa,剪切波速<800m/s;中风化花岗岩岩石饱和抗压强度30~60MPa,剪切波速一般800~2000m/s。首先你得读通岩土工程勘察报告,对地层分布要非常理解。看报告对岩石的性状是怎么描述的,施工人员应该从这几方面判断:
1、颜色 一般含铁的岩石都是红褐色的,含锰的都是黑色的。2、硬度 强风化岩石通常很软,很容易碎,拧碎后有好多石粉,中风化岩石碎后棱角分明,划手有刀割感觉。最好的方法是拿到勘察时候取上的岩芯,拿来对比就不会错了。
范文二:区分强风化花岗岩和中风化花岗岩
如何区分强风化花岗岩和中风化花岗岩要区分碎裂状强风化花岗岩和中风化花岗岩,一般根据肉眼观察、实践经验、试验指标来区别。
1.肉眼观察判断:首先从风化程度判断,碎裂状强风化花岗岩岩块通体风化,除石英外,其余矿物均已明显风化蚀变,而中风化花岗岩岩石表面或裂隙面大部分变色,但断口仍保持新鲜岩石色泽,矿物胶结较好,风化较弱,仅裂隙部位能见风化迹象。其次从岩芯完整性判断,碎裂状强风化花岗岩风化裂隙发育,岩体破碎,呈碎裂状结构,岩芯呈碎块状、饼状;而中风化花岗岩大多呈镶嵌碎裂结构,岩芯呈短柱状或块状。
2.实践经验判断:碎裂状强风化花岗岩用合金钻头能钻进,岩质较软,岩块手折可断,锤击即碎,声哑,泡水软化较快;而中风化花岗岩用合金钻头难以钻进,岩质较坚硬,岩块手折不断,锤击不易碎,声较脆哑,泡水软化缓慢。
3.试验指标判断:碎裂状强风化花岗岩岩石饱和抗压强度<30MPa,剪切波速<800m/s;中风化花岗岩岩石饱和抗压强度30~60MPa,剪切波速一般800~2000m/s。首先你得读通岩土工程勘察报告,对地层分布要非常理解。看报告对岩石的性状是怎么描述的,施工人员应该从这几方面判断:1、颜色 一般含铁的岩石都是红褐色的,含锰的都是黑色的。2、硬度 强风化岩石通常很软,很容易碎,拧碎后有好多石粉,中风化岩石碎后棱角分明,划手有刀割感觉。最好的方法是
拿到勘察时候取上的岩芯,拿来对比就不会错了。
范文三:风化花岗岩施工方案]@]@]
@上海聚隆绿化发展有限公司
Shanghai Julong Greenland development Co.Ltd
迪士尼风化花岗岩
施工报审资料
Construction scheme of weathered granite
稳定型风化花岗产品产品介绍---139胡新平18812028
Introduction of stable weathering granite products
稳定型风化花岗铺装Stabilized weathered granite
一、 稳定型风化花岗铺装道路的简述、应用区域、效果:
A brief introduction to the road of stable weathering granite paving, application area, effect:
稳定型风化花岗岩铺装路面简述:A brief description of the stability of the weathering granite pavement
1.稳定型风化花岗岩铺装是以标准级配风化土添加天然植物增强剂为主要材料,加入特殊硬化剂的混合材料进行铺装的新型道路工法。稳定型风化花岗岩铺装同自然环境或园林景观浑然天
成,在保证承载的前提下,形似天然道路。
the stability of weathered granite is the main material, which is based on the standard graded weathered soil.A new method of road mixed material of special curing agent for pavement. Stabilized weathered granite paving with natural ring
The environment or landscape like nature itself, under the premise of ensuring the bearing under the natural shape of the road.
2.道路颜色:天然淡黄色(风化花岗岩本色)Road colors: natural light yellow (weathered granite
3.应用区域:公园道路、庭院道路(广场)Application area: Park Road, Garden Road (square)
二、稳定型风化花岗岩的特点:Characteristics of stable weathering granite:
1.柔软的脚底触觉,行走非常舒适。且减轻老人膝盖、腰部的负担。 1 soft soles of the feet touch, walking is very comfortable. And reduce the burden on the elderly knee, waist.
2.采用纯天然材料,颜色为天然的淡黄色,保证了与周围环境的自然和谐。
2 uses pure natural materials, the color is natural light yellow, the guarantee and the environment of the natural harmony
3.与混凝土相比,热传导率较低所以阻热效果较好。
3 compared with the concrete, the thermal conductivity is low, so the heat resistance effect is better.
4.透水性好,不会在表面积水 good water permeability, not in the surface water
5.维护简单 maintenance simple
第二部份 稳定型风化花岗产品路面施工方案
The stability of the weathering granite products pavement construction scheme
3.01 现场条件Field condition
A.确认地基已根据所需规范进行妥善平整与压实。在所有未如理想的情况得到纠正前,不得进行安装工作。
B.如果安装之后的四天内天气预报有雨,或正处于下雨的情况下,不得安装风化花岗岩铺面。
若温度低于摄氏 15.5 度(华氏 60 度),或夜间温度可能降至摄氏 0 度(华氏 32 度)以下,必须保护措施,否则不得安装风化 花岗岩铺面。
C.在所有地下公共设施与结构完工,且地基夯实度经过测试和认可前,不得安装风化花岗岩铺面。
D.采取所有预防措施,对相邻的所有平面、结构和种植区域进行保护,以免在准备和安装过程中因使用设备对其造成损坏或受到其他材料污染。在必要时需提供并保留栅栏、屏障等防护设施。
安装过程中,所有在风化花岗岩铺面上行走的工作人员均应穿着无跟靴。
A. confirms that the foundation has been properly leveled and compacted according to the required specifications. Before all the cases are not corrected, the installation work shall not be carried out.
B. if within four days after the installation of the weather with rain, or in case of rain, not installed weathered granite paving.
If the temperature is below Celsius 15.5 (60 degrees Fahrenheit), or night temperature may centigrade 0 degrees (Fahrenheit 32 degrees) the following must be protective measures, otherwise, it shall not be installed weathered granite paving.
C. in all underground public facilities and structure completed and lay a solid foundation through the tested and approved before shall not install weathered granite paving.
D. take all preventive measures to protect the adjacent all planes, structures and planting areas in order to avoid damage to the equipment or other materials caused by the use of equipment during the process of preparation and installation. Provide and keep the fence, barrier and other protective equipment as necessary.
During the installation, all the staff in weathered granite on the pavement should be worn with boots.
3.02 准备工作Ready to work
1.骨料的选用、配色、加工
选用淡黄色的骨料,参照规范试验确定施工配比。
按施工配比加工骨料。
2.稳定剂的试验和采购
用稳定剂对成品骨料做稳定性试验,确定稳定剂的施工配比。
3.总包基础的施工,排水管道的施工。
1 aggregate selection, color, processing
Selection of light yellow of the aggregate, with reference to the standard test to determine the proportion of construction.
According to the proportion of the construction process of the aggregate.
2 test and purchase of stabilizer
The stability test of the finished product with stabilizer, the construction proportion of the stabilizer.
3 the contractor construction basis, construction of drainage pipeline.
4.碎石基层Gravel base
人行道路(Ⅰ)级配碎石基层其碎石石料质量要求、级配碎石颗粒组成范围按《城市道路工程施工
质量验收规范》(DGJ08-118)8.4中的规定按产品说明级配碎石基层应采用0-30级配碎石,其碎石石料质量要求、级配碎石颗粒组成范围以及级配碎石基层质量检验标准应符合《城市道路工程施工质量验收规范》(DGJ08-118)6.3中的规定。压实度达到95%
People"s Road (I) graded gravel base of its quality requirements, grading gravel particles composition range according to the urban road construction
Quality acceptance specification (DGJ08-118) 8.4 in accordance with the provisions of the product description graded crushed stone base should be used 0-30 graded gravel, gravel stone quality requirements, grading gravel particle composition range and graded gravel base quality inspection standards should be in accordance with the urban road engineering construction quality acceptance standard (DGJ08-118) 6.3. Compaction degree reached 95%
5.排水管网布设Drainage pipe network layout
当风化花岗岩铺面与不透水花岗岩收边石有边缘铺砌连接时,应使边缘铺砌部积水与下部结构层内的雨水能向畅通方向扩散渗透,必要时可设置PVC管连通。
因铺设地形或周边环境等因素,风化花岗岩铺面路结构内部雨水易聚积于低洼处,应在渗透雨水集中处设置暗渠或碎石盲沟等,并将其渗透雨水排入雨水窨井等排水设施,避免结构内部积水及渗透导致在路表形成局部积水。
When weathered granite paving and permeable granite stone edge edge paving connection, should make the edge paved the Ministry of water and the lower structure layer within the rainwater can flow direction diffusion and permeation, when necessary, can is provided with a PVC pipe is communicated with the.
Due to the laying of the terrain or the surrounding environment and other factors, weathering granite paving
structure internal rain easy to accumulate in low-lying, in the infiltration of rain water concentration is arranged at the culvert or gravel blind ditch etc., and infiltration rainwater is discharged into the rainwater manhole drainage facilities, avoid seeper of internal structure and permeability leading to the formation of local water on the road surface.
3.03 安装方案Installation scheme
一.配合比及搅拌Proportioning and mixing
骨料搅拌放在工厂加工Aggregate mixing and placed in factory processing
骨料配比:4号:8号:16:黄砂:200号:=20:20:20:30:10
黄沙级配为30,50,100目,Sand grading was 30 and 50100,
级配变化,可以改变颜色,改变柔软度By grading changes, can change color, change the softness 应冬季气温较低,分两层施工
Winter temperatures are low, divided into two layers of construction
粘结剂:采用路捷公司的土壤固化剂. Base adhesive: the soil curing agent of the company.
骨料采用搅拌机搅拌。先按比例配制骨料,搅拌均匀。再按现场需要搅拌混合料,取一定数量的拌好骨料,按比例倒入稳定固化剂,适当洒水,搅拌直到粗骨料被细骨料包裹,测试方式,骨料能够手握成团,落地开花。
Aggregate mixing. According to the proportion of the preparation of aggregate, stirring evenly. Again according to the site need to stir the mixture, and take a certain number of mixed aggregate, proportionally into stable curing agent, proper watering, stirring until the coarse aggregates are fine aggregate package, test method, aggregate can hand clouds, landing flowering.
运输:骨料搅拌采用厂拌方式,采用6吨车辆运输到工地摊铺,运输过程覆盖防雨。
Transport: aggregate mixing with mixing plant, using 6 tons of vehicles for transport to the site of paver, the transport process covering rain.
做试验段,确定压路机型号,虚铺厚度,压实次数。
使用250KG或900KG独轮压路机或同等效能的机器在静态模式下进行4-6次的碾轧
The use of 250KG 或900KG of wheel roller or equivalent efficiency machine for 4-6 times rolling in static mode
因气温较底,本次施工分基层与面层二次施工,压实度应达到至少95%。
Due to the temperature of the bottom, the construction of two times and the construction of the surface layer, the degree of compaction should reach at least 95%.
二.安装基层Installation base
1.在经过夯实的底基层上安装防杂草织物(土工布),所有织物接缝处的搭接宽度至少为 300 毫米 (12 英寸)。
2.在土工布上安装基层,把搅拌好的固化骨料铺设在预先处理好的路面上,用耗子耗平
填满骨料至所需虚铺深度7CM左右。将骨料摊铺平整,压实后其表面标高的预期差异。
3.凉晒一定时间,在达到最佳湿度水平,用250或 900 千克重的钢制滚筒式碾压机(仅使
用静碾模式),用压路机来向压3-4次即可,使基层铺面在接受最终压实后达到所需平整度和标高(深度5CM)。
4.夯实:压路机无法达到位置,用 3.5 至 4.5 千克 (8 至 10 磅) 重的手夯进
行 人工实夯。再用刮板刮平
3.保温防水
1 to install the anti weed fabric (dirt) in a compacted base, and the lap width at least 300 mm (12 inches) of all fabric seams.
2 in the soil of the installation of the grass-roots level, the good mixing of the curing of the laying of a good deal in advance on the pavement, using the mouse
Fill the aggregate to the required depth 7CM. The expected difference of the surface elevation of the aggregate is flat and the surface of the compacted.
3 cool sun for a certain period of time, in order to reach the optimum humidity level, with 900 kg weight of steel roller type roller press
With the static compaction mode), road roller to press the 3-4 times can, grass-roots paving in accepting the final compaction to achieve the required flatness and elevation (depth of 5cm).
4 compaction: the pressure road machine can not reach the position, with 3.5 to 4.5 kg (8 to 10 pounds) of heavy hand into the
Line artificial compaction. Scraper scraper
3 waterproof and thermal insulation
三.安装面层Mounting surface layer
1.基层经过24小时防水保温稳定后,在基层上摊铺面层骨料,初始夯实:铺设完成后将材料刮至平滑,并用 250KG 或900 千克(1 吨)重的钢制滚筒式碾压机(仅使
用静碾模式)进行初始压轧夯实。在滚筒式碾压机压机无法到达的面积区域,可使振动平
板夯土机进行夯实。
最终夯实:初始夯实完成后,尽快开始最终夯实。用 900 千克(1 吨)重的钢制滚筒式碾压机
清除所有辊痕,使完工表面的纹理和外观统一、达至正确地面标高、且与相邻工程和立面互
相匹配。(可用振动平板夯土机,对滚筒式碾压机无法到达的小面积区域进行夯实。)
至少将各区域夯实至密度 95%。(设备和压实次数由试验段确定)
面层铺面在接受最终压实后达到所需平整度和标高(深度3CM)。压实标高达到设计标高
2.夯实:压路机无法达到位置,用 3.5 至 4.5 千克 (8 至 10 磅) 重的手夯进
行 人工实夯。再用刮板刮平。
3.保温防水,因气温较底,有机粘结剂需要较长时间,才能达到一定的强度,这段时间必须做好防水工作,雨天和夜间用薄膜覆盖,天气好时再打开日晒。
4. 对已压实的表面经过一定时间太阳照射后,采用土固精稀释乳液对表面进行喷涂,加强表面效果,减少表面颗粒脱落。因气温原因,应于表面面层达到一定强度后进行。
保护表面免受污垢与/或其它污物的污染,直至涂敷密封涂层的工序完成为止。在必要时,
可于涂敷密封材料前,使用扫帚清扫表面。
喷涂密封材料根据生产商建议的比例1:1,用水稀释乳液。
以生产商建议的受控均匀速率、模式喷涂密封材料。
静置密封涂层表面使其干燥,经大晴天 72小时后,方允许车辆或频繁的人流在铺面上通行。
1. Basic after 24 hours of waterproof and heat preservation stability, in the grassroots stalls pavement aggregate layer, initial compaction: laying after the completion of the material scraping to smooth and 250KG OR 900 kg (1 T) steel drum roller (only the
The initial rolling compaction is carried out by using the static model. In the roller type roller press can not reach the area of the area, can make the vibration level
Plate tamper tamp.
Final compaction: after the completion of the initial compaction, as soon as possible to start the final compaction. Roller type roller mill with 900 kg (1 ton) weight
Remove all traces of the roll, so that the texture and appearance of the finished surface are unified, up to the correct ground level, and with the adjacent engineering and facade
Phase matching. (available vibratory plate rammer, the roller roller can not reach the small area of ram.)
At least 95% of the area is compacted.
The surface layer of pavement in accepting the final after compaction to achieve the required flatness and elevation (3CM depth). To reach the level of design elevation
2 compaction: the pressure road machine can not reach the position, with 3.5 to 4.5 kg (8 to 10 pounds) of heavy hand into the
Line artificial compaction. Scraper scraper.
3 heat preservation and waterproof, due to temperature, the organic binder takes longer to reach a certain intensity, this time must do a good job of water proofing, rain and night with thin film cover, the weather HERSHEY"S to open the sun.
4 After a certain amount of time, the surface of the compacted surface is sprayed with the soil, and the surface is sprayed, and the surface effect is enhanced. Because of the temperature, the surface layer should be reached after a certain intensity.
The protection of the surface from dirt and / or other contaminants, until the coating is applied to the process. When necessary,
A controlled uniform rate, mode of spraying sealing material, which is recommended by the manufacturer.
Static seal coating on the surface of the dry and sunny day after 72 hours by side allows
the vehicle or frequent stream of people pass on the pavement.
四.检查与缺陷处理Inspection and defect treatment
1.允许骨料充分干透,干透时间根据用水量和气候条件而不同。一旦彻底干透,表
面应该滑顺,整洁和固实。不得打凿和开裂,养护和压实表面必须坚固而无松软
区域。安装后表面不得出现松散物料,但使用后允许出现。表面需保持下层稳定
而松散的花岗岩在上层。不可将骨料加入混凝土中。你仍可感觉到脚下碎石。表
面上任何明显的不规则应修补到整体均匀一致。
Allowing the aggregate to dry, dry time according to water consumption and climate conditions. Once thoroughly dry, table
The surface should be smooth, clean and solid. Not to cut and crack, maintenance and compaction surface must be firm and no soft
Region. After the installation, the surface of the surface shall not appear loose material, but after the use of. Surface to maintain the stability of the lower layer
And loose granite in the upper layer. Can not be added to the concrete. You can still feel the gravel under your feet. Table
On the surface of any obvious irregularity should be repaired to the overall uniform.
2.缺陷铺面更换:The replacement of pavement defects:
A.对有缺陷、受到污染或损坏的铺面部分进行整体更换。
如表面区域经过碾压后,必须添加材料才能达到标高要求,则应使用钢耙把刚完成压实区
域表面耙开,使各层之间粘合,并使边缘融合。
B.由于12月份气温较底原因造成面层铺装未能达到预期效果(松散现象,表面脱落颗粒过多),待气温较高时修复缺陷。
A. of defects, is part of pavement contamination or damage the overall replacement.
If the surface area after rolling, the material must be added to meet the requirements of the elevation, you should use the steel rake to complete the compaction zone
The domain surface of the rake is open, so that each layer is bonded and the edge is fused.
B. due to the temperature in December caused by the end of the surface layer of the pavement failed to achieve the desired effect (loose phenomenon, the surface shedding particles too much), when the temperature is high to repair the defect.
五.维护Maintain
保护表面免受污垢与/或其它污物的污染,直至涂敷密封涂层的工序完成为止。在必要时,
可于涂敷密封材料前,使用扫帚清扫表面。
因天气或交通情况而造成的损坏立即进行修复工作。在风化花岗岩工程验收后,应就其他施工方工程所造成的所有损坏情况进行报告。
根据需要,使用机械清扫设备或以手耙的方式清除如纸张,碎草、树叶及其它有机材料的杂物。
在初期使用过程中,表面上可能会出现少量松散骨料。如松散材料超过 6 毫米(1/4 英寸)厚,则应 在整个表面区域内重新铺酒材料。充分洒水,使水份渗入至 25 毫米(1 英寸) 的深度。使用不低于 450 千克 (1000 磅) 的机动压路机进行碾压。根据需要重复该流程。
如出现裂缝,则应向裂缝中扫入细粒,充分洒水,并用 3.5 至 4.5 千克 (8 至 10 磅) 重的手夯进 行 人工实夯。
The protection of the surface from dirt and / or other contaminants, until the coating is applied to the process. When necessary,
Can be applied to the sealing material before, using a broom sweeping surface.
Repair work immediately due to weather or traffic conditions. After the acceptance of the weathered granite works, all damage caused by other construction projects shall be reported.
Use mechanical cleaning equipment or to remove the debris of the paper, and the leaves and other organic materials as needed.
In the initial use of the process, a small amount of loose aggregate may appear on the surface. If the loose material is more than 6 mm (1/4 inch) thick, it should be within the entire surface area to re shop wine material. Full watering, so that the water to penetrate into the depth of 25 mm (1 inches). Roller compacted with a motorized roller, not less than 450 kg (1000 LB). Repeat the process according to the need.
In the cracks, the cracks should be swept into the grain, full of water, and with 3.5 to 4.5 kg (8 to 10 pounds) of heavy hand.
Line artificial compaction.
六. 修理Repair
将受损区域挖掘至稳定骨料深度,且挖掘区域的边缘应与侧壁垂直。
如果区域较干燥,则应对受损区域进行轻度加湿。
预先在混凝土搅拌器中搅拌所需量的干燥稳定剂粉末与适当量的骨料。
向预混骨料和稳定剂中加水。以每吨预混材料加 110 至 170 升(25 至 45 加仑)水的比例彻底加 湿拌合料,或使拌合料含水率达到 10%左右。
将经过加湿的预混骨料填入挖开的区域,直至达到完成标高。
使用 3.5 至 4.5 千克 (8 至 10 磅) 重的手夯或 450 千克 (1000 磅) 的大型滚筒进行碾压。在修理完 成后的24 至 48 小时内,修理区域内禁止通行。
The damaged area is excavated to the depth of the aggregate, and the edge of the excavation area should be vertical to the side wall.
If the area is dry, the damaged area should be slightly wet.
Dry stabilizer powder and appropriate amount of aggregate required for mixing in a concrete mixer.
Add water to pre mixed aggregate and stabilizer. Per ton in the pre mixed material plus between 110 and 170 (25 to 45 gallons) of water ratio rise thoroughly with wet mixture or the mixture water at a rate of about 10%.
The humidification of premixed aggregate in digging area, until the completion of elevation.
A large roller compacted with 3.5 to 4.5 kg (8 to 10 pounds) or 450 kg (1000 LB). Within 24 to 48 hours after the repair, the repair area is prohibited.
第三部份 原材料介绍
Raw materials
1. 花岗岩骨料,按规范配比组合,来自浙江长兴,天然淡黄色,色泽均匀,耐磨损
1 granite aggregate, according to the standard ratio combination, from Changxin Zhejiang, natural light yellow, color uniform, wear resistance
2. 稳定剂,Primary stabilizer
采用湖南路捷能源科技有限公司的专利产品,土壤固化剂,品牌:土固精TOOGOOD,型号选用砂土专用型 土壤固化剂。
“土固精Toogood”牌土壤固化剂是世界目前技术、效果的万能离子类土壤固化剂,是一种无毒、无害、无污染的环保高聚类有机溶液。由湖南路捷能源科技有限公司首席专家祁权教授在传统固化剂的基础上发明的第八代高分子土壤固化剂及固化剂施工技术,产品科技含量高,性能稳定可靠,各项指标均领先国际水平。
Hunan Road Jie Energy Technology Co., Ltd. patent products, soil curing agent, brand: soil TOOGOOD, model selection of special type of sand soil curing agent.
The soil curing agent is a kind of universal ionic soil curing agent which is the world"s
technology and effect. It is a kind of organic solution with high efficiency, harmless, no pollution and environmental protection. The eighth generation of polymer soil curing agent and curing agent construction technology invented by chief expert Professor Hunan Road Jie Qi Power Energy Technology Co. Ltd. based on the traditional curing agent on the high technology content of products, stable and reliable performance, the indicators are leading the international level.
Material safety data sheet
1、Manufacturers goods information:
-
- Product name:soil stabilizer - Department for more information - Exporter:China and Malaysia
- End use:used in road base and surface construction, pollution sites closed treatment, sludge solidification processing - Manufacturers / suppliers
Tianjin environmental protection science research institute Tianjin Nankai district within the 17th road - Department for more information
Tianjin environmental protection science research institute - Deal with urgent things Zhijie Xing
2、Chemical composition of materials
3、The most important hazards:
- Risk categories:non-volatile, flame retardant without explosive hazards, low toxicity. Normal use is harmless to the human body. - Invasive ways:skin contact, eye contact, ingestion, inhalation. - Health hazard:respiratory and eye are irritating to the skin. - Combustion hazard:may have harm to the environment.
范文四:强风化花岗岩识别
强风化花岗岩识别摘要:强风化花岗岩层往往是电力工程的目标层,本文在对花岗岩的风化过程、风化影响因素、风化地层分带特性进行分析的基础上,归纳了强风化花岗岩的识别方法。 关键词:花岗岩 强风化 识别方法
1 引言
在花岗岩地区修建电力工程,强风化层往往是目标层位。在上部土层无法满足天然地基条件的情况下,强风化层具有高承载力和低压缩性,对于电厂的重要建筑物和特高压输电线路而言,使其成为较好的桩端持力层。本文首先对花岗岩的风化特定进行了研究,在此基础上归纳总结了花岗岩强风化层识别方法
2花岗岩风化的特点
2.1 花岗岩风化过程
岩石风化首先经过崩解阶段(即物理风化),使矿物颗粒的比表面积逐步增大,加强了与水、氧、二氧化碳和生物的接触,经历溶解、水化、水解、碳酸化、氧化作用及生物风化等作用,由于不同深度风化条件的差异,使花岗岩不同深度的风化方式与程度有所不同,形成具有不同组分与结构特性的风化层,构成具有垂直分带性(即多层结构)的风化剖面,但这种风化剖面是在原地风化逐渐形成的,是一个有次序、连续的地质建造,在风化剖面上一般没有阶坎式的突变和跳跃式的风化,每层均具各自特性,层间是逐渐过渡的,故层间界面一般很难准确确定[1]。
2.2 花岗岩风化的影响因素:
(1)矿物成分与结构
受地质构造条件、岩浆成分和围岩物质成分的控制和影响,不同时期的不同地区的花岗岩类在岩石矿物、成分、结构构造等方面存在着差异。总体而言,酸性矿物比碱性矿物抗风化能力强,细粒结构比粗粒结构抗风化能力强。对于花岗岩而言,石英稳定性最高,长石类风化稳定性由高到低的顺序是:钾长石、多钠的酸性斜长石、中性斜长石、多钙的基性斜长石,次之为黑云母、角闪石等。在花岗岩类岩石中最先发生水化作用的是黑色矿物及普通角闪石。偏中性的花岗闪长岩、二长花岗岩的黑色矿物大大超过酸性花岗岩,因此在同等条件下花岗闪长岩等偏中性岩的风化程度和风化土厚度大于酸性花岗岩,由于其
石英含量较少,因此相对粘土质矿物含量较高,其风化完全程度也高于酸性花岗岩。
(2)地形地貌
花岗岩类风化土除受岩性约束外,还受到自然条件的影响,特别受到地貌位置的影响。 下面以广东地区为例,广东各河系侵蚀河谷的基面高程大致为45m~50m,同时结合广东较低的几级侵蚀面的高程,从平面分布上可以大致地把广东花岗岩类风化土厚度特征与地貌形态分为3个类区:
(a)高程在100m以内的残丘、低山和高程在40m内的河谷阶地的风化土为正常风化土区,其特点是风化均匀,不含或含很少的球状风化体,风化土表层常有一层带坡积性质的红褐色粘性土,有时还夹有一层含铁锰质结核的呈网纹状结构的风化土。
(b)高程在100m以上和相对高差在100m以内的低、中山的含大量花岗岩球状风化体的风化土区,其特点是多分布在山坡,在其表面或土层中夹有大量直径几十厘米甚至达十几米的球状风化体,其厚度变化大,土层风化不均匀
(c)高程在100m以上的峡谷河床及两岸陡坡段,相对高差大于200m以上的陡峻中、高山的风化土区,该类区基本属于侵蚀区,其风化土层很薄,河床及陡岸均为岩石露头,山谷和陡坡有岩石露头及堆积大量球状体[2]。
(3)岩体结构构造
节理裂隙分布稀疏的花岗岩抗侵蚀能力强,风化过程很难深入;而节理裂隙密集的花岗岩抗侵蚀能力大减,地表水地下水沿节理裂隙活动,特别是沿垂直节理裂隙,水和具风化性的化学物质可以长驱直入,形成很厚的红色风化壳,这是我国东南部花岗岩地貌的一大特点。风化槽和风化囊的形成也与花岗岩的结构构造有关[3]。
(4)环境气候
环境气候是岩石风化的主要外在影响因素,总体来说北方以机械(物理)风化为主,南方以化学风化为主,这也造成两者风化产物、风化深度等多个方面的不同。比如红色风化壳是南方花岗岩特有的风化产物。
2.3地层分带
我国东南地区花岗岩风化作用一般是随深度增加而减弱,力学性质应随之增强,颜色由浅变深,原岩结构、构造由无法辨别过渡到清晰可辨。其典型的剖面如下图,其具体描述如下:残积土,不具原岩结构,石英颗粒分布均匀,呈网纹结构,含氧化铁结核,一般呈红色;全风化花岗岩,尚见原岩结构,长石均已风化成高岭土,石英颗粒基本保持原岩的形态;强风化花岗岩,斜长石、云母已风化成高岭土或粘土,正长石用手可捏成砂状,
呈半岩半土状,残留少量母岩岩块,用手易折碎;弱风化花岗岩斜长石风化较深,正长石、云母风化轻微,岩石普遍改变颜色,岩块用手不易折断,锤击声哑。需要特别指出的是花岗岩存在差异风化现象,其主要表现为全风化岩层中存在球状风化以及微风化界面起伏,这是花岗岩风化的一个特点,在实际勘察工程中。一旦遇到风化等级突变的岩块,可根据相邻钻孔的风化层厚度、顶面标高进行比较分析,综合作出判断[4]。
图1 花岗岩的风化剖面图
3 识别的手段
根据花岗岩风化的特点,对强风化花岗岩的识别方法归纳如下:
3.1 野外露头
在充分掌握区域地质资料的基础上,通过野外踏勘查清工程所在地的花岗岩类型,如果野外有较为完整的露头,那么对鉴别工程地下的花岗岩风化程度有很大的帮助。
3.2 钻进过程
钻机钻进过程是识别风化程度的第一手资料,不同风化程度的花岗岩在钻进过程中有不同的表现,归纳如下:残积土,无循环泥浆易钻进;全风化花岗岩,无循环泥浆可钻进0.5m以上;强风化花岗岩,钻进过程中钻杆轻微跳动,无循环泥浆仅可钻进0.1m~0.5m;弱风化花岗岩钻进过程中钻杆剧烈跳动,合金钻头钻进较易,无循环泥浆不能钻进。微风化花岗岩,合金钻头较难钻进,一般采用金刚石钻头钻进。在香港地区,开展了花岗岩地
区的钻孔过程参数的解译方法与地层特性之间响应关系方面的研究,发现钻进过程中用于破碎岩石的能量主要来自钻进系统的动能,钻进系统用于破碎岩石的能量分配与地层强度特性有关。在风化程度较低或新鲜岩层中钻进时,破碎岩石98%以上的能量来自系统的动能,而轴压力推动钻头位移所给出的能量不到2%;在土层或全风化岩层中,轴压力所做的功达到22%以上,且明显随风化程度的增高而增大,说明钻进系统动能与轴力功可用以表征地层的可钻性[5]。但目前该种方法还不足够成熟,在进行大量实验和结合地区经验的基础上,该种方法可以为强风化识别消除人为主观误差提供一种新的方法。
3.2 岩芯识别
通过岩芯外观识别强风化花岗岩,主要通过岩块内矿物的风化程度,除石英外,斜长石、云母已风化成高岭土或粘土,正长石用手可捏成砂状。岩芯总体呈半岩半土状, 残留少量母岩岩块。但是由于岩体的破碎性,岩芯极易发生破坏,且浸水后加剧破坏程度,多数情况下难以观察到碎块状岩芯。
3.3 标准贯入试验
规范中规定可采用未经修正的标准贯入试验击数超过50击来确定强风化,这种方法在工程实践中应用较多,而且通过贯入器内岩样和击数对应,可以更进一步建立对应关系,帮助进行判断。也有人通过动力触探试验和标准贯入试验的对应关系尝试采用动力触探试验判断强风化,同时由于资料有限,动力触探锤击数与标贯试验锤击数的关系方程及承载力的确定尚须进一步深入研究[6]。
3.4 物理勘探
应用于岩石风化划分的常见的物理勘探方法有:波速测试、高密度电阻率法,现分别阐述如下。
(a)波速测试
在相关规范上规定了波速比KV划分风化岩石风化程度,而波速比KV为风化岩石与新鲜岩石压缩波波速之比,并且已有工程采用该方法取得了成果[7],但该方法对对岩样要求高,就花岗岩强风化而言,强风化完整岩样难以取得。亦有工程在钻孔内进行波速测试,直接量测岩体波速、波速比。在文献[8]中对三个工程的波速测试结果进行分析并认为:声波在岩体中的传播,除受岩体风化程度影响外,结构面的发育程度及其性状更起控制作用,以波速指标划分岩体风化程度时,应分别统计各工程岩体中的小值平均波速值、大值平均波速值、波速变化幅度,小值代表结构面波速,大值代表结构体波速,波速变化幅度反应该岩体均一性。文献[9]采用波速、波速比进行岩体风化程度划分得到较好结果,认
为对于全风化-微风化岩石,岩体的波速主要由风化程度决定,按岩体纵波与横波的波速比划分的风化带与钻孔揭露的风化带基本一致,因此利用岩体纵波与横波的波速比划分风化度是可行的。作者认为采用波速进行花岗岩风化程度划分一方面需要与钻孔划分风化的数据进行对比分析,进而采用合理的波速数值;另一方面需要搜集当地已有勘测经验,如福建省就给出花岗岩风化层的波速划分标准[10]。
(b)高密度电阻率法
高密度电阻率法近年来也被用到岩石风化程度的划分,相比其他方法高密度电法具有节约、速度快、结果直观的有点,但是该方法具有影响因素多、解译复杂的特点。文献[11]中采用高密度电法,结合钻探成果对存在风化岩的区域进行了划分,分出了风化程度基本相同、基岩完整性较好和风化变化程度较大的三个部分,对后续的勘探点布置起到了指导作用;我院吴志伟在核电选址阶段,将高密度电法和联合剖面法结合起来,在划分岩石风化界面进行有益的尝试,为核电厂选址勘察提供直观的地层分布特征[12]。
3.4 化学识别
尚彦军等人通过对香港地区花岗岩样品微观特征的观察研究和矿物成分、微孔隙率以及综合显微岩石指标(Ip)进行了描述和定量分析,发现其中一些指标有一定相关性。这些化学指标和微观特征相关的统计值在一定程度上可定量表征花岗岩的风化程度,即:随风化作用进行,碱、碱土金属组分逐渐淋失,脱硅、富铝铁化作用逐渐加强;相应地,先是钠长石风化成高岭石,其次为云母和钾长石的风化。粘土矿物所占体积百分比随风化程度增高而变大,至残积土(Ⅳ级)时已达50%左右;Ip指标值下降,微孔隙率增高。文章综合出各个风化级别的指标变化范围及平均值供花岗岩分布区花岗岩风化野外调查和研究工作参考[13]。
4 结论
花岗岩风化过程受多种因素影响,花岗岩风化作用随深度增加而减弱,在确立了花岗岩典型风化剖面的基础上,将多种识别手段归纳总结,文章对花岗岩地区强风化层识别具有指导作用。
参考文献:
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[2]陈泳周,黄绍派,周东,张定邦. 广东花岗岩类岩石风化土的工程地质特征[J]. 桂林工学
院学报,2002,03:263-268.
[3]吴能森,赵尘,侯伟生. 花岗岩残积土的成因、分布及工程特性研究[J]. 平顶山工学院学报,2004,04:1-4.
[4]陈明晓. 广东沿海地区花岗岩风化剖面及其差异风化现象的特征分析[J]. 广东公路交通,2003,01:59-63.
[5]谭卓英,岳中琦,蔡美峰. 风化花岗岩地层旋转钻进中的能量分析[J]. 岩石力学与工程学报,2007,03:478-483.
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[8] 潘祖弼. 风化岩体中的波速特征[J].水利发点,1988.10:39-41
[9] 邵长云,钟庆华等. 利用岩体波速定量划分岩石风化度的试验研究[J].工程勘察,2012.03:87-90
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[11] 刘发祥,何鹏,肖允凯.高密度电阻率法在风化岩地基勘察中的应用[J].岩土工程技术,2006,20(5)
[12] 吴志伟,齐建国,王凤和.综合电法勘探在某核电厂选址勘察中的应用[J].勘察科学技术,2010,(6)
[13] 尚彦军,吴宏伟,曲永新. 花岗岩风化程度的化学指标及微观特征对比——以香港九龙地区为例[J]. 地质科学,2001,03:279-294.
范文五:花岗岩“石蛋”与球状风化
花岗岩是地球上分布最广、最常见的火成岩,占地表火成岩面积的20%-25%。中国是世界上花岗岩分布最广的国家之一,花岗岩面积90.9 万km2,约占全国面积的10% 左右。花岗岩主要出露在中国东部,特别集中在粤、闽、桂、赣、湘等省。在花岗岩地区,常见到一些球形的巨石分布于山巅溪涧,给人以宽阔的想象空间,成了旅游区的重要景观和神话的源泉。这些花岗岩石球在地貌学上有一个看起来很土的专业名称——“石蛋”地貌。
下面是澳大利亚的石蛋地貌景观
澳大利亚“魔鬼大理岩”石蛋
澳大利亚“魔鬼大理岩”石蛋
澳大利亚“魔鬼大理岩”石蛋
澳大利亚“魔鬼大理岩”石蛋
1名字的来源
“石蛋”这个名称最早出现于地理学家曾昭璇的书中。曾老先生是一位地理大家,擅长发现和命名新景观,之前介绍的“丹霞地貌”作为专业术语也是源于曾先生。曾先生是广东人,对遍布我国东南沿海的花岗岩地貌很熟悉,在其1960年出版的《岩石地形学》一书中,对花岗岩景观进行分类、命名,其中“花岗岩石蛋地貌”就是他在这本书中最早提出来的(曾老先生当时以“石蛋地形”称呼)。如今“石蛋”在学术界广泛流传,谈花岗岩景观的文章,无不引用这一命名。
曾昭璇
这些石蛋究竟是如何形成的,又是如何被摆到山顶上的呢?
2石蛋的成因
那石蛋地貌是怎么形成的呢?首先,这些石蛋常见于岩性相对均一的岩石,如花岗岩、玄武岩、辉绿岩和某些砂岩,尤其在花岗岩地貌中最为常见。要了解花岗岩石蛋地貌是怎么形成的,我们可以先从花岗岩山体的形成开始了解。
目前出露地表的花岗岩为深成岩浆岩,是几千万到上亿年以前由岩浆侵入地壳深处冷凝而形成了,形成的时候一般深埋于地表3公里以下,并未形成现在的山峰。距今数千万至数百万年,随着各期造山运动发展,这些花岗岩体逐渐被抬升剥蚀并暴露于地表。原先埋于地壳深处的花岗岩,顶上覆盖有厚厚的岩层,在花岗岩岩体在抬升过程中,花岗岩因为原先覆盖的岩层被剥蚀,而会产生三组不同走向的裂隙(地质学上称节理)。这三组节理把原先块状的岩石切割成类似豆腐块一样的石块。
豆腐块
被节理切割成块状的花岗岩
当这些豆腐块一样的花岗岩接近地表或出露地表时,在阳光、空气、流水等因素作用下,会发生风化作用。水分顺着节理面不断地渗入和下蚀,通过风化作用,使得块状岩体棱角处的砂粒率先脱落,因为此处岩石的自由面积大(如下图所示,棱边接受2个方向的风化,角部接受3个方向的风化),故棱角逐渐缩减,最终趋向球形,也就是所谓的石蛋。这样的风化过程称球状风化。当地壳继续抬升后,外力作用尤其是流水作用就会把风化壳上层碎屑物质剥离,石蛋则就暴露于地表,在进一步的风化作用下就形成形状奇特的花岗岩石蛋地貌。
花岗岩球状风化过程
有的花岗岩石蛋是块状花岗岩出露地表后,因为球状风化而形成的。如下图的澳大利亚魔鬼岩。
澳大利亚“魔鬼大理岩”石蛋(花岗岩)
有的花岗岩石蛋是在地表以下的风化壳中就形成了。
其实岩石的风化作用其实不一定非要出露地表后才进行风化,大多数的岩石风化是在地表以下的风化壳中就已经进行了,因为雨水会下渗到风化壳中,从而引起风化现象。
岩石在风化壳中就已经风化,在中等风化强度时就可以产生石蛋
风化壳中的球状风化
在花岗岩山体中,当坡面流水把风化壳中松散的颗粒带走后,石蛋就出露在地表,有时候在山顶,有时候在山涧。
福建东山风动石
如果风化壳中的石蛋分布在同一剖面的不同的深处,当它们之间的碎屑被带走后,则有可能会形成一个石蛋叠一个石蛋的叠石现象。
石叠石现象
石叠石现象
如果发育了石蛋的风化壳刚好位于海边,则有可能会被海浪不断淘蚀作用而出露在海边,如新西兰摩拉基海滩、海南三亚的天涯海角、福建平潭岛的半洋石帆等。
新西兰南岛摩拉基海滩上的石蛋
福建平潭半洋石帆
海南省的“天涯海角”
并不是所有的花岗岩山地都会发育有石蛋地貌。如果山地抬升过快,则形成陡峻的山峰,石蛋早就被剥蚀殆尽,只留下零星个石蛋分布在山顶,如华山、黄山等山地。
华山
黄山
同样是花岗岩山地,我国南方的石蛋地貌要远比北方更加发育。因为南方由于热量更多、降水更多,因而风化作用更加强烈,故球状风化也更加发育。因此,在南方的花岗岩山区(尤其是广东福建两省),石蛋很常见,而北方则较少见。
福州风洞山石蛋地貌
广州火炉山石蛋地貌
汕头礐石石蛋地貌
珠海石景山石蛋地貌
感谢王嘉琦提供部分素材。
范文六:花岗岩风化带的划分及工程评价
摘要:花岗岩的风化问题一直是很多地区关注的地质问题,因为它可以直接影响该地相关建筑的施工,若处理不好花岗岩风化问题,将给工程带来一定的工作难度,让工程无法正常进行。本文根据自己对花岗岩的了解,对花岗岩进行了简单说明,并在了解花岗岩特征的基础上对花岗岩风化带的划分及工程评价做出了详细分析。 关键词:花岗岩 风化带 划分 工程评价 花岗岩经风化作用后对岩体有一定的破坏,不同风化程度对岩体的破坏力度不一样。根据花岗岩风化程度,可以将花岗岩风化带划分为残积土、全风化、强风化、中等风化、微风化、未风化六个级别。地质定性和定量数据是界定风化分带的两个关键因素,这两个界定条件符合国家相关规范要求,但由于不同的岩石具有不同的风化特征,而规范中的特征描述并不全面,且人们依据规范对不同岩体风化带地质特征的理解和认识也不尽相同,如果在理解上出现分歧,将直接影响工程施工的判断,严重者还会导致工程施工的判别失误。 一、基本概述 (一)花岗岩的理解 花岗岩具有结构紧密、强度高等特点,因此常被选作建筑物的基础,它主要分布于我国东北、华北、华中及华南等地区,形成时期为燕山期。花岗岩风化层与残积土厚度因岩石成分、岩石结构、地形地貌条件、地表水侵蚀度等的不同而不同,也因它们的变化而变化,但总体的残积土厚度变化趋势是由南向北逐渐变薄,复杂的风化带变化增加了划分工作难度,严重影响风化带的准确判断和划分,使工程施工难以正常进行。对花岗岩风化带划分的研究,南方和北方的研究力度不一样,划分方法在细节方面也存在不同,但南方因复杂地形地貌对花岗岩风化带划分研究更为深入,北方对花岗岩风化带的划分相对来说比较简单,但南北方都主要集中在残积土与全风化的划分。 (二)花岗岩风化带的基本特征 花岗岩风化带的特征多种多样,其特征因风化地区湿度、气候、雨水量等不同而显示不同,湿润气候区一般以化学风化为主,干燥气候区一般以物理风化为主。花岗岩多以沿节理裂隙风化为主且风化厚度变化大,大到一定程度,则变成球状风化。风化带的厚度,花岗岩种类、节理疏密、气候条件、地表水与地下水活动状态等是影响花岗岩风化厚度的重要影响因素。花岗岩风化带一般划分为残积土、全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带及新鲜岩石。 其中残积土的基本特征为:岩石呈黄褐色,土状且具有可塑性、含有砂砾。全风化带的基本特征为:岩石呈黄褐色、灰褐色,且原岩结构基本破坏,长石已风化成土状,黑云母、角闪石晶形已消失,稍具塑性。强风化带的基本特征为:岩石呈黄褐色、灰黑色,且原岩结构破坏,长石、云母等风化成次生矿物。风化明显不均匀,有少量球状风化,厚度变化大。强风化带根据钻探划分法可以划分为两个亚带,即Ⅰ类强风化带,其特征为砂砾状、夹少量岩块,较软,能挖动;Ⅱ类强风化,其特征为碎块状,较硬,难挖动。 二、花岗岩风化带的划分 (一)地质调查及探井准备工作 地质调查及探井是检测花岗岩风化度前的准备工作,它的目的是探测和寻找花岗岩的原始岩石状态,以便于准确判断花岗岩风化度,因为岩石原始状态是判断和划分花岗岩风化带的主要依据。进行地质调查及探井时的核心工作是探测出岩心状态,并试验或测试岩心相关指标,最终实现划分,但这种方法在划分过程中忽略了岩石野外特征,所以在探测时一定要重视野外特征,以地质调查及探井为主获取野外特征。 (二)钻探划分 钻探是现阶段最常见的花岗岩风化带划分方法,它可以直接反映花岗岩的宏观特征,具有很大的人为性,因宏观又具有很大的不确切性,体现在花岗岩强风化带的确认与划分,因为钻探过程中会严重破坏钻孔岩芯的原始状态,造成风化带划分错觉。 (三)孔内原位划分 孔内原位划分是通过原位测试及物探波速测试实现风化带划分,它不会破坏岩石原始状态,并且能反映岩石原始应力状态,是风化带划分的重要方法。具体相关测试有旁压试验、平板载荷试验和大剪试验等,但唯一不足的是试验周期时间较长,有很大的局限性,并没有得到广泛应用,但该划分方法直接性及准确性极高,值得实际地质勘察推广应用。 (四)室内土工划分 该方法主要配合地质调查及探井使用,首先利用地质调查及探井获取的岩石样本,提取原始状态下的岩石;然后根据相关规定及标准监测风化程度;最后使用土测试方法划分全风化和残积土,使用岩石测试方法划分强风化等风化岩。 (五)物探测试方法 该方法经济效益和时间效应很高,具有探测速度快、测点密度大且连续、成本低等优势,但在使用过程中需要配合钻探,尤其对山区风化带的监测及划分,必须将岩土工程物探和钻探相结合一起勘察。 三、花岗岩风化带的岩土工程评价 (一)地基承载力的评价 地基承载力的强弱取决于地基的选用,一般最好选用天然地基,因为它不但能节约建筑成本,还能够缩短建筑时间,且承受力强,但在工程施工前一定要对风化岩、残积土等地基承载力进行监测和确定,并区别岩土工程级别。 (二)路堑边坡坡率的评价 路堑边坡坡率的评价主要从花岗岩强度、硬度和抗风化能力等进行。检测和评价花岗岩路堑边坡坡率,以此判断强风化花岗岩开挖后,在空气中长时间暴漏后,风化成砂状的速度。检测时还要考虑强风化岩石继续风化、表水对边坡稳定性影响等问题。 (三)路基填料的评价 路基填料如果不达标,将形成大量弃砟,导致泥石流等人为地质灾害。因此,施工过程中应考虑花岗岩的移挖作填。选用填料时应严格按照标准参数进行填料,石英参数、黏土矿物参数及液限参数等是全风化花岗岩填料关键参数。 四、结语 花岗岩风化带的划分方法没有统一标准,各行业各部门,甚至个人都可以有自己的根据进行划分的方法,他们的划分都有一个共同的特点,便是都根据自己经验划分,这容易出现风化带划分偏差,造成工程施工鉴别上的失误。本文根据各种风化带的特征,分析出花岗岩风化带合理、有效的划分方法。 参考文献: [1]吴仕川.花岗岩风化带的野外划分方法[J].土工基础,2013,(06). [2]熊自英,黄少强,胡厚田.花岗岩类土质边坡工程特性及加固方法研究[J].工程地质学报,2014,(06). (作者简介:董健,本科,中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,研究方向:工程地质及相关应用方向。)范文七:全风化花岗岩的工程特性及工程措施
科技 探索??争鸣S c 科i n ce e& T e 技 hc 视n o l ogy 界 Vi s io n
全
风花岗化岩工的程特及性工程措施
黄国良 ( 中铁第 四 察勘 计设院集 团 限公 有 , 司湖 北武汉 43 0 603 )
【 要】 摘花岗岩在 国我分广泛 ,布 全化风 花岗岩引 起的工程 问 题 较为遍普, 本 文总结 了全 化花 风岩可能产岗的生工程 题问 及简介 绍采要 的取工措程 施 ,以便在后今的花岗岩地 勘区、 设察计、施工提 供考 参。 【关 键 词 】花 岩岗; 程特性 ;工球状风 化
1 全 风化 花岩 的 工岗程 ?特I 生1
.1 全 风化 花岗岩物力理学性 特 全 化 花风岗 矿 岩物 成分 的 同不造 成 花 岗岩 程 性工质 有 较 大 的 差 异 岗花岩形 条成件 及 结构 特 征的 同导不致 经典 或 一 般 力土学 理 论无 对 全风化法 花岗工程特岩性 给出本合理质的 解释 般情况 一 下 .天 状然 态的 下的花岩岗剪强抗较度 高 .缩模量较压大. 孔 隙 较大比. 含水 率 偏的低性 特风全花 化岩岗工的特性受 程其含黏到矿土 (物 岭高土、 脱石 蒙 、利伊石) 的影 较 响 大 .据黏根矿物土含量 差的 . 风异 物化表出 现 砂呈 状土或 者 黏 土 状.直 接 影 花响岗岩 的 T 程 特性 1 . 2全 化花 风岗岩 力 指学标 的选 取 全风化花岗 力岩学标 的指择选直接决设定的安全计 、 经济性及 合 性性 理 .目对于前风化全 花岗力岩学指 标选 择的方法差有异 主要. 方 为室法内验 试 、位测原及相关试验经室 试验内主要利是用程地质 工钻 探 孔 所采 取 的 原状土 样 或扰 动 土样 . 通 过室 内 剪 试切验 压及 缩试 验 . 测得风全化花岗岩 的抗 剪强 度标及指缩压指标 . 受难到于 采取原 状 等局样限 .室内试验 所指测一标般低偏 原位测试要是通过主静力 探勘触 探以及 孔载试验荷 现场大规模、剪切验及试孔内剪试切验等 方法 现 原场位试测 所采取 指标般一高 偏土岩工宏观 程的断判于对工 程来 是讲至重要关. 经知验 识不是可或缺 重 要 的容内. 全风 化岗花岩 力学参数 可以也应该 过通程工质地 比类的法方 .利用既工程有中类似 的关相经验知识和指标数值 . 类比 定确力其指学标 建议 花岩岗全风 化 的 力 学 指 标 合结室 内试 、 原 位验 试 测以 相及关 经 .验综 确 合定 合理 的 力 指学标 来 指 导设 计
2 . .1 2地 基 处理
地谷下地水较高 位.受 到地下水 长的期泡浸 .
一般 土分软布较 为泛广 , 模较大 规,如池塘 中发 的育 塘中淤成积因 的塑流 、状软 状淤泥塑 或淤 泥质土肿沟 中育 的发冲积 、洪 成 因的流塑状积 、塑状软土等 。因 此 工程在勘察设 计应中重点查 明花 岩地岗 区谷地软的发育情况 .土并 取采适当地基的理措施处 2 . 2桥 梁 2. 2 1. 球状 化 风完 的弱风化整岗花岩为良 的好桥 梁台墩础基持层力 在花 岗岩球. 风化发状育 . 地 质察勘 中应钻至 完整风弱化岩不基少于 lO m.防 止桥 梁基础 于孤置之上 石 .成桥造梁台的墩 降沉、 倾 2斜 .2 . 2 T施影 响 桥 梁桩基础 工过施程中. 全风 花岗化岩土 受体扰到动 .若 受 施 工影到响 .使 得钻孔 期长于处泡水状态 .全 化 风岗花岩其承力载急 降 剧 低 ,而从降 了桩低侧摩力擦, 从而 响影 桩基础的 载承 力 。此因工 施因 中 采取合 理 施 的工工 艺 及 措施
2 _ 3隧 道
. 23. 1 门洞塌坍 隧道进 出口施 困工难 .岩围本基失丧 自能稳力 特.别 富是水段 . 地身 的自度强基本 降 为零. 充 利用分 岩围 自稳能力 基本无实法现, 施在 工 中充应分考覆盖层的虑 自对支重结 构产生 护荷的载 .加 支强护, 同 时施工在中 点对支护结构重 的力 受况情做出 及时 、正确判的断 , 防止 洞门 坍的塌 2
_ 3 .2 不均风匀化
2
风全化 花岩岗的 程措工及病害治理施 2
. 1 基路 . 2I. 1 边 坡及 基 床
花岗 岩风 化中存在土状 球化 核 .风 俗 “称孤 石 . ”其埋分藏布及 大 不 小 .均难 以通 过 察勘段查 明手 .抗压强 度达 I 可O MPO以 上 ,周边 体岩强度小 多 得 . 且易容水软 遇 化、 解崩,严 重 影响盾 隧构的安道全
施
工岗花风化物岩砾石中和砂粒分成例比大较. 一 般 中值大 , c值较 较小. 这样 风的化物是若有没水的影 响 . 然天强度高 , 若较在是水 影响 的 . 风下物化度衰减强程大度, 易容成形坡 边冲和崩塌 ,蚀路基边坡常因水 冲流蚀用作造冲沟成发育 .进 引起而坡边坍破塌. 在施坏开工中挖边坡 沿节理破坏面 甚.至成工形滑坡 程此花因岩岗堑路边高坡加应强防 护 , 在常坡脚设挡土墙置等支措施挡. 并好做坡防面 排、、 截水施措 。 花岗岩风若化物 黏粒 中 、粉粒成分比例较 大 ,一 般c 值大 较 ,中 值较小. 这样 的化风 天物强度较然 大 ,在水的 用下作, 土 强 体衰减较度 慢. 不易形成冲蚀 破坏 .但是路基 基容 床易产 翻浆生 冒泥破
坏 。 设 中 计应进 基行处理 床. 换填中粗 砂或土工合加材料成封闭等 施 。 措
3
结束 语
全 风 花化 岩岗的T 程 特性 研究 是一项 础基 领域 的研 究 目,前还 不够完善 于花 岗由风岩化 矿物物、 结 构等差的异性, 工程 性有较特 大差 .异本 中所文 列取 的基 、路桥梁 、隧道 T 中花 岗岩程工 程问题仅 较为典 型. 不 能涵盖所 有但的程工问题 ,但 是 着随 工艺新 、 新技术 的不断更 新 对花 .岗 地区的工程岩问 题 的现 发预、防和 整治更将合 加
理、
善完。 [责 任辑编: 曹 明]
明
(接第上 13 页) 总才额4 2. 2 。%苏南而地区苏州 、 无锡 、南京 和州常四 市 外的贸额总是更 占 了全到对省外 贸易量总的8 8 . 3 % .苏 和中北苏地 区 合计仅占 1 1 . 7 %从中可 看以出 . 相 对江于苏省地区经 济水分平 布 , 江 苏外发贸地展区 异更差 . 大利于不省地全经区 的济协调展发 。 从三 大域对外区易贸展来看 发. 着江苏省随振兴 北 苏经开发等 济战略施 . 区实域经发展差距出济现敛迹象收 2 0 10 ,年苏 南、 苏中 、 苏北 别分实进现 出 总口 4额 1 31. 3亿美 元、 37 亿9 美元 、 6 1 . 5亿美6元, I 司分比别增 长 3 7 、 % 7 3 7.% 和 9 4 4.% ,苏 中和北地苏区增 速 超了过南苏地 区 苏.中 、 苏北对外贸易 增长分别额 高苏出地 南区 0. 7 1 2 和. 4 个分百 点 表.明苏江省对外 贸易展发 区域的距呈差出缩小的趋势。现 上综来 .看“ 十 一五 ”期. 间江省对外苏贸 易发在展各 方都面取 得 长了的进步足 贸规易模不断扩 大 贸易.式和贸方结易持续构 优 ,化出 口 品产附 加不值 提 高断. 高新技术产 业发展速迅 ,内省区域易结贸 更加合理 . 区构域距差逐缩渐小 随对着外贸易的速快发展 ,对外易对贸
江苏省经济增 长的带动用作愈加显明, 使 得汀 苏省在全 的经济国地 位
也更加凸显。
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参考献文 】
『 ] 孙 国1锋 , 家新 . 消王费 、 投 、资 净出与经 增济 :长基 江于苏省数 据 的实 分证析 _ J 1 . 财贸经 济 ,20 08 ( 1 2 】 : 1 55 — 1 59 . f21 风王云 l 出 进贸易 与地口 区济经增关系长的实证研 究 基:北于 京的数市分据 析 『J 1 _京北范大师学报 ,学 2 OLO 3 ( : 4) - .7 『 3 ] 俞李 .于对关 贸外与经济增易关系的长究研综述 『 J 1_ 经管理者 , 2营0 0
9 (2 . ) f4 ] 灿 亭张. 江凌 江.苏 对省外贸易 与 经济增 长关的系证 分实[ J析 ll 国 际 易问 贸题
, 2 0 0 6 ( ) 6: 5 5— 5 9 .
f 51石传 玉, 王亚 王可 .菲我国对外贸 与易经济 长增 关系的实证析分 ] . 南开 经 济究 研 . 2 00 3 ( )1: 5 3— 5 . 5
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辑编 :曹 明]明
9
I4 技 科视 界
I
S ci e n ce & eTc h n o l o yg Vi i so n
范文八:全风化花岗岩隧道塌方处理
摘要:对位于地下水位线以下隧道,尤其进出口隧道地质条件复杂多变,施工时常遇到岩体交错接触带、断层、堆积层、破碎带区域,而对全风化花岗岩粉砂性土体会发生流砂、涌水、涌泥现象,本文就隧道全风化花岗岩粉砂性土体流砂洞段涌砂、涌泥导致的塌方处理方案为例,介绍地下水丰富洞段全风化花岗岩“大直径超前滤水管棚”法塌方处理措施。 关键词:全风化花岗岩;隧洞施工;涌水;流砂;塌方处理 一、工程概况 广西某隧洞全长10.545km,发生塌方段隧道开挖断面为城门洞型,宽4.36mx高6.2m,边墙及拱部初期支护型式采用高喷灌浆预固结及钢拱架锚喷支护,隧道底部C15砼垫层处理,二衬为50cm厚的钢筋混凝土结构。 发生涌砂塌方洞段位于隧道出口10+243-10+251段,围岩为全风化花岗岩粉砂性土体,岩体呈浅黄杂白色,岩石已剧烈风化,除岩石形态保留外,长石类矿物已风化成粘土状,其物理力学性质已完全改变。原隧道出口附近的石英质砂等较大固定颗粒物明显减少,含粘性土含量相对增加,遇水即成稀淤泥状的特性且透水性极差。从固结灌浆开挖暴露的地表地质情况为:左侧全风化泥岩,右侧全风化花岗岩,因征地因素限制,隧道塌方处轴线位置处于三条冲沟区域交汇处,两种岩体交错接触带处,地下水丰富,洞脸右侧有多处常年不息的地下水渗流,围岩属极不稳定岩体,开挖后常有涌泥涌砂情况,隧道易坍塌。 二、塌方发生情况 施工至桩号10+251时隧洞地下渗水量明显增多,且因前期连续强降雨,地表上的冲沟流水开始增多,洞内地下水增加,根据本段全风化花岗岩体特点,为此,采取以下措施:①加大排水措施,多打排水孔放水,但因土体遇水后即糊状特点,约半小时即堵塞:②增加分次开挖台阶数,为减少临空面高度,分四台阶、钢拱架八节拼装;③拱顶120°范围内打设超前钢筋锚杆;④斜面稳定的情况下尽快完成整榀钢支撑拼装速度。但采取上述措施后,开挖面附近偶尔会涌泥、涌砂,并在隧道进尺2m后正回头进行下部施工时,突然从掌子面处喷出30-40m3呈饱和状态的泥沙,次日蔓延至20m高的地表形成冒顶塌方。 三、隧洞发生塌方原因分析 经分析有如下因素:①洞轴线位置不理想,主要位于三条冲沟、轴线东西北三个方向山脚交汇处,且处于全风化状的泥岩和花岗岩等岩体接触带不良地质区附近;②地质条件差,全风化花岗岩残积土,遇水极易变成流砂、开挖掌子面需较长距离方能稳定,造成钢拱架形成整体受力结构体系时间延长,未能发挥预想的效果;③正值雨季,降雨频繁,地下水丰富,渗水量大;④本段灌浆效果不太理想,未能全部结成板墙体结构,局部存在渗透通道,在水压力作用下不断涌泥涌砂、空腔往上延伸、增大、进而产生较大冲击力,对洞室造成破坏。 四、隧洞塌方处理方案确定 水是地下工程开挖百害之源,在不良地质洞段开挖,要特别注意处理水的问题,应根据工程地质水文条件,采用排、堵、截、引的综合措施处理。造成本次塌方的主要原因也是由于水的作用。因此,本段塌方考虑以下两种处理方案: 处理方案一:对坍体进行灌浆,降低其渗透性并形成帷幕阻水,并在浆液固结作用下加固围岩。即后方加固封堵后,沿掌子面拱部打设灌浆管高压灌浆,灌浆固结体达到一定强度后即循环掘进,但由于该段土体吸水饱和呈糊状、渗透性差等特点,需进行灌浆试验验证可行性。 处理方案:对地下水采取以排为主的措施,先治水后处理,即在后方洞室加固后,沿最后一榀钢拱架上部打设密排超前大直径滤水管棚,形成整体滤水效果,再往前开挖、循环掘进。 五、隧洞塌方处理方案的选择 结合本洞口施工作业人员的塌方处理经验,在施工中首先采用的是第一种方案,采用灌浆预固结处理方案,但由于本段为风化花岗岩粉砂状土体且含粘土成份较多,坍塌后吸水饱和呈“糊”状,渗透性较差,在进行高压射流泵及真空泵现场试验吸水验证渗透路径及放水效果时,均未能形成渗透通道:并考虑该段渗透系数要达到2.5Mpa的灌浆压力,工作面封堵存在很大工作面程困难;遂在现场吸水试验后本套处理方案被放弃,进而选用第二种方案。 结合本段水文地质资料,第二种方案采用如下处理参数: 超前滤水管棚:Φ60-90钢花管或钢管开孔、密排打设、封堵,并用Φ16-20钢筋@20cm焊接连接;管棚预留20m沉降量; 钢拱架:I18T字钢,间距600-800mm依现场暴露洞长确定; 锁脚锚杆:Φ60-75灌浆钢花管,2-4根/处,其余现场情况确定。 六、隧洞塌方处理方案 隧道塌方处理方案按照以下原则处理:地表观察及处理-洞内后方加固处理-大直径滤水钢管棚超前支护-循环掘进-二次衬砌。 (1)地表观察及处理 对埋深较浅洞段,发生塌方后应先观察地表情况,若发生地表沉陷,需先在地表上设置安全警示标志,并地表进行防渗处理,并准备充足的雨布,在降雨前及时的将地表凹陷面进行遮盖。 (2)洞内后方加固处理 ①首先根据洞内塌方涌砂涌泥情况,对已完成暂未变形的洞段进行加固处理,加固必须在确认安全的前提下实施,从限制洞室横向、纵向、竖向沉降或变形方面考虑,可采用型钢或钢管进行横向对撑、纵向连接、竖向支撑,也可进行回填或固结灌浆加固补强处理。 ②纵向隔断流趟斜面,沿坍塌的斜面打设分隔桩体,桩体采用型钢等材料制作的桩体,并用松木板等纵向分隔,限制坍体纵向流动。 ③洞内多打排水孔、尽量多排水,对全风化花岗岩粉砂性土体未遇水前极限承载力和围岩稳定性均较好,含水量的多少对其本身的稳定性存在直线反比关系。本段就曾出现过约3吨重的孤石“抖动”“翻转”现象,后在暂时稳定间歇,进行多次钻孔、放水才慢慢稳定,给下一步的处理创造了条件。 ④在上述隧道加固后,综合现场实际情况后,有条件时可进行二次砼衬砌,但前提必须是掌子面稳定,否则发生涌砂涌泥时对作业人员或工程本身构成极大安全隐患,切不可冒然实施。 (3)大直径超前滤水管棚处理 ①首先在第一排超前滤水管棚处增加钢拱架或加固钢拱架,因该榀钢拱架将直接承受由超前滤水管棚传递的荷载,塌方段上部的荷载将有很大部分力由此承担,可设置挑粱或托粱分散、共同受力。 ②随后从起拱线位置纵向打入超前花管、不留空隙,打设的超前管棚管式锚杆依现场施工机械和操作条件直径尽量大、长度尽量长、环向问距密排布置,管棚搭设角度尽量水平,做到“平、顺、直”,避免泥砂从缝隙中渗出。 ③为防止坍孔影响钢管滤水效果,开始时均采用孔径稍大的钢管钻进,进入长度尽量长,并用高冲水枪配合钢筋冲孔,增加入土深度和渗水。 ④为保证管道畅通,地下水能及时滤出,大管内套小管,用高压水枪冲洗孔道,并扭动小管,管外缝隙处采用小直径花管推入,尽量不留空隙,以致形成弧形滤水管棚,本段塌方虽花岗岩 粉砂性土体渗透性差,但在整个超前滤水管棚形成时,排放水效果即显现,拱部以上来水基本由管棚滤出,坍面明显稳定。 ⑤开挖推进时,需试先打探测孔,如渗出是泥砂,且流体方量大时,应沿超前管棚缝隙处再打入钢板或型钢进一步堵漏。开挖时发现管棚问有空隙,须立即采用钢管、钢筋网或砼块等其他方法填补空隙,让水滤出,较大颗粒被截留管棚上,以保证砂体不渗漏、渗水畅通的目的。 因本段岩性遇水呈淤泥饱和状土,流动性极强,开挖过程中采用多台阶法开挖,台阶内预留核心土,分左右开挖、分别堆载预压方案。先进行上半部人工开挖,每环进尺不宜大于0.7米即安装一榀钢拱架,弗根据现场泥砂流动性和涌水、渗水量适当控制台阶长度。当拱部纵向每出来200mm距离即焊接Φ16-20钢筋连接成整体,形成棚架接体结构。 ⑥由于施工过程中超前管棚很难控制在同一平面,可能导致拱部开挖后时有流砂、渗水渗漏或管棚不能承受流砂体的垂直压力、挤压力,造成拱部沉降、位移。随上半部开挖的不断深入,应及时打入第二排或第三排、第四排超前管棚,直至超前管棚进入前方稳定岩体,能够有效支撑松散流砂体承受垂直压力、挤压力。 ⑦每榀钢拱架设置一定数量的纵向、横向、竖向连系杆件,可采用型钢或钢管,随开挖与钢拱架焊接,形成整体沉降、受力结构,并根据钢拱架沉降量增加锁脚锚杆和抬梁。 ⑧下部台阶施工,同样采用短进尺、强支护施工,每次循环进尺控制在0.7米以内。为保证边墙稳定在两侧边墙处适当打设一定的开孔钢花管。开挖同样预留核心土、分左右两侧边挖边护。 ⑨按上述步骤循环推进,并加强观测及时调整相关参数,达到一定安全距离即分段进行二次砼衬砌,根据隧道衬砌结构要求,可埘超前滤水管棚采用水泥灌浆进行回填和固结灌浆处理,大直径滤水管棚将作为永久结构的一部分,提高隧道永久结构承载力。 七、结束语 本文从塌方发生的原因分析,选择、确定塌方处理方案,提出了符合现场实际情况的大直径滤水管棚处理方案。因此对位于地下水位线以下,处理塌方时,必须查明塌方原因、规模,地下水活动规律等,制定详细周全的处理方案,才能顺利安全通过:对全风化花岗岩粉砂性土体流砂洞段的塌方,采用“大直径超前滤水管棚法”、先治水后治塌的处理方案是一种成功的施工处理方法。 参考文献: [1]关宝树,隧道工程施工要点集,北京:人民交通出版社,2003范文九:福建花岗岩勘察报告(风化分层特色)]@]@]
@仙游县鲤北片区坝垅宫安置区岩土工程勘察报告
(详勘)
工程编号:2014K-009
第一版
福建工大建筑设计院 二○一四年九月十九日
仙游县鲤北片区坝垅宫安置区岩土工程勘察报告
(详勘)
工程编号:2014K-009
(第一版)
院 长:鲍财胜 总 工:李积权 审 核:朱俊向
项目负责人:朱清耀、简洪钰 现场负责人:朱 仙 报告编写人:蔡起增 校 对:王益良
建设单位:福建省仙游县鲤北投资有限公司 勘 察 单 位:福建工大建筑设计院 勘察证书编号:130130-KJ
福建工大建筑设计院 二○一四年九月十九日
Ⅰ、文字部分
一、 工程概况
(一) 拟建工程概况 (二) 勘察目的、任务要求和勘察依据的技术标准 (三) 勘察方法及勘察工作量布置 (四) 勘察施工及完成工作量
二、 场地工程地质条件及场地环境
(一)地形、地貌及地质概况 (二)岩土层结构及特征 (三)岩土层物理力学性质 (四)场地环境
三、 水文地质条件
(一)区域水文地质概况 (二)地下水埋藏与性质
(三)地下土、水对建筑材料的腐蚀性 (四)抽水试验
四、 地震效应评价及不良地质作用
(一)抗震设防
(二)场地地震效应 (三)场地不良地质作用
五、 岩土工程分析与评价
(一)场地稳定性与适宜性评价 (二)地基土评价
(三)地基均匀性评价
(四)持力层选择与基础方案
(五)成桩可能性及对周围环境的影响 (六)特殊土和液化土层对桩基的影响 (七)岩土参数的分析与选用 (八)单桩竖向极限承载力估算 (九)桩基变形及其稳定性分析评价
(十)地下室施工
六、结论与建议
Ⅱ、图表部分
附 表(附报告内)
1. 附表1:钻孔主要数据一览表 2. 附表2:土工试验成果总表 3. 附表3:标准贯入试验成果表 4. 附表4:水质简分析报告
5. 附表5:土的腐蚀性(易溶盐)检测报告 6. 附表6:室内岩石点载荷强度试验成果报告 7. 附表7:液化判别计算表(标贯法) 8. 附 件: 建筑场地土层剪切波速测试报告
Ⅲ、附图部分
1. 图例 附图 1张 2. 钻孔平面位置图 附图 1张 3. 工程地质剖面图 附图 18张4. 钻孔柱状图 附图 2张 5. 基坑侧壁地质模型图 附图 4张
仙游县锂北片区坝垅宫安置区
岩土工程勘察报告
一、工程概况
(一)拟建工程概况
拟建场地位于莆田市仙游县鲤城街道坝垅村,北一环路南侧、党校路西侧。场地原为农田和果园。拟建物为2幢27层框架剪力墙结构住宅楼及3~4层商业裙楼,1幢2层框架结构商业楼。设置一层满铺地下室(范围见钻孔平面布置图),总建筑面积106483.27 m2
,多层部分最大单柱荷重约3000 kN,高层部分最大墙下荷载约13000kN/m。拟建建筑对地基变形较敏感,地基沉降差允许值0.002L,多层商业部分整体倾斜允许值0.004,27层拟建物整体倾斜允许值0.0025。本工程重要性等级高层部分为一级,多层商业楼为三级,地基基础设计等级为甲级,场地等级为二级,地基等级为二级,岩土工程勘察等级为甲级。拟建工程建筑概况见表1。
表1 拟建物结构及特征表
受福建省仙游县鲤北投资有限公司委托,我院承接该工程施工图阶段的工程地质勘察工作,该项目设计任务由核工业第五研究设计院完成。 (二)勘察目的、任务要求和勘察依据的技术标准
1、勘察目的
本次勘察阶段为建筑施工图设计阶段详细勘察,目的是为施工图设计和施工提供详细的岩土工程资料及所需的岩土设计参数。
2、勘察工作的任务和要求:
根据相关规范及本项目勘察技术任务委托书,本工程勘察任务和要求如下:
(1)、搜集附有坐标和地形的建筑总平面图,场区的地面整平标高,建筑物的性质、规模、荷载、结构特点,基础形式、埋置深度,地基允许变形等资料, (2)、查明场地内岩土层结构及物理力学性质,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;
(3)、判定场地土类型及建筑场地类别,抗震液化等,提供建筑抗震设计的有关参数;
(4)、查明不良地质作用的类型、分布范围、成因、发展趋势和危害程度,提出整治方案的建议;
(5)、查明场区内地下水的埋藏条件,动态特征,提供地下水位及其变化幅度,判定地下水对建筑地基础材料的腐蚀性,测定各主要含水层水文地质参数; (6)、查明埋藏的河道、沟浜、孤石等对工程不利的埋藏物,查明邻近建筑、道路、管线等设施的现状;
(7)、对持力层、基础方案提出建议,并提供地基基础设计所需的岩土技术参数;
(8)、含有地下室时,对基坑开挖及其支护提出方案并提供设计指标;
(9)、未尽事宜按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)2009版相关要求进行勘察。
3、勘察依据的技术标准
(1)、国标《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001);(2009版) (2)、行标《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008); (3)、国标《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011); (4)、国标《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010); (5)、国标《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999); (6)、福建省《岩土工程勘察规范》(DBJ13-84-2006); (7)、福建省《建筑地基基础技术规范》(DBJ13-07-2006); (8)、国标《地基动力特性测试规范》(GB/T50269-97); (9)、行标《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004); (10)、行标《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012);
(11)、行标《建筑工程地质勘探与取样技术规程》(JGJ/T87-2012); (12)、《工业建筑防腐设计规范》(GB50046-2008); (13)、《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008);
(14)《、房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》(2010年版);(15)、设计院提出的勘察技术要求、勘探点平面布置图及本工程勘察合同书。
(三)勘察方法及勘察工作量布置
1、依据拟建物性质和场地地质情况,本工程场地复杂程度属二级,地基复杂程度属二级,建筑物的工程重要性等级属一~三级,岩土工程勘察等级属甲级。
2、本工程勘察工作量主要根据拟建物性质及场地地质条件,按有关规范及设计要求确定。勘察手段主要采用泥浆护壁工艺钻探、标准贯入试验、地层剪切波速试验、室内岩、土试验、测量、微机处理等手段和方法进行。
3、根据设计要求及参照规范规定,勘钻点的数量和位置由我院布设,并经业主和设计单位认可,本工程勘察共布置钻孔45个,其中控制性勘探孔18个(基坑孔6个);一般性钻孔25个(基坑孔7个);波速测试孔3个(在主体建筑控制性钻孔中选取);抽水试验孔2个。钻孔深度要求:控制性钻孔进入中风化花岗岩岩层5 m以上,钻孔深度预计45~50m;一般性钻孔进入中风化花岗岩层3m以上终孔,钻孔深度预计40~45m;基坑孔钻进20m,钻探中若遇软弱脉岩,应予以揭穿。预计勘察总进尺约1500m。勘探点分布及类型详见钻孔平面位置图(附图1)。
4、钻探设备采用2台XY-1A型液压工程钻机,钻探方法采用泥浆护壁或套管跟进、重锤击进或回转钻进(地下水位以上土层采用干作业法),土层采用合金钻头,块状强风化岩及中风化岩采用金刚石钻头,钻探操作按行标《建筑工程地质勘探与取样技术规程》(JGJ/T87-2012)执行。
5、粘性土(可~硬塑)试样采用厚壁敞口取土器重锤少击法采取,软土试样采用薄壁敞口取土器连续压入法采取。标准贯入采用自动脱钩自由落锤装置(锤重63.50 kg,落距76㎝)进行,标贯试验层位主要为杂填土、粘性土、砂土状全、强风化岩。选择场地代表性3个钻孔,进行地基土剪切波速测试。取样、原位测试(标准贯入试验)工作主要集中在控制性钻孔中进行,一般性钻孔中亦要求进行适当数量原位测试工作,以获取各岩土层的物理力学性质指标。Ⅰ级土样取样层位为淤泥质土;Ⅱ级土样取样层位为粉质粘土、残积粘性土,取样数量按总量控制,且保证每个土层的土工试验数据的合理性和代表性,保证各土层在不同深度下有均匀分布的土样,且满足每个单位工程对土样子样数据的要求,每一主要土层有效样品数均大于6组。标准贯入试验层位为杂填土和粘性土,标贯测试间距约2.0~3.0m。测试过程严格遵守相关操作规程。
6、土工试验按照国标《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)执行,并
严格按照有关规程进行操作。试验项目以常规为主,主要提供w、r、Gs、e、wL、wp、IL、Ip、α、Es、C、φ、k等指标,并进行适当数量的特殊项目试验:地下水及场地土对建筑材料的腐蚀性简分析试验。室内试验要求:对Ⅰ、Ⅱ级土样进行常规物理力学性质试验、对粉质粘土做三轴固结不排水试验(CU)。7、钻孔位置及高程根据建设单位提供的总平面图,据建设单位提供的测量控制点坐标和布孔方案总平图,采用全站仪引测,采用全站仪进行勘探点施放,高程为黄海高程,高程引测点为建设单位提供具体各勘探点坐标及位置详见《钻孔平面位置图》(附图1)。 (四)勘察施工及完成工作量
1、勘探点测量由我院测量工程师根据业主和设计部门提供的1∶500勘探点平面布置图采用全站仪测设孔位及测定孔口高程。平面控制坐标系统为80西安坐标系,高程系统为黄海高程。测量坐标起算点为业主提供控制点,其坐标KZD1(X= 2807126.758,Y= 40518870.650,H=69.078);KZD2(X= 2807069.588,Y= 40518704.980,H=69.609)。各勘探点孔口坐标及地面高程详见附表1,具体位置详见勘探点平面位置图(附图1)。
2、钻探施工
2.1 本工程勘察钻探采用2台XY-1A型液压工程钻机配合优质泥浆护壁(或套管护壁)、回旋钻进、干钻取芯和“无泵投球”取芯,每回次进尺控制在2.0m以内,粘性土取芯率≥90%,砂类土取芯率≥80%,完整岩层取芯率≥80%,破碎岩层取芯率≥65%。
2.2 标准贯入试验(SPT)采用导向杆变径脱钩式自动落锤装置(锤重为63.5kg,落距为76cm),配合钻机进行测试。试验方法及技术要求严格按国标《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)第10.5.3和10.4.2要求执行。
2.3 对粘性土采用厚壁敞口取土器重锤少击法采取,样品质量等级为Ⅱ级;淤泥质土采用薄壁取土器连续压入法采取,样品质量等级为Ⅰ级;碎块状岩样和中风化岩样采用岩芯管采取。各级土试样在空间上具有代表性,其数量、质量满足规范及室内试验要求。取岩、土样孔27个、原位测试孔43个,取样与原位测试孔占总孔数的96%。
2.4 钻探施工结束后,采用原土或干粘土球对遗留的孔坑进行填埋处理。
3、剪切波速:本次勘察的选择场地代表性3个钻孔(控制性钻孔中选取,每幢主体建筑选取一孔)进行地基土剪切波速测试,波速测试采用单孔波速法,提供波速报告,试验操作严格按国标《地基动力特性测试规范》(GB/T50269-97)中的有关规定进行。
4、本次勘察选10个钻孔开孔时采用无水干钻至遇地下水时观测初见水位;在整个场地钻探施工结束后,对各钻孔内地下水混合稳定水位进行统一观测。水位采用万用表配合双幅硬塑电缆线电测。场地标高60.15~67.31m(孔口高程)之间,地下室底板标高为65.3m,大部分地段需回填3~5m(回填至基坑坑底),仅个别孔段需要开挖约2m,因而地下水对地下室施工影响极小,未进行抽水试验。
5、室内土工试验根据不同试验要求选用适宜的试验仪器,且各试验仪器具均在检定有效周期内。土的定名及试验操作严格按照国际《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)和《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)有关规定进行。室内土工试验部分主要由福建省地质工程研究院实验室完成,土的腐蚀性及岩石抗压试验工作由我院实验室来完成,具体详见附表2。
6、我院于2014年8月6日进场,投入XY-1A型钻2台套,于2014年9月3日退场,完成45个钻孔。本次实际成工作量如表2。
表2 实际完成工作量表
注:碎块状样一组5件,中风化岩样一组3件。
二、场地工程地质条件
(一)地形地貌及地质构造
拟建建筑场地位于莆田市仙游县鲤城街道坝垅村,场地原为农田及果园。原始地貌单元属山麓下缘地带,场地总体地势较平坦。场地覆盖土层主要为全新统至更新统的人工填土、冲洪积相及残积土外,下伏燕山晚期侵入的中粒花岗岩,地层结构复杂,受古地理环境的影响和区域地质构造的作用,上部各土层及下部风化基岩的分布、埋深、厚度及工程性能等在横向、纵向上有一定变化。据区域地质资料及建筑场地周边水文、工程地质勘察成果,场地内及邻近地段无活动的断裂构造通过。 (二)岩土层结构及特征
根据钻孔揭露,场地岩土层自上而下依次为人工成因的⑴杂填土(Qml
)、冲洪积成因(Q
aL+pL
4
4)的⑵粉质粘土、冲洪积成因(Q aL+pL4
)的⑶淤
泥质土、残积成因(Qel
)的⑷残积粘性土、岩盘⑸全风化花岗岩(??3(l)5)、岩盘⑹土状强风化花岗岩(??3(l)5)、岩盘⑺碎块状强风化花岗岩(??3(l)5)及
岩盘⑺中风化花岗岩(??3(l)5)。
场地各岩土层的岩性特征、埋深、厚度及分布情况自上而下分述如下: (1)杂填土(Qml
4):浅灰色、灰黄色,松散,稍湿~湿。成分以粘性土为主,不均匀含有块石、碎石等硬质物,上部含有植物根系,硬质物含量约占30%,均匀性差,场地西侧局部堆填较厚。堆填时间约5年,为新填土。标贯试验实测击数4~8击,均值5.1击,该地层全场区仅JK2~JK5、JK7~JK13、ZK1、ZK2、ZK5~ZK9、ZK13~ZK29孔段有揭示,揭示厚为0.40~6.80m,平均厚度2.16m。
(2)粉质粘土(Q aL+pL4
):呈可塑~硬塑状、局部软塑,蜂窝结构,含铁
锰质氧化物,无摇震反应,切面光滑,干强度中等,韧性一般。局部过渡为粉土、粘土。标贯实测击数6~9击,平均7.5击,强度一般,属中等压缩性土。该地层全场区仅JK1、JK3~JK5、JK7~JK13、ZK1~ZK4、ZK6~ZK7、ZK9~ZK12、ZK15~ZK16、ZK19~ZK30,揭示层厚0.50~5.30m,平均2.24m,底板标高53.73~61.61m。
(3)淤泥质土(Qal+pl
4
):深灰、灰黑色,鳞片状结构,饱和,呈软塑状,
局部过渡为淤泥,含腐殖质,味臭,摇震反应弱,切面光滑,干强度一般,韧性较好。该地层全场区仅JK1、JK3、JK5、JK7、JK9~JK13、ZK1~ZK4、ZK6、ZK8~ZK12、ZK15~ZK19、ZK21~ZK27、ZK29孔段有揭示,揭示层厚1.30~6.70m, 平均3.14m。底板标高51.03~58.41m。
(4)残积粘性土(Qel
):灰黄色~褐黄色,为中粒花岗岩风化残留物,原岩结构特征清晰,母岩成份由石英砾砂,长石风化之高岭土及少许云母组成,摇震无反应,干强度中等,韧性较低,呈可~硬塑状,标贯实测击数6~27击,均值17.4击,天然状态下属中等压缩性土,力学强度较高,但土性不均且具泡水易软化,崩解的不良特性。该地层全场区仅JK1~JK6、ZK2~ZK7、ZK9~
ZK15、ZK17、ZK18、ZK22、ZK23、ZK30孔段有揭示,揭示厚度1.80~9.40m,平均4.99m。底板标高49.14~55.12m。
(5)全风化花岗岩(??3(l)5):灰黄色,岩芯呈散体状,组织结构已完全破坏,长石等矿物已风化成土状,岩芯遇水易软化、崩解,属极软岩,岩体完整性程度为极破碎,岩体基本质量等级为V级,标贯实测击数30~43击,均值34.8击,力学强度较高。该地层全场区均有ZK1、ZK8孔段未揭示,其余孔段揭示厚度1.60~16.40m,基坑孔部分孔段未揭穿该层。底板标高37.96~55.51m
(6)土状强风化花岗岩(??3(l)5):灰黄、灰白、褐黄色,风化裂隙发育,岩体极破碎,呈散体状结构,岩芯呈砂土状,手捏易碎,成份主要由石英、风化长石及少许云母组成,其中部分长石已高岭土化,属极软岩,岩体基本质量等级为V级,标贯实测击数52~70击,均值59.4击,力学强度较高,压缩性低,但如遭受长时间泡水作用,也会较快软化,崩解而导致强度降低。该地层全场区仅JK1、JK2、JK8、JK9孔未进入该层,其余孔段均有揭示,揭示厚度0.80~22.90m,平均9.86m,底板标高15.92~51.32m。
(7)碎块状强风化花岗岩 (??3(l)5):灰黄色,结构已大部分破坏,岩芯呈碎块状,用手不易捏碎,锤击易碎,钻进过程有拔钻声。岩石为较软岩,岩体破碎,岩体基本质量等级为V级。岩芯采取率为65%~85%。根据室内岩石点载荷强度试验成果,本层的岩石的饱和状态的单轴极限抗压强度标准值为15.03MPa,详见附表6。该地层全场区仅ZK1~ZK4、ZK6~ZK11、ZK13~ZK21、ZK24~ZK30有揭示,揭示厚度0.50~15.90m,平均7.63m,底板标高17.85~47.27m。
(8)中风化花岗岩 (??3(l)
5
):浅灰、灰白色,矿物成份由石英、长石及
少许云母组成,岩体较破碎,风化节理、裂隙较发育,碎块状结构,岩芯呈短
柱状,RQD指标为40~50,本层室内岩石饱和抗压强度标准值48.54MPa,详见附表7,属较硬岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级,力学强度高,基本不可压缩。该地层全场区仅ZK2~ZK30孔段有揭示,均未揭穿,最大揭示厚度11.80m。
上述岩土层的分布情况详见工程地质剖面图(附图02-18)。 (三)岩土层物理力学性质指标
本次勘察通过现场标贯试验和采取岩、土试样进行室内岩石点荷载试验、室内土工试验等方法,综合分析评价各岩土体的物理力学性质。各岩土层试验手段选择得当,操作方法符合规范要求,试验成果准确、可靠。
其中物理力学性质指标统计表详见表3,土工试验成果、固结试验图表详见附表2,标贯试验成果详见附表3,残积土颗粒级配统计表详见表9。 (四)场地环境
拟建场地位于莆田市仙游县鲤城街道坝垅村,北一环路南侧、党校路西侧。场地拟建物距北侧北一环路约30m,西侧及南侧为该安置区其它建筑拟建场地,现为空地。拟建物边线距东侧已建民房(砖混结构、4-6层、浅基础)最近距离约7m。场地原来果园及农田。场地周边环境相对简单。本场地表面现覆盖有杂填土,据踏勘调查,本场地下无水、气、电管道及光缆通过,勘察期间场地内无架空电线线路。勘探时场地未发现有明显的污染源(包括水、气、土等),亦无其它不良地质灾害作用(如岩溶、土洞、崩塌、泥石流、采空区、危岩、淹没等不良地质现象)。亦无墓穴、河道、沟浜等不利埋藏物。
三、水文地质条件
(一)区域气象水文概况
仙游县气候温和湿润,具亚热带海洋性气候特点。年平均气温19℃左右,7~9月气温较高,最高可达40℃以上,1~2月气温较低,最低零下2℃,偶
有霜冻,年平均降雨量1232.5mm,4~6月为雨季,10月至次年2月少雨;年平均蒸发量为1313.7mm,略大于降雨量。7~9月份多台风,且多伴有暴雨。 (二)地下水埋藏与性质
拟建场地地势总体较平坦,标高变化在60.15~67.31m(孔口高程)之间。勘探期间场地地下水埋藏较浅,勘察期间地下水初见水位埋深为0.60~1.90m(高程在59.14~66.27m);综合稳定水位埋深为0.20~1.40m(高程在59.33~66.60m)。据钻孔揭露情况,场地地下水主要为赋存于层⑴杂填土的上层滞水、赋存于层⑸全风化花岗岩、⑹土状强风化花岗岩、⑺碎块状强风化花岗岩、⑻中风化花岗岩中的基岩裂隙微承压水;层⑵粉质粘土、⑶淤泥质土、⑷残积粘性土透水性及富水性弱,属相对隔水层。层⑸、层⑹、层⑺和层⑻之间有直接水力联系。其中层⑴杂填土中的上层滞水受大气降水、邻近地表水的补给,富水性及透水性均较弱;基岩裂隙微承压水受远源江河水及基岩裂隙水的补给,富水性及透水性均较弱。本地区地下水位年平均变化幅度约1.00m。本区历史最高地下水位标高约为66.80m,近3-5年的地下水位标高约为66.70m。 (三)地下土对建筑材料的腐蚀性
本次勘察在ZK10和ZK23孔中各采取一件地下水试样进行水质分析试验,试验成果详见水质分析报告(附表4)。根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)有关标准,本场地处于湿润气候区,场地各地层透水性均较弱,场地环境类别综合判定为Ⅱ类B。按水质分析主要成果指标(详见表4),对照(GB50021-2001)(2009版)第12.2.1、12.2.2、12.2.3、12.2.4、12.2.5标准,可判定本场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性;对照福建省《岩土工程勘察规范》DBJ13-84-2006第12.8.6,地下水对钢结构具有弱腐蚀性。
本次在ZK5、ZK18和ZK26孔各取地下水位以上的土层一组土样,进行覆表土的腐蚀性(易溶盐)检测报告,报告详见附表5。土样为杂填土和粉质粘土,杂填土主要为粘性土堆填,因而属弱透水层,场地环境类别为Ⅱ类B,对照(GB50021-2001)(2009版)可判断场地土对混凝土结构具有微腐蚀性、对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性,对钢结构具有微腐蚀性。土质分析主要成果指标(详见表5)。
表4 地下水腐蚀性评价表
注:()内为长期浸水腐蚀性判别表。对钢结构腐蚀性评价标准对照福建省《岩土工程勘察规范》DBJ13-84-2006第12.8.6。
表5 场地土腐蚀性评价表
注:()内为长期浸水腐蚀性判别表。「 」视电阻率为邻近工程经验值。
(四)抽水试验
本工程场地室内正负零标高为70.30,设计一层满堂地下室,埋深约5m(场地整平标高起算)。场地标高60.15~67.31m(孔口高程)之间,地下室底板标高为65.3m,大部分地段需回填3~5m,仅个别孔段需要开挖约2m,并且表层土透水性均较弱,在CS1、CS2孔内进行简易抽水试验,放入水泵很快就抽干,因而放弃抽水试验,改为室内渗透试验,根据室内试验及经验,基槽开挖范围内土层渗透系数经验值为:⑴杂填土k=0.50m/d, ⑵粉质粘土k=0.05m/d。
四、地震效应评价及不良地质作用
(一)抗震设防
根据国标《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《中国地震动峰值加速度区划图》福建省区划一览表,本区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,所属的设计地震分组为第三组。拟建建筑抗震设防类别为丙类,故设计地震作用和抗震构造措施应符合6度抗震设防标准的要求。 (二)场地地震效应 1、液化及震陷
本场地处于抗震设防列度6度区,一般情况下可不考虑土层液化及软土震陷问题。
2、建筑场地类别及特征周期
本次勘察成果查明,场地覆盖土层为:⑴杂填土、⑵粉质粘土、⑶淤泥质土、⑷残积粘性土、岩盘⑸全风化花岗岩、岩盘⑹土状强风化花岗岩、岩盘⑺碎块状强风化花岗岩及岩盘⑻中风化花岗岩。本次勘察在ZK8、ZK13和ZK28、孔中进行单孔法场地土剪切波速试验,根据实测的土层(距地表深20m,且不深于覆盖层厚度)剪切波速值计算的土层等效剪切波速值Vse分别为153.4m/s、246.2m/s和254.5m/s,杂填土、淤泥质土属软弱土,粉质粘土、残积粘性土属中软土,全风化花岗岩和土状强风化花岗岩属中硬土,碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩属岩石,综合判定场地土为中软场地土。依据本次勘探成果,地场地覆盖层厚度18.6m、26.1m和26.8m,覆盖层厚度分别介于3~50m和≥5m范围内,根据(GB50011-2010)第4.1.6条和第5.1.4条判定,拟建建筑场地类别判为Ⅱ类场地,特征周期值为0.45s。各栋楼的场地类别及特征周期详见附件波速报告。
3、建筑场地抗震地段划分
本场地存在杂填土、淤泥质土等软弱土层,按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)4.1.1条,场地应划分为对建筑抗震不利地段。
(三)场地不良地质作用
根据现场踏勘调查及本次勘察钻探揭露,场地未发现有不良地质作用和地质灾害(岩溶、泥石流、滑坡、崩塌、土洞、采空区、危岩等)。基岩也不存在临空面,洞穴、软弱夹层等不利结构。也未见墓穴、沟滨、古河道等不利埋藏物。
五、岩土工程分析与评价
(一)、场地稳定性和适宜性评价
根据区域地质资料、本次钻探结果和邻近已有勘察资料,本场地及其附近没有活动性断裂通过。本次勘察过程除发现受区域地质构造作用影响基岩风化带较厚,局部岩面起伏变化较大外,未见有其它明显疏松的断裂破碎带,可不考虑活动性断裂对本场地的影响。场地基底由侵入岩构成,场地内及其附近现无人为地下工程和开采地下水的活动,不存在岩溶作用,也不会产生地面塌陷、地裂缝的地质灾害,区域稳定性较好。
场地未发现有不良地质作用和地质灾害(岩溶、泥石流、滑坡、崩塌、土洞、采空区、危岩等)。基岩也不存在临空面,洞穴、软弱夹层等不利结构。此外未见墓穴、沟滨、古河道等不利埋藏物。地基稳定性和适宜性较好。
综上所述,本场地属相对稳定场地,适宜本工程建设。 (二)地基土评价
根据钻孔揭露地层,本场地主要岩土层为⑴杂填土、⑵粉质粘土、⑶淤泥质土、⑷残积粘性土、岩盘⑸全风化花岗岩、岩盘⑹土状强风化花岗岩、岩盘
⑺碎块状强风化花岗岩及⑻中风化花岗岩。
⑴杂填土:呈松散状,属中等~高压缩性土,土性不均,分布不稳定,地基强度及均匀性较差,不宜作拟建建筑的天然地基持力层。
⑵粉质粘土:呈可塑~硬塑状,土质均匀性较差,强度一般,属中等压缩性土,厚度薄且下卧软塑状淤泥质土,不宜作拟建建筑的天然地基持力层。
⑶淤泥质土:呈软塑状,属高压缩性土,力学强度差,分布不均匀,工程地质性能极差,不可作拟建建筑的天然地基持力层。
⑷残积粘性土:呈可塑~硬塑状,属中等压缩性土,土质均匀性较好,厚度大,力学强度一般,工程地质性能一般,承载力较低,作为拟建物桩基持力层不经济,不建议作为拟建建筑的桩基持力层。
⑸全风化花岗岩:低压缩性,属极软岩、力学强度较,工程地质性能较好,但分布不均匀,承载力不如其下卧土状强风化花岗岩,可作为本建筑物的桩基持力层,但不经济。
⑹土状强风化花岗岩:低压缩性,属极软岩,力学强度高,工程地质性能好,分布连续,承载力大,但岩面起伏较大、地层层厚不均,局部厚度较薄,可与其下卧层⑺碎块状强风化花岗岩联合作为拟建建筑桩基持力层。
⑺碎块状强风化花岗岩:低压缩性,属较软岩,力学强度高,工程地质性能好,承载力大,分布连续,但岩面起伏较大、层厚变化大,可作为拟建建筑桩基持力层。
⑻中风化花岗岩:低压缩性,属软硬,力学强度高,工程地质性能好,承载力大,分布连续,但岩面起伏较大,可作为拟建建筑桩基持力层。 (三)地基均匀性评价
拟建场地位于莆田市仙游县鲤城街道坝垅村。原始地貌单元属山麓下缘地
带。上部覆盖土层层面较平稳,但下伏风化岩层层面起伏大,地基均匀性属不均匀地基。
(四)持力层选择及基础方案
拟建物为2幢27层框架剪力墙结构住宅楼及3~4层商业裙楼,1幢2层框架结构商业楼。27层主楼的墙下最大轴力约为13000kN/m,裙楼、商业楼及地下室的的最大柱轴力约为3000kN。本场地现地面标高60.15~67.31m(孔口高程)之间,场地整平标高70.00~70.10m,地下室底板标高为65.3m,现场地大部分地段需回填3~5m(回填至基坑坑底)。就本场地工程地质条件而言,本场地不具备天然地基浅基础上修建拟建建筑的条件,建议采用桩基础方案。拟建物可采用⑹土状强风化花岗岩作为持力层的预制桩基础方案,局部⑹土状强风化花岗岩较薄地段也可采用层⑺碎块状强风化花岗岩联合作为持力层,桩径Φ500,预计桩长20~39m,若采用高强预应力管桩时,应符合闽建科函【2012】37号文《福建省建筑结构设计若干规定》的相关规定。本工程亦可采用层⑺碎块状强风化花岗岩或层⑻中风化花岗岩作为桩端持力层的冲(钻)孔灌注桩基础方案,桩径Φ800~Φ1200,预计桩长28~43m。采用何种基础形式宜由设计单位经经济和技术比较后确定。
场地整平标高为70.10m,现场地还需回填约3~5m(回填至基坑坑底),回填时宜采用粘性土回填,分层压实(压实系数?c>0.90)以防止场地不均匀沉降。地下室施工时,建议场地可先回填至地下室底板标高,待地下室施工完毕后再回填至场地整平标高。
(五)成桩可能性及对周围环境的影响
场地地下水对预制桩(采用十字桩靴)施工影响不大;对冲钻孔灌注桩施工有不良影响,主要表现为对孔内泥浆进行稀释,从而导致泥浆浓度降低,施
工过程中导致清渣效果降低、塌孔等,从而影响到灌注桩的施工质量。
1 预制桩方案
若拟建建筑物采用以层⑹土状强风化花岗岩作为桩端持力层的预制桩基础方案,局部⑹土状强风化花岗岩较薄地段也可采用层⑺碎块状强风化花岗岩联合作为持力层,桩径Φ500,预计桩长20~39m,若采用高强预应力管桩时,应符合闽建科函【2012】37号文《福建省建筑结构设计若干规定》的相关规定。预应力管桩施工时应同时采用灌芯和配制桩尖方法,以提高桩身抗弯和抗剪强度。沉桩工艺可采用静压沉桩工艺。
预制桩具有桩身质量可靠稳定、施工速度快、周期短、单桩承载力高等特点,设计时应考虑以下因素:
1) 该桩型施工贯入能力及施工桩长受桩端持力层上覆土层的密实程度、厚度及持力层顶面埋深、力学强度差异等因素影响较大,易出现截桩、接桩等现象。采用静压沉桩工艺以层⑹土状强风化花岗岩作为桩端持力层或层⑺碎块状强风化花岗岩,需要穿过层⑴杂填土、层⑵粉质粘土、⑶淤泥质土、⑷残积粘性土、⑸全风化花岗岩、⑹土状强风化花岗岩,沉桩阻力大,宜选用大吨位沉桩设备,尤其后期施工时需考虑采取辅助沉桩措施(如预引孔)。终止沉桩的标准以最后压桩力(静压式)控制为主、桩端设计标高控制为辅。若采用碎块状强风化花岗岩为桩端持力层,预制桩无法进入该层一定深度,达到最大压桩力(静压式)即可终止沉桩。
2)场地周边存在民房,设计时应考虑桩基施工挤土作用对已建物的不利影响。
3)施工前应对场地进行压实处理,以满足桩基走位对承载力的要求。 4)地下水对钢结构具弱腐蚀性(据省标DBJ13-84-2006有关标准评价),管桩设计时应符合《工业建筑防腐设计规范》(GB50046-2008)要求。
5)场地北侧为北一环路,交通便捷,满足大型车辆及机械设备的进出的条件。
6)场地表层局部存在杂填土,含有块石等,建议预制桩施工前将其挖除换填。
2 冲钻孔灌注桩方案
高层建筑若采用冲钻孔灌注桩基础方案,桩端持力层可选用层⑺碎块状强风化花岗岩或⑻中风化花岗岩作为桩端持力层。建议桩径φ800~1200mm,预计桩长28~43m。因桩身穿风化岩层,沉渣较难控制,建议钻冲孔灌注桩桩端进入持力层后,宜配合采用桩底、桩侧后高压注浆工艺,以提高单桩承载力。
该桩型为非挤土桩,穿透能力强,能顺利达到预计持力层,对周围环境影响较小,但基础造价相对较高,施工周期较长,施工中泥浆易造成污染,不利文明施工,且桩身施工质量及桩底沉渣较难控制,施工前应先行试桩,施工中应采取有效措施,防止缩孔、塌孔、桩身混凝土离析、断桩等现象发生,确保成孔和水下浇注混凝土质量,同时应加强对桩端持力层鉴定及桩端全断面进入持力层深度的检验工作。
对于该桩型,施工时尚应采取如下措施,以确保成桩质量: 1) 合理选择泥浆的比重、稠度等参数,以防止孔壁失稳而塌孔; 2) 应加强孔底清渣工作,特别是钢筋笼放入就位后,应进行第二次清孔,建议采用反循环工艺成桩或清孔,严格控制沉渣厚度(≤5cm)。
3) 成孔后要用检孔器自上而下检查成孔质量及倾斜率,以保证桩身垂直度。
4) 灌注混凝土时应控制灌注速度,保证导管有足够的埋管深度以防止断桩或混凝土离析、夹泥等现象发生。
5) 桩基施工应遵守国家规范有关规定,终孔时应进行桩端持力层的检验,
同时桩端全断面应进入持力层深度不宜少于2d且不少于3m。 (六)特殊土和液化土层对桩基的影响
场地分布的特殊土有⑴杂填土、⑶淤泥质土、⑸全风化花岗岩、⑹土状强风化花岗岩及⑺碎块状强风化花岗岩,⑴杂填土,局部未完成自重固结,易产生不均匀沉降,其对建筑基础设计及地面的影响较大,易对桩身产生负摩阻力,因此设计施工时应对杂填土层进行压实处理,确保地层强度满足设计要求。现场处理可采用夯实、分层碾压等措施,处理后填土的压实系数?c不小于0.93为宜,以降低场地内负摩阻力对桩基的影响;⑶淤泥质土属软土,场地地处6度区,一般不考虑软土震陷问题,但设计时应该考虑软土沉降沉降、产生负摩阻力等影响;⑸全风化花岗岩、⑹土状强风化花岗岩遇水软化易崩解,易对地基稳定性产生不利影响,故设计施工时,应考虑地下水对桩基的影响。 (七)岩土设计参数的分析选用
岩土设计参数根据室内岩、土试验及现场标贯试验结果,并结合地区工程实践经验综合确定,各项实测指标成果参照有关规范规定进行分层资料整理与统计计算。
根据上述统计计算结果,参照有关规范规定的方法计算各种测试手段所得的各岩土层承载力特征值,详见表6
表6 各层土承载力特征值
其中工程特性指标重度(r)、压缩模量(Es)、变形模量(Eo)为平均值,抗剪强度(C、Φ)为标准值,承载力(fak)依试验结果和地区经验为特征值,桩基设计参数主要参照行标《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)等相关规范提供为极限标准值。根据表6的统计结果及钻探揭露的岩土层特征、结合当地经验和有关规范,综合分析确定地基土的设计计算指标如表7供设计部门选用。
表7 地基土设计计算指标
注 :1、带*号的为经验值,括号内的数值为变形模量(Eo)。
2、未经压实处理填土应考虑桩周负摩阻力产生的下拉荷载对基桩承载力的影响。
3、各层土承载力特征值(推荐值)根据土工实验、原位测试及综合当地工程经验确定。承载力特征值使用条件:(1)地基土承载力特征值确定的假设条件为岩土层无侧限且为均质体、空间无限展布的环境。(2)使用表中各岩土层承载力特征值设计时必须保证各岩土层处于现有状态,不得有泡水软化或人为扰动破坏其结构的影响。
(八)单桩竖向极限承载力估算
单桩竖向极限承载力的初步估算根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)规范中5.3.5条、5.3.6条文中的有关公式进行试算,计算公式如下:
Quk=u∑qsikli+qpkAp(5.3.5) (D<800) Quk?u??siqsikli+?pqpkAp (D≥800) Quk=Qsk+Qpk =u∑qsikli+ζr frkAp(5.3.9-1-3) (嵌岩桩) qsik:桩测第i层土的极限侧阻力标准值; qpk:极限端阻力标准值; u:桩身周长;
Ap:桩端面积;
li:桩身穿越第i层土厚度;
ζr: 嵌岩段侧阻和端阻综合系数, frk:岩石饱和单轴抗压强度标准值; Ψsi、Ψp大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数,按表5.3.6-2取值。
其它的规定详见《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)。 对单桩竖向极限承载力标准值估算结果见下表8。
表8 单桩竖向极限承载力估算表
(九)桩基变形及其稳定性分析评价
拟建物地基基础设计等级为甲级,若采用桩基础,若选用⑹土状强风化花岗岩为桩端持力层的桩基方案,下卧基岩(碎块状强风化花岗岩)即桩端平面下不存在软弱土层,也不存在临空面,洞穴、软弱夹层等不利结构,但土状强风化花岗岩层属低压缩性土,并非不可压缩。根据行标《建筑桩基技术规范》
(JGJ94-2008)第3.1.4条,拟建物桩基应进行变形验算。若选用⑺碎块状状强风化花岗岩或⑻中风化花岗岩为桩端持力层的桩基方案,下卧基岩(中风化花岗岩)即桩端平面下不存在软弱土层,也不存在临空面,洞穴、软弱夹层等不利结构,根据行标《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)第3.1.4条,拟建物桩基可不进行变形验算。
拟建场地及周边地势起伏不大,根据邻近建筑工程经验,且各持力层分布相对稳定,桩端进入持力层0.5~4m,桩基均可满足整体稳定性和抗滑移要求。 (十)地下室施工
本工程基坑面积约5000 m2
。本场地现地面标高60.15~67.31m(孔口高程)之间,场地整平标高70.00~70.10m,地下室底板标高为65.3m,现场地大部分地段需回填3~5m(回填至基坑坑底)。由于场地需要大面积回填,并现场地面标高位于地下室底板标高以下,仅个别孔段(JK13、ZK1)位置最大开挖深度约2m(自现有地面高程起算)。根据周边环境及地质情况,本基坑安全等级为三级,可直接进行放坡开挖。本场地地下对基坑开挖有影响的地下水为赋存于⑴杂填土中的上层滞水,水量小且透水性较弱,施工时基坑内水量相对有限,设置些停水集水井,并采用普通的抽水泵即可抽干。但施工时也应避开雨季,防止地表水大量涌入。
施工时,场地可先回填至地下室底板标高,待地下室施工完毕后再回填至场地整平标高。回填土可采用粘性土回填并分层压实,以避免地表水渗入而增加水的浮托力。
场地需要大面积回填,场地回填还会导致地下水水位上升,建议建筑设计抗浮水位标高采用黄海高程69.5m(周边规划道路标高以下0.5m),在做好地下水排水措施的情况下可适当降低建筑设计抗浮水位。
六、结论与建议
1、拟建工程的重要性等级为一~三级,建筑物抗震设防类别为丙类,场地等级为二级,地基等级为二级,地基基础设计等级为甲级,岩土工程勘察等级为甲级。
2、拟建场地勘察期间未发现场地内有断裂构造通过,本场地不存在岩溶、钢结构具有微腐蚀性。地下水、场地土对建筑材料腐蚀的防护应符合现行国家标准《工业建筑防腐设计规范》(GB50046-2008)的规定。
6、根据场地岩土层分布特征,本场地现地面标高60.15~67.31m(孔口高程)之间,场地整平标高70.00~70.10m,地下室底板标高为65.3m,现场地大部分地段需回填3~5m(回填至基坑坑底)。本场地不具备天然地基浅基础上崩塌、泥石流、淹没等不良地质现象。本场地处于抗震设防6度区,一般不考虑土层液化及软弱土震陷问题。场地属相对稳定场地、适宜本工程建设。
3、上部覆盖土层层面较平稳,但下伏风化岩层层面起伏大,地基均匀性属不均匀地基。
4、场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第三组,拟建建筑抗震设防类别为丙类,故设计地震作用和抗震构造措施应符合6度抗震设防标准的要求。根据波速测试成果,本次勘察在ZK8、ZK13和ZK28、孔中进行单孔法场地土剪切波速试验,根据实测的土层(距地表深20m,且不深于覆盖层厚度)剪切波速值计算的土层等效剪切波速值Vse分别为153.4m/s、246.2m/s和254.5m/s,综合判定场地土为中软场地土。拟建建筑场地类别判为Ⅱ类场地,特征周期值为0.45s。
5、据钻孔揭露情况,场地地下水主要为赋存于层⑴杂填土的上层滞水、赋存于层⑸全风化花岗岩、⑹土状强风化花岗岩、⑺碎块状强风化花岗岩、⑻中风化花岗岩中的基岩裂隙微承压水;层⑵粉质粘土、⑶淤泥质土、⑷残积粘性土透水性及富水性弱,属相对隔水层。其中层⑸、层⑹、层⑺和层⑻之间有直接水力联系。其中层⑴杂填土中的上层滞水受大气降水、邻近地表水的补给,富水性及透水性均较弱;基岩裂隙微承压水受远源江河水及基岩裂隙水的补给,富水性及透水性均较弱。地下水、场地土对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性;地下水对钢结构具有弱腐蚀性,场地土对
修建拟建建筑的条件,建议采用桩基础方案。拟建物可采用⑹土状强风化花岗岩作为持力层的预制桩基础方案,局部⑹土状强风化花岗岩较薄地段也可采用层⑺碎块状强风化花岗岩联合作为持力层,桩径Φ500,预计桩长20~39m,若采用高强预应力管桩时,应符合闽建科函【2012】37号文《福建省建筑结构设计若干规定》的相关规定。本工程亦可采用层⑺碎块状强风化花岗岩或层⑻中风化花岗岩作为桩端持力层的冲(钻)孔灌注桩基础方案,桩径Φ800~Φ1200,预计桩长28~43m。采用何种基础形式宜由设计单位经经济和技术比较后确定。
7、本工程若采用冲钻孔灌注桩,试桩时应进行静载试验,准确确定单桩承载力值。冲钻孔灌注桩成孔施工时应注意保持泥浆浓度,加强护壁措施,及时清碴,进入桩端持力层深度应满足抗滑稳定性要求。成孔后灌注混凝土时应注意导管深度和速率。若采用预制桩,桩基施工开始之前,应选定若干满载率较高的部位压入基桩进行静载试验,作为桩基承载力确定的设计依据,并据以修改设计,经试桩取得和掌握有关的桩基施工参数,确保桩端进入持力层的设计深度。
8、为了保证基础施工的安全和质量,建议施工队伍认真做好施工前的逐一桩位检查工作,且应按有关规范进行施工。基础施工结束后,基桩单桩承载力应通过现场静载试验检验,在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的1%且不少于3根。若采用冲钻孔灌注桩,尚应按规定进行桩身质量(取芯等方法)
的检测工作。对抗拔桩也应进行抗拔静载试验。
9、桩基施工结束后应进行桩身质量检测,检测数量为总桩数的10%-30%,
表9 颗粒级配统计表
且每个承台下必需保证有一根桩以检测其完整性。检测方法可采用反射波法动测。钻冲孔灌注桩的桩身完整性尚可利用钻孔抽芯直接检测。
10、场地存在场地分布的特殊土有⑴杂填土、⑶淤泥质土、⑸全风化花岗岩、⑹土状强风化花岗岩及⑺碎块状强风化花岗岩。杂填土现场处理可采用夯实、分层碾压等措施,以降低场地内负摩阻力对桩基的影响;⑶淤泥质土属软土,设计时应考虑软土沉降对桩产生的负摩阻力及地基变形等不利影响;⑸全风化花岗岩、⑹土状强风化花岗岩及⑺碎块状强风化花岗岩遇水软化易崩解,易对地基稳定性产生不利影响,故设计施工时,应考虑地下水对桩基的影响。
11、根据场地现地面标高及地下室底板标高,本工程大部分地段不存在基坑开挖问题,仅场地西北角ZK1、JK13孔段需要开挖不超过2m深度,根据周边环境及地质条件,可按1:1.5坡率直接放坡开挖,坡面喷浆固化,地下水可采用明沟排水方式进行控制。
12、基槽开挖应按有关规范规程执行,并应请我公司工程师进行验槽;基础开挖深度进入持力层深度应满足设计要求;场地持力层层面起伏大,建议进行施工勘察。
范文十:强风化花岗岩类地层应用论文
强风化花岗岩类地层应用论文【摘要】强风化花岗岩类遇水易软化崩解,在灌注桩成孔过程中往往会造成孔底残渣的厚度过厚及孔壁、孔底土体发生软化崩解,而这些问题使得桩侧摩阻力和端阻力降低从而降低了单桩承载力。本文通过对广东某变电站继电保护用房钻孔灌注桩静载试验承载力偏低的原因进行分析,发现土状强风化花岗岩类地层中采用钻孔灌注桩时对施工工艺要求比较高,很多桩孔底残渣厚度大于规范要求,因此建议在该类地层中应首先考虑使用预制桩,在条件所限而必须采用钻孔灌注桩时应根据施工工艺单桩承载力进行20~50% 折减。
【关键词】强风化 单桩承载力 单桩载荷试验 端阻力 侧摩阻力
1、工程概况
广东某变电站扩建工程继电保护用房为二层建筑,场址位于原主控楼北侧,距主控楼仅3.5m。站址原始地貌属于山前低丘,局部为丘间沟谷,扩建场地已在变电站建设时平整好,目前现场地为半开挖半填方区。根据钻探揭露,场地上覆第四系主要有人工成因的素填土、坡积成因的粉质粘土及残积成因的砂质粘性土,下伏基岩为寒武系侵入变质的全、强风化花岗片麻岩。各土层力学性质指标见表1(土层厚度以钻孔ZK21为例)。
2、桩基参数及检测结果
由于场地位于山地前缘,地势较低,雨季时,北面山地雨向往丘陵前缘排泄,地下水位会升高,而残积层遇水易软化,承载力急剧
降低,因此基坑(槽)开挖时,会造成地基浸水软化,降低承载力。同时,由于场地距主控楼仅3.5m,基坑开挖无放坡条件,而且需要考虑基坑支护、排水等,因此勘测报告建议基础采用预应力管桩,考虑到管桩对附近原继保楼的影响,设计采用钻孔灌注桩,桩径800mm,单桩承载力特征值 1800KN(其中总侧摩阻力1400kN,端阻力400kN),设计净桩长18m。
灌注桩施工已于2010年6月19日完成,经抽芯检测的3根桩(13#、14#、17#)桩底沉渣厚度小于10cm,均符合设计要求,经静载检测的2根桩(9#、16#)承载力小于1800KN,均不满足设计要求。后扩大静载检测4根桩(13#、19#、20#、23#),其中的3根桩(19#、20#、23#)承载力不满足设计要求,试验单桩承载力仅800~1400KN,仅1根桩(13#)单桩承载力大于1800kN,扩大抽芯检测的2根桩桩底沉渣均大于设计要求的10cm,单桩承载力检测结果见下图(图1),检测比例充分表明灌注桩承载力普遍不满足设计要求。
图1 单桩承载力检测图
3、桩基承载力分析
单桩承载力由总侧阻力和端阻力构成,两种阻力的发挥受土性、土层的上下
排序、桩的长径比、成桩工艺等的影响,侧阻力的大小还受桩端土的刚度影响。受这些不确定性因素影响,单桩极限承载力的具体数据很难用土层参数指标精确的确定,所以要在施工前进行试验
桩,并且在施工验收时进行载荷试验。由于本工程规模不大,在施工前未进行试桩来确定单桩承载力,设计仅根据地质勘察报告中的参数来计算。
从验收时的抽芯检测来看,沉渣大于规范要求(大于100mm)的桩基承载力均不满足设计要求;从载荷试验来看,满足设计承载力的桩基沉渣满足规范要求(小于100mm)。因此本工程的施工工艺不足是造成桩基承载力不足的主要原因,桩基成孔后由于商品混凝土供给不及时,施工单位为了节省费用,停止清孔,造成桩底沉渣过厚,失去了桩端阻力的发挥,同时也影响了桩侧摩阻力发挥,另外,单桩承载力远小于总摩阻力,说明桩侧摩阻力远未发挥。这是因为桩侧土大部分为花岗片麻岩的残积土和全、强风化岩,这类土本身自造浆能力强,终孔时泥浆浓度很高,造成桩侧泥皮过厚,泥浆的涂抹作用,使得桩侧摩阻力急剧降低,从而影响单桩承载力,造成实际承载力不满足设计要求,同时,桩侧土体遇水易软化崩解,这在一定程度上也影响了桩的侧摩阻力发挥,但是随着泥皮的进一步固结,桩侧摩阻力会有显著提高。从检测数据来看,笔者建议这批钻孔灌注桩降低标准使用,单桩承载力特征值采用800KN,同时补打静压预应力管桩进行加固,靠近原继保楼处加补钻孔灌注桩。
无独有偶,笔者曾主持过的广东省某高速公路也遇到同样的问题,施工单位在达到设计深度后通知监理单位测量孔深,然后进行洗孔,经2个小时的洗孔后测量深度超过终孔时测量时0.5m,可见施工单位清孔不够彻底,同时,土状的强风化花岗片麻岩在洗孔过
程中由于表面软化崩解后被泥浆带出,也会使得孔深加深。由于这批桩未进行载荷试验,但抽芯结果比较理想,笔者建议设计单桩承载力折减20%后使用,目前运行多年使用正常。
4、结论
由于全、强风化花岗岩类土层遇水易软化崩解,且自身造浆能力强,在成孔过程中往往会造成桩底沉渣过厚和桩侧泥皮过厚,从而影响了侧摩阻力和端桩阻力的发挥,因此,对于这类土层采用灌注桩对工艺要求较高,对于条件允许的场地,应首选采用预应力管桩,确因条件所限而必须采用灌注桩的工程,应根据施工工艺单桩承载力进行20~50% 折减。
【参考文献】
(1)《广东省建筑地基基础设计规范》(DBJ-15-31-2003)
(2)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
(3)《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)
(4)《建筑桩基技术规范应用手册》(刘金砺_高文生_邱明兵-2010)
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