全风化花岗岩的工程特性及工程措施

黄国良

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北 武汉430063）

1 全风化花岗岩的工程特性

1.1 全风化花岗岩物理力学特性

全风化花岗岩矿物成分的不同造成花岗岩工程性质有较大的差异。花岗岩形成条件及结构特征的不同导致经典或一般土力学理论无法对全风化花岗岩工程特性给出本质合理的解释。一般情况下，天然状态的下的花岗岩抗剪强度较高，压缩模量较大，孔隙比较大，含水率偏低的特性。全风化花岗岩的工程特性受到其含黏土矿物（高岭土、蒙脱石、伊利石）的影响较大，根据黏土矿物含量的差异，风化物表现出呈砂土状或者黏土状，直接影响花岗岩的工程特性。

1.2 全风化花岗岩力学指标的选取

全风化花岗岩力学指标的选择直接决定设计的安全性、经济性及合理性，目前对于全风化花岗岩力学指标的选择方法有差异，主要方法为室内试验、原位测试及相关经验。室内试验主要是利用工程地质钻探孔所采取的原状土样或扰动土样，通过室内剪切试验及压缩试验，测得全风化花岗岩的抗剪强度指标及压缩指标，受到难于采取原状样等局限，室内试验所测指标一般偏低。原位测试主要是通过静力触探勘探孔以及载荷试验、现场大规模剪切试验及孔内剪切试验等方法。现场原位测试所采取指标一般偏高。岩土工程宏观的判断对于工程来讲是至关重要，经验知识是不可或缺的重要内容，全风化花岗岩力学参数可以也应该通过工程地质类比的方法，利用既有工程中类似的相关经验知识和指标数值，类比确定其力学指标。建议花岗岩全风化的力学指标结合室内试验、原位测试以及相关经验，综合确定合理的力学指标来指导设计。

2 全风化花岗岩的工程措施及病害治理

2.1 路基

2.1.1 边坡及基床

花岗岩风化物中砾石和砂粒成分比例较大，一般Φ值较大，C值较小，这样的风化物若是没有水的影响，天然强度较高，若是在水的影响下，风化物强度衰减程度大，容易形成边坡冲蚀和崩塌，路基边坡常因水流冲蚀作用造成冲沟发育，进而引起边坡坍塌破坏，在施工开挖中边坡沿节理面破坏，甚至形成工程滑坡。因此花岗岩路堑高边坡应加强防护，常在坡脚设置挡土墙等支挡措施，并做好坡面防、排、截水措施。

若花岗岩风化物中黏粒、粉粒成分比例较大，一般C值较大，Φ值较小，这样的风化物天然强度较大，在水的作用下，土体强度衰减较慢，不易形成冲蚀破坏，但是路基基床容易产生翻浆冒泥破坏。设计中应进行基床处理，换填中粗砂或加土工合成材料封闭等措施。

2.1.2 地基处理

谷地地下水位较高，受到地下水的长期浸泡，一般软土分布较为广泛，规模较大，如池塘中发育的塘中淤积成因的流塑状、软塑状淤泥或淤泥质土,冲沟中发育的冲积、洪积成因的流塑状、软塑状土等。因此在工程勘察设计中应重点查明花岗岩地区谷地软土的发育情况，并采取适当的地基处理措施。

2.2 桥梁

2.2.1 球状风化

完整的弱风化花岗岩为良好的桥梁墩台基础持力层，在花岗岩球状风化发育，地质勘察中应钻至完整弱风化基岩不少于10m，防止桥梁基础置于孤石之上，造成桥梁墩台的沉降、倾斜。

2.2.2 施工影响

桥梁桩基础施工过程中，全风化花岗岩土体受到扰动，若受到施工影响，使得钻孔长期处于泡水状态，全风化花岗岩其承载力急剧降低，从而降低了桩侧摩擦力，从而影响桩基础的承载力。因此施工中因采取合理的施工工艺及措施。

2.3 隧道

2.3.1 洞门坍塌

隧道进出口施工困难，围岩基本丧失自稳能力，特别是富水地段，自身的强度基本降为零，充分利用围岩自稳能力基本无法实现，在施工中应充分考虑覆盖层的自重对支护结构产生的荷载，加强支护，同时在施工中重点对支护结构的受力情况做出及时、正确的判断，防止洞门的坍塌。

2.3.2 不均匀风化

花岗岩风化土中存在球状风化核，俗称“孤石”，其埋藏分布及大小不均，难以通过勘察手段查明，抗压强度可达100MP以上，周边岩体强度小得多，且容易遇水软化、崩解，严重影响盾构隧道的安全施工。

3 结束语

全风化花岗岩的工程特性研究是一项基础领域的研究，目前还不够完善。由于花岗岩风化物矿物、结构等的差异性，工程特性有较大差异，本文中所列取的路基、桥梁、隧道工程中花岗岩工程问题仅较为典型，但不能涵盖所有的工程问题，但是随着新工艺、新技术的不断更新，对花岗岩地区的工程问题的发现、预防和整治将更加合理、完善。