探讨岩土体物理力学性质及质量特征

向荣斌

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳　550001)



探讨岩土体物理力学性质及质量特征

向荣斌

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳550001)

摘要：考虑到岩土层构造的特殊性，施工单位要做好水文地质及岩土性质分析工作，为后续开发施工提供有效指导。结合实际案例，总结岩土区水文地质概况，详细分析了岩土体物理力学性质及其质量特征。

关键词：岩土；物理性质；质量特征；对策

1工程概况

受开阳县龙岗镇人民政府的委托，贵州省桥梁岩土工程有限公司承接了开阳县龙岗镇生态移民安置工程1～8号楼岩土工程勘察任务。拟建工程位于开阳县龙岗镇龙一村，交通较方便。拟建工程由贵州协同建筑设计有限责任公司设计，项目总用地23 838.34 m2，总建筑面积39 603.92 m2，容积率：1.64，建筑占地面积：7 148.23 m2，建筑密度：30%，绿地率：35.01%，停车位：97个。

2工程地质与水文地质

2.1区域地质概况

区内近北东向断裂构造及褶皱一般发育，场区无区域性断层通过，出露地层主要为中生界三迭系下统大冶群(T1d)白云岩。根据钻探揭露地层及地表地质调绘，建筑场地内无区域断层及全新世活动断裂。

2.2水文地质

(1)地表水，据地面调查，场地及场地附近无常年性地表水体存在，无地表水体通过。大气降水形成的地表漫流流方向为从南东向指向北西向；(2)地下水，拟建场区地下水为基岩岩溶裂隙水。

3岩土体物理力学性质及其质量特征

3.1岩石物理力学指标的试验值

(1)岩土采样测试

本次勘察由于第四系素填土层厚度变化较大，其物理力学性质参数采用综合类比法。红粘土层厚度变化较大，采用现场原位标准贯入测试确定；在中风化岩层内采取24件钻孔岩芯样作单轴饱和抗压强度试验。

(2)现场原位标准贯入测试

本次勘察，采用自动落锤法，在对1～8栋房屋建筑的120个钻孔中红粘土层进行447次现场原位标准贯入测试，推算地基承载力，测试深度1.0～14.0 m，统计结果见表1。

表1　标准贯入实验成果统计表

3.2地基设计参数及岩体质量特征

按土的抗剪强度指标，计算场地土的地基承载力特征值：fa=Mbγb+Mdγmd+McCk。

结合当地岩土工程经验，以红粘土作地基持力层，基础宽b=3.0 m，计算土层承载力时，基础埋深统一取值d=1.00 m(假定上部土层清除)。查表得:硬塑红粘土Mb=0.16、Md=1.64、Mc=4.05，可塑红粘土Mb=0.10、Md=1.38、Mc=3.69，软塑红粘土Mb=0.05、Md=1.22、Mc=3.47，代入公式得场地硬塑、可塑、软塑红粘土层的地基承载力特征值分别为fak硬塑=249.90 kPa、fak可塑=171.95 kPa、fak软塑=97.61 kPa。岩石样的室内试验参数统计结果见表2。

表2　岩石样室内试验参数统计计算表

本场地共采取24件中风化白云岩岩样，计算得其饱和单轴抗压强度标准值为frk=37.49 MPa，属较硬岩，中风化白云的基本质量等级为Ⅳ类。结合现场岩土性状、风化程度、节理裂隙发育程度及基底埋置标高等因素综合考虑，取折减系数φ=0.10，计算得场地中风化白云岩地基承载力特征值为：中风化白云岩fa=Ψγ×frk=0.1×37.49 MPa =3 749 kPa。

4场地及地基稳定性和适宜性评价

4.1场地总体稳定性评价

拟建场地地形开阔平坦，无地面变形迹象；地质构造上为单斜构造，场地内未见断层经过，地面调查亦未发现小规模断层，工程场地处在地质构造不发育的地段内；场地外围无滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害存在和危害场地。综上所述，场地的稳定性良好，适宜建筑。

4.2场地工程环境稳定性评价

建筑区地势开阔平坦，地面标高在1 109.02～1 119.67 m之间，高差10.65 m，坡度约5°～10°。经地面调查，场地内无地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，场地总体稳定性较好，适宜工程建设。

4.3场地建筑适宜性评价

根据区域地质资料和现场地质调查表明：建筑场区及其附近未见近期活动断裂的痕迹，场地红粘土厚度变化较大，北侧较厚，南侧略薄，平均厚度9.52 m，局部发育土洞，经灌浆处理后稳定性较好。钻探揭露，中风化岩体埋藏较浅，场地稳定性较好。地基岩层为中风化白云岩，溶蚀弱—中等，且分布稳定连续，承载力较高，满足拟建工程对地基强度的要求，适宜工程修建。

5施工对策及建议

5.1综合分析

根据场地红粘土承载力及地质、水文和拟建物荷载、结构特点及经济性分析，建议第2、3、7、8栋采用红粘土地基的条形基础方案，但基础埋藏深度须满足相关规范及设计要求。建议场区第1、4、5、6栋采用中风化岩石的(群)桩基础，基础埋深嵌入中风化岩石不少于0.5 m，需特殊处理孔桩段，可采用跨越或机械成孔等方案。

5.2施工组织

场地周边工程环境条件较简单，基坑四周场地开阔平坦，且土质基坑深度较浅，具备放坡开挖条件。场内地下水对孔桩施工基本无影响或影响较小。但考虑到目前处于雨季，施工中应根据天气预报做好施工组织设计，采取有效的排水措施以利安全施工，基础施工速度宜快。

5.3施工安全

场地岩溶属弱—中等发育地段，溶蚀洞隙对地基岩体强度和地基稳定有一定的影响，溶蚀洞隙未经处理的孔段，不宜直接作为基础持力层使用。对于第1、4、5、6栋拟采用中风化岩石的(群)桩基础，为确保地基稳定及拟建工程安全，建议基底必须钎探，钎探深度基底下不小于5.00 m。

5.4动态管理

场地下伏基岩均为可溶性碳酸盐岩，不良地质现象为溶洞和溶蚀裂隙，考虑到岩溶发育的不均匀性、隐蔽性。建议施工时加强动态管理，基础开挖至设计标高后应及时用钎探或物探等手段进行基坑(槽)地质情况验证，持力层必须达到地勘和设计要求后才能进行下道工序施工。未经检验查明及不符合质量要求的压实填土，均不得作为建筑地基持力层。

6结论

总之，岩土体物理学性质对工程开发具有借鉴作用，可以帮助施工单位建立更为科学的施工作业方案。水文地质环境是影响岩土体结构性能的关键因素，要事先分析水文地质构造特点，据此研究岩土体力学性质与质量特征，掌握地质区可能出现的危险灾害，提出切实可行的施工指导策略。本次在对所有岩土层病害区采取灌浆处理后，其稳定性较好，满足拟建工程的要求。

参考文献：

[1]林文玉.岩土物理力学性质指标的关联度分析[J].中国农村水利水电，2007，(2).

[2]陈延猛，夏银飞.软土物理力学指标的统计关系研究[J].国外建材科技，2007，(2).

[3]宁宝宽，陈四利，杨军.区域性粘土物理力学指标的相关性分析[J].土工基础，2005，(1).

Discussion on the physical & mechanical properties and quality properties of rock and soil mass

XIANG Rong-bin

(Guizhou Bridge Construction Group Co.，Ltd., Guiyang, Guizhou 550001，China)

Abstract:Considering the particularity of the structure of rock and soil, Construction company should do a good job in hydrogeology and geotechnical properties analysis, so as to provide effective guidance for the subsequent development and construction. Combining with the actual case, the paper sums up the rock soil hydrological geology, discusses on the physical & mechanical properties and quality properties of rock and soil mass in detail.

Keywords:rock and soil; physical property; quality characteristics; countermeasure

中图分类号：U416.1

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)03-0017-02

作者简介：向荣斌(1981-)，男 ，贵州开阳人，工程师，主要从事土木工程工作。

收稿日期：2015-08-21