李 漪
(湖北省电力勘测设计院有限公司,湖北 武汉 430040)
岩土工程勘察中,岩体工程分级、分类的目的大致可分为两种,一种是为表述岩体工程稳定性、承载力等工程特性的,另一种是为表述在土石方工程中岩体的可挖性的。自然界中的岩石种类繁多,岩体可挖性还受岩体结构面发育情况、风化程度等多种因素制约,岩体工程的分级、分类具有一定的主观经验性。我国的工程建设领域,标准规范体系庞杂,计划经济色彩浓厚,各行业各自为政。
岩土工程勘察领域规程规范涉及到岩体工程分级分类的主要有以下几类。
该规范主要规定了岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分,其中,岩石坚硬程度根据饱和单轴抗压强度标准值进行划分,岩体完整程度根据岩体完整性指数进行划分,岩体基本质量等级根据岩石坚硬程度和岩体完整程度划分为5个级别。岩体基本质量等级Ⅰ级强度最高,Ⅴ级最低。
该规范还规定了基于钻探取芯,根据岩石质量指标RQD,将岩石质量指标分为好、较好、较差、差和极差。
以GB 50021—2001岩土工程勘察规范(2009年版)为代表,GB 50007—2011建筑地基基础设计规范,DB 42/169—2003岩土工程勘察工作规程,DB42/242—2014建筑地基基础技术规范等规程规范也做出了类似的规定。
这是一本专门针对工程岩体分级分类的国家标准,也是基于岩石坚硬程度和岩体完整程度对岩体基本质量进行分级,并提出了岩体基本质量指标(BQ),根据BQ数值大小,将岩体分为5级,其基本思路和各种分级界限值和GB 50021—2001(2009年版)基本一致。不过,GB/T 50218—2014工程岩体分级标准更具操作性,给出了一系列定性定量划分方法。
与GB 50021—2001岩土工程勘察规范(2009年版)不同的是,GB/T 50218—2014工程岩体分级标准分别结合地下工程岩体、边坡工程岩体和地基工程岩体各自工程特点,对工程影响较大的地下水、地应力、结构面产状、延伸性等因素对岩体基本质量指标进行了针对性地修正。
该本规范作为国标,与GB/T 50218—2014工程岩体分级标准中对边坡工程岩体分级不同的是,规定了岩质边坡的岩体分类,这种分类从岩体完整程度、结构面结合程度、结构面产状与直立边坡自稳能力等方面将边坡岩体类型划分为4类,Ⅰ类边坡岩体稳定性最好,Ⅳ类边坡岩体稳定性最差。
DL/T 5160—2002火力发电厂岩土工程勘测描述技术规定对岩体工程分级、分类有相关规定,在岩石坚硬程度、风化程度、RQD等方面做出了与GB 50021—2001岩土工程勘察规范(2009年版)类似的规定。特别的是,该规范还针对建筑材料,对建筑石料进行了分类和等级技术指标,分类主要基于岩石的地质分类,分为岩浆岩类、碳酸盐类、砂岩类和片麻岩类,技术指标主要基于饱和极限抗压强度分为5级,1级强度最高,5级强度最低。
主要以GB 50487—2008水利水电工程地质勘察规范为代表,针对地下隧道工程,进行了围岩工程地质分类,围岩工程地质详细分类应以控制围岩稳定的岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状五项因素之和的总评分为基本判据,将围岩类别分为5类,Ⅰ类围岩稳定性最好,Ⅴ类围岩稳定性最差。此外,该规范还进行了坝基岩体工程地质分类,根据岩体结构类型、结构面发育情况、岩石强度等特征分为5类,Ⅰ类坝基岩体稳定性最好,Ⅴ类坝基岩体稳定性最差。
主要包括JTG C20—2011公路工程地质勘查规范中有关隧道围岩的分类、公路岩质边坡破坏类型和岩体结构分类和GB 50307—2012城市轨道交通岩土工程勘察规范,CJJ 56—2012市政工程勘察规范中有关隧道围岩的分类等;其他如港口、冶金等行业规范都做出了与GB 50021—2001岩土工程勘察规范(2009年版)中岩体基本质量等级类似的规定。
从上面的内容可以看出,针对稳定性和承载力而进行的岩体工程分级分类在规程规范中有较多的体现。但上述规程规范中大部分都没涉及到针对岩体可挖性的分级,仅在JTG C20—2011公路工程地质勘查规范,TB 10012—2007 J124—2007铁路工程地质勘察规范和GB 50307—2012城市轨道交通岩土工程勘察规范中有所体现,三者有关内容基本一致,均将岩土分为松土、普通土、硬土、软石(软质岩)、次坚石和坚石6类。上述分类参考了不同机械钻入岩土体的快慢、岩石饱和单轴抗压强度,爆破单位体积岩土体所需炮眼长度等参数。
仅从上述不完备的表述来看,我国工程建设领域对岩土体工程分级分类的方法、标准体系十分庞杂,各种分级分类标准并不统一,岩土工程勘察人员应结合自己的工作领域,选用合适的规范,并根据实际情况进行岩体工程的分级、分类。在岩土工程勘察报告中,建议标明岩体工程分级、分类所依据的规程规范,以免造成误解。