中、法巖土規(guī)范巖土體分類對比分析

張　青　宇

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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中、法巖土規(guī)范巖土體分類對比分析

張青宇

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都610072)

選取法國規(guī)范中的NFP94-401-1(2004)、XPP94-011(1999)和中國規(guī)范中的《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)、《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》(GB50218-94)進行巖土體劃分的對比分析，得出兩國規(guī)范對其劃分的不同之處。通過對比分析得出：巖土體分類方面各有5處不同。巖體方面的不同主要有：巖石描述、巖石硬度程度、巖體厚度、巖體結(jié)構(gòu)、風(fēng)化；土體方面主要不同有：土的分類、顆粒級配、有機物含量、密實度、黏性土軟硬狀態(tài)。

中國規(guī)范;法國規(guī)范;巖體;土體

0　前　　言

隨著中國加入WTO，中國與其他國家的經(jīng)貿(mào)往來不斷日趨頻繁。許多企業(yè)也開始發(fā)展“走出去”的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，積極尋求海外發(fā)展市場， 在國外進行工程勘察、工程建設(shè)。在勘察過程中，國內(nèi)外的巖土勘察規(guī)范內(nèi)容都存在著差異，如何達到勘察目的，順利的完成勘察任務(wù)且滿足業(yè)主、監(jiān)理的要求，是地勘企業(yè)面臨的問題之一。本文對中、法規(guī)范對土的物理性質(zhì)、分類及相應(yīng)的試驗進行比較分析，對今后的國外巖土勘察具有一定的現(xiàn)實意義。

1　中、法規(guī)范對比分析

1.1對比規(guī)范的選取

法國規(guī)范(NF)是由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化局或AFNOR設(shè)立的技術(shù)委員會制定的。各行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化局是由標(biāo)準(zhǔn)化專員在征求各方面意見后，經(jīng)政府有關(guān)部門批準(zhǔn)而設(shè)立的。NF分為正式標(biāo)準(zhǔn)(HOM)、試行標(biāo)準(zhǔn)(EXP)和標(biāo)準(zhǔn)化參考文獻(RE)4個種類。截至1998年已經(jīng)有19 500個NF標(biāo)準(zhǔn)，包含部分設(shè)計、實驗和施工標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用在法國及其非洲法語區(qū)國家。

中國規(guī)范(Chinacode,簡稱CC)是由中華人民共和國建設(shè)部、交通運輸部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局等部門發(fā)布，目前主要分為三大類：國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(TB)及地方標(biāo)準(zhǔn)(DB)。

本文選取《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)、《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》(GB50218-94)與法國規(guī)范[NFP94-401-1(2004)、XPP94-011(1999)]進行比較。

1.2規(guī)范對比分析

1.2.1巖體勘察中的不同

1.2.1.1巖石描述的不同

NFP94-401-1規(guī)定巖石的命名根據(jù)：形成模式、結(jié)構(gòu)、顆粒的尺寸、礦物質(zhì)組成、孔隙度。巖石材料的說明包括：顏色、粒度、母巖、蝕變和風(fēng)化效應(yīng)、碳酸鹽含量、巖石材料的穩(wěn)定性、單軸抗壓強度。我國《巖土工程勘察規(guī)范》巖石的描述包括地質(zhì)年代、地質(zhì)名稱、風(fēng)化程度、顏色、主要礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD。具體描述見表1。

表1　中、法規(guī)范對巖石的描述

通過表1比較可以發(fā)現(xiàn)，中、法規(guī)范在巖石描述過程中，存在很大的不同。法國規(guī)范中規(guī)定的粒度、碳酸鹽含量、巖石材料的穩(wěn)定性、單軸抗壓強度在中國規(guī)范中沒有要求，而中國規(guī)范中規(guī)定的地質(zhì)年代、地質(zhì)名稱、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD在法國規(guī)范中沒有要求。因此在做國際工程中，要引起足夠的注意。

同時，在現(xiàn)場對巖石硬度程度的劃分過程中也存在著較大的區(qū)別，詳見表2。

表2　中、法規(guī)范現(xiàn)場巖石硬度程度的劃分對比

通過表2可知：

(1)法國規(guī)范把巖石硬度程度分為7類，中國規(guī)范則劃分為5類;

(2)在硬度劃分區(qū)間的現(xiàn)場描述存在差別：法國規(guī)范側(cè)重描述大拇指、小刀、地質(zhì)錘作用后巖石所變現(xiàn)的狀態(tài)；而中國規(guī)范側(cè)重地質(zhì)錘對巖石作用后的聲音、手感以及浸水后巖石的表現(xiàn)。

1.2.1.2巖體描述的不同

法國規(guī)范NFP94-401-1(2004)規(guī)定巖體的描述包括：巖石類型、結(jié)構(gòu)、非連續(xù)性、蝕變、地下水；中國規(guī)范GB50021-2001規(guī)定巖體的描述包括：結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體、巖層厚度和結(jié)構(gòu)面類型。綜合比較，主要有以下三種不同：

(1)巖體厚度的不同。在巖土厚度的描述中，NFP94-401-1規(guī)定巖層厚度分為7種類型，而GB50021-2001規(guī)定巖體厚度分為4種，詳見表3。

由表3可知：

a.法國規(guī)范對巖體單層厚度小于0.6 m巖層分成了5層，劃分?jǐn)?shù)值區(qū)間較小；大于0.6 m的劃成了2層，劃分?jǐn)?shù)值區(qū)間較大。中國規(guī)范以1 m、0.5 m、0.1 m進行區(qū)間劃分，劃分區(qū)間相對較均勻。

b.中、法規(guī)范規(guī)定的相同厚度分類的區(qū)間數(shù)值相差較大，特別是中等厚度以上的分類的上區(qū)間數(shù)值。如法國規(guī)范規(guī)定厚層分類的單層厚度上限值為2 m，而中國規(guī)范規(guī)定為1 m。

表3　中、法規(guī)范對巖體厚度的描述

(2)巖體結(jié)構(gòu)的不同。NFP94-401-1規(guī)定在巖體結(jié)構(gòu)描述過程中，先確定巖體屬于哪種類型的巖體，是沉積巖、變質(zhì)巖、還是巖漿巖。然后按照不同的類型的巖體再描述巖體屬于哪種結(jié)構(gòu)。而GB50021-2001規(guī)定巖體結(jié)構(gòu)描述只是根據(jù)巖體地質(zhì)類型確定。兩者不同見表4。

(3)巖體的蝕變與風(fēng)化。在NFP94-401-1規(guī)范中對巖體進行了風(fēng)化方面的規(guī)定，每種風(fēng)化程度對應(yīng)相應(yīng)的巖體描述與等級劃分。而中國的GB50218-94規(guī)范中對巖體進行了風(fēng)化程度的劃分，每種風(fēng)化程度對應(yīng)相應(yīng)的風(fēng)化特征與風(fēng)化程度參數(shù)系數(shù)，詳見表5。

表4　中、法規(guī)范對巖體結(jié)構(gòu)的描述

表5　中、法規(guī)范巖體蝕變與風(fēng)化對比

從表5可以看出，中、法規(guī)范對巖體風(fēng)化程度的劃分基本相同，但是我國規(guī)范用波速比和風(fēng)化系數(shù)對巖體風(fēng)化程度判斷提供了更加準(zhǔn)確的依據(jù)。

1.2.2土體勘察中的不同

土的劃分標(biāo)準(zhǔn)，都是注重土的天然結(jié)構(gòu)特性和強度，并始終與土的主要工程特性和強度特征密切聯(lián)系。因此，中、法兩國規(guī)范對土的劃分標(biāo)準(zhǔn)基本相同。但在中、法規(guī)范對比中可以發(fā)現(xiàn)，關(guān)于土的規(guī)定也存在著明顯的不同。主要有以下幾點：

(1)土的分類。法國規(guī)范[XPP94-011(1999)]規(guī)定土的名稱是按照土的粒度進行分類的；中國規(guī)范(GB50021-2001)是按照土的顆粒級配(粒度成分)和塑性指數(shù)進行分類。兩者的不同詳見表6。

表6中、法規(guī)范對土的分類

從表6可以知道，法國規(guī)范對土的分類沒有考慮級配、塑性等方面；而中國規(guī)范不僅考慮顆粒尺寸，而且還考慮了顆粒級配、塑性等方面。

(2)顆粒級配的不同。法國規(guī)范[XPP94-011(1999)]粒度分布是由不均勻系數(shù)Cu和曲度系數(shù)Cc決定的，詳見表7。

表7　根據(jù)不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)表示粒度

我國的規(guī)范(GB50021-2001)規(guī)定礫類土和砂類土同時滿足Cu≥5和Cc=1～3兩個條件時才認為是良好級配礫或良好級配砂；而法國規(guī)范[XPP94-011(1999)]把礫石和砂規(guī)定Cu數(shù)值和國內(nèi)規(guī)范有所不同，在應(yīng)用時要引起注意。

(3)有機物含量分類不同。中、法規(guī)范都根據(jù)有機物含量對土進行分類，但是又所有不同，詳見表8。

表8　中、法規(guī)范土按有機物含量分類對比

通過表8比較可知：中、法規(guī)范都把含有機物的土分成4類土，但是每類土根據(jù)有機物含量確定的區(qū)間不同。如法國規(guī)范把高含量有機物土的劃分區(qū)間為有機物含量大于30%，而中國規(guī)范規(guī)定泥炭土的有機物含量為大于60%。

(4)密實度劃分不同。法國規(guī)范[XPP94-011(1999)]對砂土密實度的劃分根據(jù)密實度指數(shù)ID、旁壓極限壓力PI、貫入儀測量的最大靜阻力qc、標(biāo)貫試驗撞擊數(shù)N進行確定；而我國規(guī)范(GB50021-2001)則根據(jù)標(biāo)貫試驗撞擊數(shù)進行確定。中、法規(guī)范確定砂土密實度對比情況見表9。

表9　中、法規(guī)范按標(biāo)貫試驗撞擊數(shù)N劃分砂土密實度

由表9可以看出：

a.法國規(guī)范對砂土密實度劃分成5種狀態(tài)，而中國規(guī)范對砂土密實度劃分成4種狀態(tài)；

b.同時也可以看出，即使規(guī)定的砂土狀態(tài)相同或類似，劃分的區(qū)間也存在很大的不同，如同在中等密實狀態(tài)，法國規(guī)范規(guī)定N值在10～30之間，而中國規(guī)范規(guī)定N值在15～30之間；

c.法國規(guī)范對N值大于30和小于10時進行了再分，而中國規(guī)范則沒有再進行細分。

d.法國規(guī)范對N值在10～30區(qū)間范圍內(nèi)只分為一種狀態(tài)，即中等堅實；而中國規(guī)范在這個區(qū)間內(nèi)把砂土分為兩種狀態(tài)，即稍密和中密。

(5)黏性土軟硬狀態(tài)劃分不同。黏性土根據(jù)液限指數(shù)數(shù)值IL劃分軟硬狀態(tài)。中、法兩國規(guī)范計算液性指數(shù)都是黏性土天然含水量和塑限差值與塑性指數(shù)之比。但是兩國規(guī)范對黏土根據(jù)液性指數(shù)劃分軟硬狀態(tài)有所區(qū)別，詳見表10。

表10　中、法規(guī)范黏土狀態(tài)劃分對比

通過表10可知：

a.法國規(guī)范把黏土的軟硬狀態(tài)分為6種，而中國規(guī)范把黏土的軟硬狀態(tài)分為5種;

b.法國規(guī)范把黏土液性指數(shù)在0.25～0.75區(qū)間分為兩種狀態(tài)，分為硬和軟；而中國規(guī)范則只定為一種狀態(tài)，即可塑狀態(tài)。

2　結(jié)　　論

通過對中、法規(guī)范巖土體分類對比分析可以得出：

(1)中、法規(guī)范對巖石的描述既有相同之處又有不同之處。法國規(guī)范對現(xiàn)場巖石的硬度程度劃分為7類，而中國規(guī)范劃分為5類；法國規(guī)范對巖體厚度分為7類，中國規(guī)范分為4類；法國規(guī)范對巖體結(jié)構(gòu)的描述較復(fù)雜，分完巖體類別后再進行巖體結(jié)構(gòu)的描述，而中國規(guī)范根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型進行直接分類；中、法規(guī)范都對巖體風(fēng)化進行了劃分，但中國規(guī)范用波速比和風(fēng)化系數(shù)進行了量化。

(2)法國規(guī)范對土的分類是根據(jù)土的粒度進行分類，中國規(guī)范根據(jù)土的顆粒級配和塑性指數(shù)進行分類；法國規(guī)范對土的顆粒級配的確定是先確定礫石和砂，然后再根據(jù)不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)進行劃分，而中國規(guī)范是直接根據(jù)不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)進行確定，同時兩國規(guī)范的劃分區(qū)間也存在差異；中、法兩國規(guī)范對有機土劃分都為4種，但是劃分的區(qū)間有所不同；法規(guī)規(guī)范對土的密實度分為5類，而中國規(guī)范分為4類；法國規(guī)范對黏土的軟硬狀態(tài)分為6類，而中國規(guī)范分為5類。

[1]Association Francaise de Normalisation. NFP94-401-1(2004) [S].2004.

[2]Association Francaise de Normalisation. XPP94-011(1999) [S].1999.

[3]中華人民共和國建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)[S].2009.

[4]國家技術(shù)監(jiān)督局、中華人民共和國建設(shè)部.工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)((GB50218-94)[S].1995.

2016-03-07

張青宇(1982-)，男，吉林雙遼市人,碩士，工程師，從事水電工程地質(zhì)勘測工作。

P642

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1003-9805(2016)03-0065-04