花崗巖風化帶的劃分及工程評價

摘要：花崗巖的風化問題一直是很多地區關注的地質問題，因為它可以直接影響該地相關建筑的施工，若處理不好花崗巖風化問題，將給工程帶來一定的工作難度，讓工程無法正常進行。本文根據自己對花崗巖的了解，對花崗巖進行了簡單說明，并在了解花崗巖特征的基礎上對花崗巖風化帶的劃分及工程評價做出了詳細分析。

關鍵詞：花崗巖 風化帶 劃分 工程評價

花崗巖經風化作用后對巖體有一定的破壞，不同風化程度對巖體的破壞力度不一樣。根據花崗巖風化程度，可以將花崗巖風化帶劃分為殘積土、全風化、強風化、中等風化、微風化、未風化六個級別。地質定性和定量數據是界定風化分帶的兩個關鍵因素，這兩個界定條件符合國家相關規范要求，但由于不同的巖石具有不同的風化特征，而規范中的特征描述并不全面，且人們依據規范對不同巖體風化帶地質特征的理解和認識也不盡相同，如果在理解上出現分歧，將直接影響工程施工的判斷，嚴重者還會導致工程施工的判別失誤。

一、基本概述

（一）花崗巖的理解

花崗巖具有結構緊密、強度高等特點，因此常被選作建筑物的基礎，它主要分布于我國東北、華北、華中及華南等地區，形成時期為燕山期。花崗巖風化層與殘積土厚度因巖石成分、巖石結構、地形地貌條件、地表水侵蝕度等的不同而不同，也因它們的變化而變化，但總體的殘積土厚度變化趨勢是由南向北逐漸變薄，復雜的風化帶變化增加了劃分工作難度，嚴重影響風化帶的準確判斷和劃分，使工程施工難以正常進行。對花崗巖風化帶劃分的研究，南方和北方的研究力度不一樣，劃分方法在細節方面也存在不同，但南方因復雜地形地貌對花崗巖風化帶劃分研究更為深入，北方對花崗巖風化帶的劃分相對來說比較簡單，但南北方都主要集中在殘積土與全風化的劃分。

（二）花崗巖風化帶的基本特征

花崗巖風化帶的特征多種多樣，其特征因風化地區濕度、氣候、雨水量等不同而顯示不同，濕潤氣候區一般以化學風化為主，干燥氣候區一般以物理風化為主。花崗巖多以沿節理裂隙風化為主且風化厚度變化大，大到一定程度，則變成球狀風化。風化帶的厚度，花崗巖種類、節理疏密、氣候條件、地表水與地下水活動狀態等是影響花崗巖風化厚度的重要影響因素。花崗巖風化帶一般劃分為殘積土、全風化帶、強風化帶、弱風化帶、微風化帶及新鮮巖石。

其中殘積土的基本特征為：巖石呈黃褐色，土狀且具有可塑性、含有砂礫。全風化帶的基本特征為：巖石呈黃褐色、灰褐色，且原巖結構基本破壞，長石已風化成土狀，黑云母、角閃石晶形已消失，稍具塑性。強風化帶的基本特征為：巖石呈黃褐色、灰黑色，且原巖結構破壞，長石、云母等風化成次生礦物。風化明顯不均勻，有少量球狀風化，厚度變化大。強風化帶根據鉆探劃分法可以劃分為兩個亞帶，即Ⅰ類強風化帶，其特征為砂礫狀、夾少量巖塊，較軟，能挖動；Ⅱ類強風化，其特征為碎塊狀，較硬，難挖動。

二、花崗巖風化帶的劃分

（一）地質調查及探井準備工作

地質調查及探井是檢測花崗巖風化度前的準備工作，它的目的是探測和尋找花崗巖的原始巖石狀態，以便于準確判斷花崗巖風化度，因為巖石原始狀態是判斷和劃分花崗巖風化帶的主要依據。進行地質調查及探井時的核心工作是探測出巖心狀態，并試驗或測試巖心相關指標，最終實現劃分，但這種方法在劃分過程中忽略了巖石野外特征，所以在探測時一定要重視野外特征，以地質調查及探井為主獲取野外特征。

（二）鉆探劃分

鉆探是現階段最常見的花崗巖風化帶劃分方法，它可以直接反映花崗巖的宏觀特征，具有很大的人為性，因宏觀又具有很大的不確切性，體現在花崗巖強風化帶的確認與劃分，因為鉆探過程中會嚴重破壞鉆孔巖芯的原始狀態，造成風化帶劃分錯覺。

（三）孔內原位劃分

孔內原位劃分是通過原位測試及物探波速測試實現風化帶劃分，它不會破壞巖石原始狀態，并且能反映巖石原始應力狀態，是風化帶劃分的重要方法。具體相關測試有旁壓試驗、平板載荷試驗和大剪試驗等，但唯一不足的是試驗周期時間較長，有很大的局限性，并沒有得到廣泛應用，但該劃分方法直接性及準確性極高，值得實際地質勘察推廣應用。

（四）室內土工劃分

該方法主要配合地質調查及探井使用，首先利用地質調查及探井獲取的巖石樣本，提取原始狀態下的巖石；然后根據相關規定及標準監測風化程度；最后使用土測試方法劃分全風化和殘積土，使用巖石測試方法劃分強風化等風化巖。

（五）物探測試方法

該方法經濟效益和時間效應很高，具有探測速度快、測點密度大且連續、成本低等優勢，但在使用過程中需要配合鉆探，尤其對山區風化帶的監測及劃分，必須將巖土工程物探和鉆探相結合一起勘察。

三、花崗巖風化帶的巖土工程評價

（一）地基承載力的評價

地基承載力的強弱取決于地基的選用，一般最好選用天然地基，因為它不但能節約建筑成本，還能夠縮短建筑時間，且承受力強，但在工程施工前一定要對風化巖、殘積土等地基承載力進行監測和確定，并區別巖土工程級別。

（二）路塹邊坡坡率的評價

路塹邊坡坡率的評價主要從花崗巖強度、硬度和抗風化能力等進行。檢測和評價花崗巖路塹邊坡坡率，以此判斷強風化花崗巖開挖后，在空氣中長時間暴漏后，風化成砂狀的速度。檢測時還要考慮強風化巖石繼續風化、表水對邊坡穩定性影響等問題。

（三）路基填料的評價

路基填料如果不達標，將形成大量棄砟，導致泥石流等人為地質災害。因此，施工過程中應考慮花崗巖的移挖作填。選用填料時應嚴格按照標準參數進行填料，石英參數、黏土礦物參數及液限參數等是全風化花崗巖填料關鍵參數。

四、結語

花崗巖風化帶的劃分方法沒有統一標準，各行業各部門，甚至個人都可以有自己的根據進行劃分的方法，他們的劃分都有一個共同的特點，便是都根據自己經驗劃分，這容易出現風化帶劃分偏差，造成工程施工鑒別上的失誤。本文根據各種風化帶的特征，分析出花崗巖風化帶合理、有效的劃分方法。

參考文獻：

[1]吳仕川.花崗巖風化帶的野外劃分方法[J].土工基礎，2013，（06）.

[2]熊自英，黃少強，胡厚田.花崗巖類土質邊坡工程特性及加固方法研究[J].工程地質學報，2014，（06）.

（作者簡介：董健，本科，中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司，研究方向：工程地質及相關應用方向。）