广东地区花岗岩残积土地质特征与应用

摘要：花岗岩残积土在我国分布比较广泛，文章分析了其工程地质特性，对于一些底层建筑花岗岩地表残积土经过比较简单的处理可做为地基持力层，具有一定的经济性和实用性。

关键词：花岗岩残积土；物理力学；持力层

1、花岗岩残积土的分布和垂直分带

在广东地区广泛分布着花岗岩残积土，部分地段于低矮岗丘地带直接

出露, 或在薄层填土之下出露, 厚度不大, 一般为3～10m,该层残积土称为花岗岩地表残积土；而三角洲冲积平原区及小丘陵低洼地带,在淤泥、淤泥质土、粉质粘土、粉土等软弱土层之下是厚度较大的花岗岩残积土,土质为砂质粘性土或砾质粘性土, 该层称为花岗岩地下残积土。

花岗岩地表残积土厚度较小约5m, 垂直分带不明显。花岗岩地下残积土垂直分带较明显, 随深度的增加, 颜色由浅而深,原岩结构、构造由顶部1～2m处无法辩认过渡到甚清晰, 塑性变化则由软塑-可塑-硬塑以至坚硬并过渡到半岩半土状全风化-强风化岩。花岗岩地下残积土由上至下, 按成因一般可分为三层。

一层: 以棕红色或砖红色为主, 色泽较鲜艳, 矿物彻底分解并强烈氧化, 氢氧化铁分布普遍, 原岩结构不清晰, 土质为砂质粘性土或局部为粉质粘土, 石英颗粒分布不均。

二层: 以红褐、黄褐、灰白等杂色相间,偶见原岩结构,石英颗粒风化较弱, 长石、云母等不稳定矿物已完全风化,形成高岭石等,土质以砂质粘性土为主, 局部为砾质粘性土。

三层: 黄褐、肉红带灰白色,可见原岩结构,风化作用以淋滤为主,长石、云母等不稳定矿物部分分解, 石英颗粒基本保持原岩形态, 土质以砂质粘性土或砾质粘性土为主, 底部逐渐向全风化花岗岩过渡。

2、花岗岩风化残积土的物理力学性质

花岗岩地表残积土, 呈黄褐色, 土质多为砂质粘性土,含2mm以上颗粒一般占10～20%, 局部含砾石较多而成为砾质粘性土；硬可塑-坚硬状,稍湿,土质条件好,含水量较低,孔隙比较小,属中等压缩性土,强度较高,一般无膨胀性, 标贯为16～30击,局部为8～10击或达到48击,力学性质良好(见表1)。承载力标准值fk 取220～300kPa。

表1主要物理力学指标

残积土的分类

如何区分残积土和全风化残积土、全风化、强风化的判断来逐个说明：残积土：岩芯比较松散，无法看到原岩结构，一般像这样的土定粉质黏土都不会错。全风化：原岩结构构造以被破坏，岩芯呈土状，如果有风化残留物，可以看到原岩结构的可以定为全风化，如果没有那就是粉质粘土了，一般全风化可以打标贯。强风化：强风化的东西明显有岩的结构和构造，强风化节理裂隙很发育，岩芯比较破碎，呈碎块状，局部可能有短柱状，一般强风化只能打动探。标贯试验残积土小于30、全风化大于30、强风化大于50这个只适合花岗岩，别的岩石并不适合在岩土工程勘察报告整理中，会出现土工试验成果的统计和计算，剖面图及平面图的绘制、勘察点一鉴表、标准贯入试验统计，勘察软件中数据库的录入等等，还有液化判定、波速测试资料，如此多的基础资料，在整理过程中容易出错，也费工费时，能不能有好的办法，又好又多的将这些基础资料整理出来？

变质岩的砾岩如果你说的这种砾岩是红层的话，那么是可能形成溶洞的。红层有钙质或泥钙质胶结的，虽然不太纯，但也属可溶岩，虽然溶洞不多，规模也小，但仍然存在，我在海珠广场一带和砂河顶的泥质砂岩中也见过溶洞，最大埋深30多米。如果你说的砾岩不属于红层，那么专家的解释应该成立，但这种变质岩为构造作用形成，你说的砾岩应该改为“断层角砾岩”。也就是说这是构造作用形成的变质岩，其角砾、胶结物有大量钙质存在，可以形成溶洞，但这种情况应该还是可以看到个别成份为灰岩（或大理岩）的角砾，磨圆度也没那么好，仔细观察应该可以辨别。如果属于这种情况，具体定名是什么要斟酌，但按沉积岩来定名肯定不行。另外，在非可溶岩地区见有溶洞也不要奇怪，我在从化的花岗岩和南沙的片麻岩中都见过溶洞。有意思的是中风化花岗岩中的溶洞高度超过10米、宽度大约5-6米，像斜立的椭球体（通过物探方法确定其形态），因为埋深只有10米左右，故在孔口还可以听到洞中的流水声，投放的示踪剂却找不到痕迹。当时我们怀疑是人防设施，由于该项目是一个公路隧道，在荒山野岭中，访问结果也判定不是人防设施；如果说是花岗岩中局部灰岩剥蚀残留体（从化的确有这种情况），但是周围加密的钻孔全部是花岗岩（压碎花岗岩），用俘虏体来解释也太牵强。后来分析钻孔附近有广东的深大断裂--佛冈--丰良深断裂，构造作用造成局部方解石呈团块状产出，经溶蚀作用形成。观察岩芯发现，溶洞顶低板的中风化花岗岩中依然保留清晰的方解石晶洞，目

花岗岩残积土上基础工程问题的探讨

花岗岩残积土上基础工程问题的探讨摘要：花岗岩残积土由于其特殊成因，而具有鲜明的工程特性。近年来，花岗岩残积土上基础工程问题时有出现，有必要将其作为一类工程问题专门研究。了解花岗岩残积土特性，并对其工程问题进行的探讨，对于其在工程上的应用有积极意义。关键词：花岗岩残积土，结构性，土扰动，地基基础承载力，基桩高应变试验 Abstract: the granite residual soil underlying causes due to its special, and has the distinct engineering properties. In recent years, granite residual soil underlying foundation has appeared on engineering problems, it is necessary to as a kind of special research engineering problems. Understand the granite residual soil underlying characteristics, and its engineering, this paper for the engineering application of the positive significance. Keywords: granite residual soil underlying, structural, soil disturbance, foundation bearing capacity, the foundation pile high strain test 1前言花岗岩残积土在我国南方地区广泛分布，土层厚度大，且分布很不均匀。土层承载力较高，地基应力可以应用到弹塑性状态。基础设计中对其承载力的有效充分利用，可以收到很好的经济效果。但是，随着基础工程建设的飞速发展，工程问题也日益突出。近年来，广州番禺地区地基基础检测中就发现，不少花岗岩残积土上地基基础承载力就达不到设计要求。花岗岩残积土“大孔隙比、高压缩性与高强度”工程特性源于其结构性，大量的压缩试验及原位静载试验表明，侧向应力卸荷、失水干缩、饱和软化、周期荷载等扰动损伤因素对其强度、压缩性的影响颇大。本文通过两个工程案例，从花岗岩残积土的特性上分析工程问题，并在基础形式选择、承载力确定、基础工程检测等方面进行了一些探讨。 2工程案例

广东地区花岗岩残积土地质特征与应用

广东地区花岗岩残积土地质特征与应用摘要：花岗岩残积土在我国分布比较广泛，文章分析了其工程地质特性，对于一些底层建筑花岗岩地表残积土经过比较简单的处理可做为地基持力层，具有一定的经济性和实用性。关键词：花岗岩残积土；物理力学；持力层 1、花岗岩残积土的分布和垂直分带在广东地区广泛分布着花岗岩残积土，部分地段于低矮岗丘地带直接出露, 或在薄层填土之下出露, 厚度不大, 一般为3～10m,该层残积土称为花岗岩地表残积土；而三角洲冲积平原区及小丘陵低洼地带,在淤泥、淤泥质土、粉质粘土、粉土等软弱土层之下是厚度较大的花岗岩残积土,土质为砂质粘性土或砾质粘性土, 该层称为花岗岩地下残积土。花岗岩地表残积土厚度较小约5m, 垂直分带不明显。花岗岩地下残积土垂直分带较明显, 随深度的增加, 颜色由浅而深,原岩结构、构造由顶部1～2m处无法辩认过渡到甚清晰, 塑性变化则由软塑-可塑-硬塑以至坚硬并过渡到半岩半土状全风化-强风化岩。花岗岩地下残积土由上至下, 按成因一般可分为三层。一层: 以棕红色或砖红色为主, 色泽较鲜艳, 矿物彻底分解并强烈氧化, 氢氧化铁分布普遍, 原岩结构不清晰, 土质为砂质粘性土或局部为粉质粘土, 石英颗粒分布不均。二层: 以红褐、黄褐、灰白等杂色相间,偶见原岩结构,石英颗粒风化较弱, 长石、云母等不稳定矿物已完全风化,形成高岭石等,土质以砂质粘性土为主, 局部为砾质粘性土。三层: 黄褐、肉红带灰白色,可见原岩结构,风化作用以淋滤为主,长石、云母等不稳定矿物部分分解, 石英颗粒基本保持原岩形态, 土质以砂质粘性土或砾质粘性土为主, 底部逐渐向全风化花岗岩过渡。 2、花岗岩风化残积土的物理力学性质花岗岩地表残积土, 呈黄褐色, 土质多为砂质粘性土,含2mm以上颗粒一般占10～20%, 局部含砾石较多而成为砾质粘性土；硬可塑-坚硬状,稍湿,土质条件好,含水量较低,孔隙比较小,属中等压缩性土,强度较高,一般无膨胀性, 标贯为16～30击,局部为8～10击或达到48击,力学性质良好(见表1)。承载力标准值fk 取220～300kPa。表1主要物理力学指标

风化岩和残积土

残积土的特性及在工程上应用的几点体会吴寅东一、残积土的工程特性：风化岩和残积土都是新解岩层在物理和化学风化作用下形成的物质，统称为风化残留物，由于岩石受到风化程度不同，使其性状不同，因而把岩石的风化带剖面划分为坡积土、残积土、全风化岩、强风化岩、中风化岩、微风化岩及未风化岩，一般的风化作用自上而下、自外向内的风化原则。残积土是保持在原岩所在位置，没有受到搬运营力的水平搬运，而只受垂直向淋漓作用。泉州目前的残积土主要是指花岗岩和火山岩风化而成的残积土（此次主要讨论花岗岩类），原岩结构、矿物组成、岩脉侵入、原岩变质程度和裂隙的发育程度决定了残积土的物理力学性质及其工程特性；而一般粘性土、粉土，砂性土是受到搬运营力的水平搬运作用，且矿物质较为混杂，水性稳定好，属于冲积成因。残积土的特性：按液塑限具有粘性土特性，按含砂量及颗粒骨架结构具有砂性土特性，按其膨胀性又具有膨胀土的特性，因此花岗岩残积土在岩土规范中归属于特殊土。本地方常见的花岗岩：二长花岗岩，斜长花岗岩，黑云母花岗岩，闪长花岗岩，混合片麻花岗岩。结构特征又分为细粒、中粒、粗粒的花岗结构，其风化最明显特点是球状风化，由于场地中常出现不同的花岗岩性侵入体，又受区域应力，构造等诸多因素的影响，形成了残积土的各向异性。90年代初深圳地区根据该地区的试验资料总结，把残积土细分为砾质粘性土，砂质粘性土，粘性土，而粘性土中包括粘土、粉（砂）

质粘土、粉土，如果再细分，就形成了9个土层名称，会产生使用上的混乱，规范中把各类土的差异性交由岩土工程师来掌握，因此分类具有其科学性。花岗岩矿物成份：石英、长石（正、斜）、云母、铁矿石、闪长石，其结构称为花岗结构，块状构造。经风化后，石英基本未变，长石类风化成亲水矿物的高岭石，少部分云母风化成亲水矿物的绿泥石，闪长石风化成水性稳定较好的粘粒，花岗岩中长石含量约40～70%，风化后残积土中的高岭石含量35～70%，而残积土涨缩性是由土中高岭石含量决定。由于残积土的特殊性及钻探工艺，取样工艺，室内试验设备的局限性，室内的土工试验指标较难准确反映残积土的工程特征。相关规范推荐采用原位测试方法（标贯、载荷板试验）来确定其工程特性。综合上述：残积土与一般粘性土，存在着质的不同，残积土具有粘性土、砂性土、膨胀土三种特征，而规范用所叙述的冲积粘性土、砂土或者粉土，按其突出的工程特征而命名。冲积土工程特性及经验对于残积土的工程性能使用和探讨，只起到借鉴作用。二、残积土的承载力特征值应如何科学合理确定： 1、关于浅基础设计参数的确定：由于残积土具有其砂性土、粘性土、膨胀土三项混合特征，室内试验指标的误差大，又与地下水位补给息息相关，目前工程界确定其承载力方法是很不一致，提供参数大部分采用经验指标或采用I l指标查表法；依据本人工程实践，结合少量载荷板实验结果与土工试验成果，现场标

花岗岩残积土的成因_分布及工程特性研究

花岗岩—沿节理风化，形成花岗岩红色风化壳—上部土层即为花岗岩残积土—花岗岩残积土地基和边坡工程问题—特殊的结构性红土形成的原因：经过红土化作用，不稳定的各种氧化物被大量淋滤掉，而较稳定的铁、铝等化合物显著富集，形成的褐红色、棕红色、棕褐色、紫红色、黄红色土，或与灰白色、黄白色、黄色等相间组成网纹粘性土或砾质、砂质粘性土。花岗岩残积土的研究内容，大致可以归纳如下： 1、花岗岩红土的成因与物质成分研究； 2、工程地质特征研究； 3、物理力学特征与工程性质研究； 4、工程分类研究； 5、孔隙和粒度分布特征研究； 6、抗剪强度与地基承载力研究； 7、试验和测试研究； 8、变形特性研究； 9、崩解性研究； 10、微结构研究； 11、本构模型研究以花岗岩残积土为持力层的人工挖孔桩静载检测结果表明，桩的承载力达不到设计要求，原因就是与花岗岩残积土崩解、坍塌或流泥有关，采用后压浆技术处理。PHC管桩得到较广泛应用，但由于花岗岩残积土强度较高，有时压桩比较困难，加上持力层变化大和孤石影响，使桩的长度难以预估，往往造成截桩量太大、浪费太多。花岗岩残积土不稳定边坡，采用抗滑桩支护，往往失败，而采用锚喷支护比较有效。花岗岩风化残积层的失稳滑动面绝大多数都不是圆弧，而是受软弱结构面、基岩面等控制。花岗岩残积土室内土工试验的物理力学指标，通常具有明显的异常性和矛盾性，即抗剪强度指标不低，同时孔隙比较大甚至很大，且压缩系数较大或压缩模量较小。但许多原位静载试验结果却表明，花岗岩残积土地基的变形模量很大，属于低压缩性。工程的沉降观测结果也表明，花岗岩残积土地基的实际压缩性是很小的。花岗岩残积土的压缩性问题和崩解性机理，同样有待于从结构性损伤角度开展深入的研究，揭示其“特殊性”的本质。研究既能充分利用花岗岩残积土天然地基承载力，又能与花岗岩残积土特性相适应的复合地基施工工法，实践意义重大而深远。边坡结构特征介于土质边坡和岩质边坡之间的风化残积土边坡，若直接套用土质边坡理论及分析方法，往往导致边坡变形破坏。需要解决以下几方面问题： 1)原状花岗岩残积土的钻探取样技术； 2)适应花岗岩残积土特点的土工试验技术(含仪器设备)； 3)花岗岩残积土人工制备样的研究； 4)花岗岩残积土的非饱和特性研究；

花岗岩残积土路基的施工实践

花岗岩残积土路基的施工实践郭军强广东省基础工程公司广州（510620）【摘要】本文着重分析了花岗岩残积土路基施工中出现的边坡坍塌、滑坡及水土流失现象和路基填筑时出现的软弹现象，并列举了一些花岗岩残积土路基施工成功的实例。【关键词】花岗岩残积土路基施工含水量崩塌软弹排水 1、概述公路建设难免会遇到各种各样的不良地质，花岗岩地区的风化残积土属特殊性岩土，主要表现为吸水能力强，有湿陷性、随着含水量增大其抗剪强度下降很大，在地震和重力等因素影响下，发生强烈的崩塌、滑坡等。由于组成物质松散，易受水流冲刷造成水土流失，促使耕地破坏和水库淤塞。在此地区特别是山区进行公路施工，要注意这些特点。由于花岗岩残积土山坡在没有开挖之前，工程力学性质较好，在设计时往往较少考虑施工过程中施工条件变化，从而在施工中容易出现不良后果。 2、花岗岩残积土的工程特性广州地区的花岗岩残积土主要为燕山三期花岗岩类岩石在湿热条件下经长期物理、化学作用形成并残留于原地, 主要由石英、长石等粗颗粒矿物和高岭石为主的粘土矿物组成。其成因(未经搬运和分选)决定了它具有有别于其他土层的特性，该类土强度较高，压缩性中等偏低，具亲水性，呈弱透水性或微透水性，其粒度组成及状态的变化差异，使得反映该类土力学性能的指标变化较大，见表1。对于路基的设计与施工，重要利用的参数是天然重度、孔隙比、含水量和抗剪强度。表1一般花岗岩残积土某些试验及测试数据量0～20%)及残积粘性土(不含＞2mm的颗粒)。含砂量对花岗岩残积土的工程性质有较大的影响，据试验，残积砂质粘性土较残积粘性土较容易压实。花岗岩在风化作用下，硅酸盐矿物已基本全部分解，可以迁移的元素已析出，形成三价铁、硅、铝的氧化物，残积土因富含铁质而呈红色，这一点在野外比较容易识别。由于风化及地下水作用，花岗岩残积土的孔隙比一般较大，一般为0.65～0.95，该类土随着细颗粒含量的减少孔隙比增大，但由于其残余结构强度以及胶结作用，其结构性能较好，力学性质并不差，但遇水湿陷、崩解，抗剪强度下降很快。 3、工程施工实例下面以国道105线改建工程广州从化段为例进行说明，该段地处山岭重丘区，边坡以花岗岩残积土和全风化岩为主，工程特性相对较好。

花岗岩残积土软化后的地基处理

花岗岩残积土软化后的地基处理摘要：由于花岗岩残积土及呈土状全~强风化岩孔隙比较大，具泡水软化崩解的特性，加上拟建场地孤石密布，地下室土体的清障开挖很难保护地基土，使坑底地基土卸荷回弹软化，在不预留足够厚（≥1000mm）保护土体和及时开挖铺设混凝土垫层的情况下，坑底表面土体易产生软化现象，导致表层地基土强度下降而达不到设计要求，从地基土强度检测结果看，地基土仅表面软化，厚度约300~500mm。由于部分基础已完成，同时，基底孤石分布较密，故而采用二重管高压旋喷注浆法置换加固处理，既可以起到局部加固作用，也可以填充基础与孤石之间的空隙，使得基础和孤石之间能够平整接触，起到进一步加固作用。关键词：花岗岩；残积土；全~强风化岩；孤石；软化；旋喷注浆 1 前言由于花岗岩残积土及呈土状全~强风化岩孔隙比较大，具泡水软化崩解的特性，加上拟建场地孤石密布，地下室土体的清障开挖很难保护地基土，使坑底地基土卸荷回弹软化，在不预留足够厚（≥1000mm）保护土体和及时开挖铺设混凝土垫层的情况下，坑底表面土体易产生软化现象，导致表层地基土强度下降而达不到设计要求，从地基土强度检测结果看，地基土仅表面软化，厚度约300~500mm。由于部分基础已完成，同时，基底孤石分布较密，故而采用二重管高压旋喷注浆法置换加固处理，既可以起到局部加固作用，也可以填充基础与孤石之间的空隙，使得基础和孤石之间能够平整接触，起到进一步加固作用。 2 地基处理方案分析 2.1 地基现状分析（1）地基土岩性主要为花岗岩残积土或呈土状全~强风化粗粒花岗岩，空隙比较大，遇水具软化崩解的特性；同时，地基土中含有大量的孤石，对地下室土体的清障开挖造成很大的困难。（2）因基坑开挖后未预留足够厚的保护土层且未及时铺设混凝土垫层，地基土长期暴露在大气中，致使地基土卸荷后回弹产生软化；同时，地下室施工期间，一直处于雨季，基坑长期受雨水浸泡而软化。（3）因地下室孤石密布，需爆破后方可进行基础施工，岩石爆破使得其周边的地基土产生扰动。（4）该地下室局部承台已做好，并且经检测承台下地基土无法满足设计要求。（5）根据压板试验的结果显示，该天然地基的承载力已无法满足设计要求；