花岗岩风化带的划分及工程评价

摘要：花岗岩的风化问题一直是很多地区关注的地质问题，因为它可以直接影响该地相关建筑的施工，若处理不好花岗岩风化问题，将给工程带来一定的工作难度，让工程无法正常进行。本文根据自己对花岗岩的了解，对花岗岩进行了简单说明，并在了解花岗岩特征的基础上对花岗岩风化带的划分及工程评价做出了详细分析。

关键词：花岗岩 风化带 划分 工程评价

花岗岩经风化作用后对岩体有一定的破坏，不同风化程度对岩体的破坏力度不一样。根据花岗岩风化程度，可以将花岗岩风化带划分为残积土、全风化、强风化、中等风化、微风化、未风化六个级别。地质定性和定量数据是界定风化分带的两个关键因素，这两个界定条件符合国家相关规范要求，但由于不同的岩石具有不同的风化特征，而规范中的特征描述并不全面，且人们依据规范对不同岩体风化带地质特征的理解和认识也不尽相同，如果在理解上出现分歧，将直接影响工程施工的判断，严重者还会导致工程施工的判别失误。

一、基本概述

（一）花岗岩的理解

花岗岩具有结构紧密、强度高等特点，因此常被选作建筑物的基础，它主要分布于我国东北、华北、华中及华南等地区，形成时期为燕山期。花岗岩风化层与残积土厚度因岩石成分、岩石结构、地形地貌条件、地表水侵蚀度等的不同而不同，也因它们的变化而变化，但总体的残积土厚度变化趋势是由南向北逐渐变薄，复杂的风化带变化增加了划分工作难度，严重影响风化带的准确判断和划分，使工程施工难以正常进行。对花岗岩风化带划分的研究，南方和北方的研究力度不一样，划分方法在细节方面也存在不同，但南方因复杂地形地貌对花岗岩风化带划分研究更为深入，北方对花岗岩风化带的划分相对来说比较简单，但南北方都主要集中在残积土与全风化的划分。

（二）花岗岩风化带的基本特征

花岗岩风化带的特征多种多样，其特征因风化地区湿度、气候、雨水量等不同而显示不同，湿润气候区一般以化学风化为主，干燥气候区一般以物理风化为主。花岗岩多以沿节理裂隙风化为主且风化厚度变化大，大到一定程度，则变成球状风化。风化带的厚度，花岗岩种类、节理疏密、气候条件、地表水与地下水活动状态等是影响花岗岩风化厚度的重要影响因素。花岗岩风化带一般划分为残积土、全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带及新鲜岩石。

其中残积土的基本特征为：岩石呈黄褐色，土状且具有可塑性、含有砂砾。全风化带的基本特征为：岩石呈黄褐色、灰褐色，且原岩结构基本破坏，长石已风化成土状，黑云母、角闪石晶形已消失，稍具塑性。强风化带的基本特征为：岩石呈黄褐色、灰黑色，且原岩结构破坏，长石、云母等风化成次生矿物。风化明显不均匀，有少量球状风化，厚度变化大。强风化带根据钻探划分法可以划分为两个亚带，即Ⅰ类强风化带，其特征为砂砾状、夹少量岩块，较软，能挖动；Ⅱ类强风化，其特征为碎块状，较硬，难挖动。

二、花岗岩风化带的划分

（一）地质调查及探井准备工作

地质调查及探井是检测花岗岩风化度前的准备工作，它的目的是探测和寻找花岗岩的原始岩石状态，以便于准确判断花岗岩风化度，因为岩石原始状态是判断和划分花岗岩风化带的主要依据。进行地质调查及探井时的核心工作是探测出岩心状态，并试验或测试岩心相关指标，最终实现划分，但这种方法在划分过程中忽略了岩石野外特征，所以在探测时一定要重视野外特征，以地质调查及探井为主获取野外特征。

（二）钻探划分

钻探是现阶段最常见的花岗岩风化带划分方法，它可以直接反映花岗岩的宏观特征，具有很大的人为性，因宏观又具有很大的不确切性，体现在花岗岩强风化带的确认与划分，因为钻探过程中会严重破坏钻孔岩芯的原始状态，造成风化带划分错觉。

（三）孔内原位划分

孔内原位划分是通过原位测试及物探波速测试实现风化带划分，它不会破坏岩石原始状态，并且能反映岩石原始应力状态，是风化带划分的重要方法。具体相关测试有旁压试验、平板载荷试验和大剪试验等，但唯一不足的是试验周期时间较长，有很大的局限性，并没有得到广泛应用，但该划分方法直接性及准确性极高，值得实际地质勘察推广应用。

（四）室内土工划分

该方法主要配合地质调查及探井使用，首先利用地质调查及探井获取的岩石样本，提取原始状态下的岩石；然后根据相关规定及标准监测风化程度；最后使用土测试方法划分全风化和残积土，使用岩石测试方法划分强风化等风化岩。

（五）物探测试方法

该方法经济效益和时间效应很高，具有探测速度快、测点密度大且连续、成本低等优势，但在使用过程中需要配合钻探，尤其对山区风化带的监测及划分，必须将岩土工程物探和钻探相结合一起勘察。

三、花岗岩风化带的岩土工程评价

（一）地基承载力的评价

地基承载力的强弱取决于地基的选用，一般最好选用天然地基，因为它不但能节约建筑成本，还能够缩短建筑时间，且承受力强，但在工程施工前一定要对风化岩、残积土等地基承载力进行监测和确定，并区别岩土工程级别。

（二）路堑边坡坡率的评价

路堑边坡坡率的评价主要从花岗岩强度、硬度和抗风化能力等进行。检测和评价花岗岩路堑边坡坡率，以此判断强风化花岗岩开挖后，在空气中长时间暴漏后，风化成砂状的速度。检测时还要考虑强风化岩石继续风化、表水对边坡稳定性影响等问题。

（三）路基填料的评价

路基填料如果不达标，将形成大量弃砟，导致泥石流等人为地质灾害。因此，施工过程中应考虑花岗岩的移挖作填。选用填料时应严格按照标准参数进行填料，石英参数、黏土矿物参数及液限参数等是全风化花岗岩填料关键参数。

四、结语

花岗岩风化带的划分方法没有统一标准，各行业各部门，甚至个人都可以有自己的根据进行划分的方法，他们的划分都有一个共同的特点，便是都根据自己经验划分，这容易出现风化带划分偏差，造成工程施工鉴别上的失误。本文根据各种风化带的特征，分析出花岗岩风化带合理、有效的划分方法。

参考文献：

[1]吴仕川.花岗岩风化带的野外划分方法[J].土工基础，2013，（06）.

[2]熊自英，黄少强，胡厚田.花岗岩类土质边坡工程特性及加固方法研究[J].工程地质学报，2014，（06）.

（作者简介：董健，本科，中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，研究方向：工程地質及相关应用方向。）