碎石土的工程特性及其對(duì)工程影響

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1、碎石土的工程特性及其對(duì)工程的影響（喬延青巖土工程200410120）1.引言土，由于其成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的千變?nèi)f化，工程特性也各不相同，為了工程的需要，選擇各種最能反映土的基本屬性又便于測(cè)定的指標(biāo)作為分類依據(jù)對(duì)土進(jìn)行分類。雖然我國各個(gè)行業(yè)部門按各自的行業(yè)特點(diǎn)建立的土的分類標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，但一般對(duì)巨粒和粗粒土則較為一致的按顆粒組成進(jìn)行分類，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）則把土劃分為碎石土、砂土、粉土和粘性土四大類。本文以常見的碎石土為主要研究對(duì)象，分析其主要工程特性及其影響。2.碎石土參照建設(shè)部《土的分

2、類標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ145-90）、建設(shè)部《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）、水利部《土工試驗(yàn)規(guī)程》（GB237-1999）、《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）等規(guī)范，碎石類土屬于無機(jī)土，粒徑d＞2mm的顆粒含量超過全重的50%，按其粒組質(zhì)量占土樣總質(zhì)量的50%-100%不同百分比及其它成分含量又可進(jìn)一步細(xì)化、定名，各種規(guī)范中皆有明確的列表；按棱角磨圓度：圓形、亞圓形、棱角形區(qū)別為漂石、卵石、圓礫及塊石、碎石、角礫；碎石土的成因有多種類型，其中以沖積、洪積、坡積、殘積、物理化學(xué)風(fēng)化等為主，工

3、程上有特殊用途的人工破碎方法也是碎石形成的重要途徑；碎石土成分復(fù)雜多樣，因母巖而異，其中又以灰?guī)r、砂巖、白云巖為常見；按其粒間填充物的主要成分可大致區(qū)分為泥卵石和砂卵石；等等。碎石土按不同的指標(biāo)的眾多分類、定名方法，大多可以“望文生義”——單從字面意思就可以略知其狀態(tài)或?qū)傩裕阌谑褂?；碎石土與一般細(xì)粒組、粗粒組物理力學(xué)性質(zhì)的差異，形成了其獨(dú)特的工程性質(zhì)，本篇以卵石（碎石）為主要對(duì)象，分析它們對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生的影響。3.主要工程特性及其對(duì)工程的影響碎石土的工程特性主要表現(xiàn)在不均勻性、滲透性、抗剪強(qiáng)度、密實(shí)度、沉降變形及承載

4、力等方面，下面就這些特性及其各自對(duì)工程建設(shè)形成的正面或負(fù)面影響分別簡(jiǎn)明闡述。3.1不均勻性由于碎石土的粒徑范圍廣、成因的多樣性等原因，使得碎石土的塊體及層厚的不均勻性極強(qiáng)，對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生了種種影響，主要從以下幾個(gè)方面闡述：（1）塊體大小不一。由于母巖巖性的差異，沖積搬運(yùn)的距離及在搬運(yùn)過程中碰撞破裂程度不同，加上物理化學(xué)風(fēng)化環(huán)境、程度等的不同，形成的碎石土的粒徑也在大范圍內(nèi)變動(dòng)，其中不乏粒徑較大的漂（塊）石(d>200mm)，由于沖洪積作用，某些以粘性土為主的土層中含有粒徑不一的碎石土也較為常見。當(dāng)碎石土顆粒級(jí)配恰當(dāng)時(shí)，

5、在工程中很有用途：地基處理時(shí)可作墊層，作碎石樁、CFG樁等樁的樁身材料等；顆粒均一、大小合適、磨圓度好的（鵝）卵石還用來在游園中鋪路，既美化，又有保健功能，近年來市政建設(shè)中多有使用等等。論其反面，不均勻性給工程帶來的負(fù)面影響也不可小視。-第4頁-首先是對(duì)工程勘察的影響。在基巖山區(qū)或含有碎石土地區(qū)的巖土工程勘察中，在揭露地層巖性時(shí)，要穿過以灰?guī)r、白云巖為主的卵石層，一般常規(guī)的合金鉆頭可以順利的完成任務(wù)（遠(yuǎn)比穿過粉土、粉砂等土層困難），若卵石層中加雜有大于鉆頭直徑的又有一定厚度的由堅(jiān)硬巖石形成的碎石土?xí)r，如砂巖卵石，就需要

6、用昂貴的金剛石鉆頭來處理，金錢、時(shí)間消耗往往幾倍于對(duì)付灰?guī)r卵石的；由于經(jīng)濟(jì)效益的驅(qū)使，在監(jiān)管不力時(shí)施工方極容易放棄艱苦施工，而改由經(jīng)驗(yàn)來處理，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)將大塊的漂石當(dāng)成基巖的情況，給工程勘察質(zhì)量帶來極大隱患。這種不利情況目前除了加強(qiáng)設(shè)備的先進(jìn)性之外，似乎鮮有更好的辦法來處理。其次是對(duì)施工的影響。在某大廈的基坑土釘墻支護(hù)施工中，用洛陽鏟成錨桿孔時(shí)，以粘性土為主的殘積土層中含的卵石碎石嚴(yán)重阻礙了洛陽鏟正常成孔施工，土釘長(zhǎng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，造成基坑北側(cè)土釘墻局部失穩(wěn)滑坡，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)新建一條生產(chǎn)線，用

7、強(qiáng)夯法對(duì)復(fù)合地基進(jìn)行處理，因局部換填碎石料顆粒級(jí)配不合理，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案更改，幾萬立方石料全部被挖出重新?lián)Q填，提高夯擊能量，由動(dòng)力夯實(shí)改為動(dòng)力置換，追加的工程費(fèi)用及工期損失全部由施工方包賠。（2）土層厚度不均勻。與其它土層一樣，由于形成歷史、過程的差異，造成了大多卵石層厚度的不均，在一個(gè)幾平方米的小范圍內(nèi)，土層可能就會(huì)形成很大的傾斜度，甚至局部嚴(yán)重缺失、以透鏡體在土層中出現(xiàn)的情況也屢見不鮮，這種不均勻性很容易導(dǎo)致整個(gè)地層的不均勻。在某些低山丘陵區(qū)或山前傾斜平原，尤其是上部覆蓋有第四系馬蘭黃土的地區(qū)，在（古）河流階地的陡坡

8、壁上，呈雞窩狀分布的卵石層透鏡體很常見，有時(shí)一邊是黃土，一邊是卵石，巖性在垂直面上差異可達(dá)數(shù)m。在鄭西客運(yùn)高速鐵路某段的詳勘中就遇到過同一個(gè)孔位前后移動(dòng)不到1m，結(jié)果地層層位最大相差1.5m，不得不進(jìn)行第三次補(bǔ)勘，耗費(fèi)了很大的人力物力，嚴(yán)重拖延了工期，給后繼施工人員心理造成了很大壓力。土層的不均勻，容易造成整個(gè)工程場(chǎng)地的不均勻，甚