摘 要：花岗岩在风化作用下容易形成不同厚度的残积土层，具有不同的物理力学性质以及结构性、不均匀性、崩解软化特征，在进行地铁工程建设中，存在着极大的影响和作用。文章主要以广州地铁六号线二期黄陂站工程施工为例，从花岗岩残积土的形成原因、分布特征以及工程特性等方面出发，对其工程施工影响与应对措施进行分析论述，以提高花岗岩残积层地质条件下的工程施工技术水平，保证工程施工建设质量。
关键词：花岗岩残积土；特性；不均匀性
花岗岩残积土是花岗岩经物理风化和化学风化后残留在原地的碎屑物。广州地铁六号线二期工程黄陂站的花岗岩残积土地质特征，就是花岗岩岩体在湿热条件下经长期的物理以及化学作用后，留存在花岗岩侵蚀作用发生原地形成的花岗岩残积土。文章主要结合花岗岩残积土的形成原因及其特殊性质特点，在工程施工中影响作用与应对措施进行分析论述。
1 花岗岩残积土的形成原因分析
通常情况下，组成花岗岩岩层的主要成分包括石英、云母以及长石、方解石等，并且花岗岩岩层的性质分布比较均匀，岩层质地坚硬，具有相对比较高的抗压强度。但花岗岩岩层中本身所具有的的原生以及次生裂隙，这些岩层裂隙由于受到花岗岩岩层中其他结构部分的作用影响，再加上外界水与空气的风化介质作用影响，使其在岩层结构的热胀冷缩作用下，岩层裂隙扩大，风化形成花岗岩残积土。我国南方地区气候温暖以及气温高、多雨水、湿度较大等特点，更加容易促成花岗岩的风化作用形成，从而形成以粘土矿物为主的花岗岩残积土层。
2 花岗岩残积土的特性分析
2.1 黄陂站花岗岩残积土分布情况
广州广州六号线二期工程黄陂站施工段的花岗岩残积土类型，主要有残积粉质粘土以及花岗片麻岩全风化带两种。其中，残积粉质粘土主要呈现褐红色、褐黄色、灰绿色等，组成物主要为砂质粘性土、部分砾质粘性土及粘性土，含风化残留石英颗粒及岩石碎屑，呈硬塑～坚硬状，粘塑性差，手搓易散，遇水易软化、崩解。压缩性中等；而花岗片麻岩全风化带主要呈褐黄色、灰褐色、褐红色等，原岩组成织结构已全部风化破坏，但尚可辨认，岩芯呈坚硬土柱状，易扳开捻碎，遇水易软化、崩解，压缩性中等。
2.2 花岗岩残积土的特性
花岗岩残积土是花岗岩在风化作用下形成的，不仅是一种可塑以及硬塑性状，并且土体结构孔隙比较高、压缩性能好、抗剪强度高、粗粒含量比较多的特殊性土体，而且花岗岩残积土本身还具有相关的物理力学特性以及不均匀性、崩解软化性、结构性等特征。
2.2.1 花岗岩残积土的物理力学特征
首先，花岗岩残积土的物理力学特征主要体现在，在天然状态下，花岗岩残积土本身的强度作用比较高，尤其是在花岗岩残积土最下层的砂砾质残积土结构层中，它的压缩性能处于中等偏低的状态，并且平均孔隙比以及透水性作用比较大，但是在花岗岩残积土的表层结构中，土层的孔隙比以及透水性却相对比较小，并且整个花岗岩残积土的土层结构中，孔隙比以及透水性是呈现从上到下逐渐增加的变化，在最下层土层结构中，孔隙比以及透水性能达到最大。
2.2.2 花岗岩残积土的不均匀特性
而花岗岩残积土的不均匀特性，主要是体现在花岗岩残积土的物理力学性能指标通常是呈现一个中到高的阶段的变化性，这也从另一个侧面说明了花岗岩残积土的土质均匀性比较差。此外，在花岗岩残积土中，一些比较常见的不均匀岩脉分布，导致花岗岩残积土结构层中，有的岩脉抗风化能力比较强，而有的岩脉抗风化能力比较弱等，这也是花岗岩残积土不均匀特性的重要体现。
2.2.3 花岗岩残积土的崩解软化特性
花岗岩残积土的崩解软化特性则是花岗岩残积土在水化作用下，呈现散粒状或者是片状、块状等剥蚀崩落现象，并且随着花岗岩残积土中的水分含量增加，花岗岩残积土的强度作用会呈现降低、压缩性比呈现增加的变化，这就是指花岗岩残积土崩解软化特征。
最后，花岗岩残积土的结构性特征，主要是与花岗岩残积土的成因有着一定的关系，在形成过程中本身就保留着一定的特定结构特征。
3 花岗岩残积土特性对工程影响分析
3.1 工程施工概况
广州六号线二期工程黄陂站，主体结构基坑长462.6m，车站标准段基坑宽18.8m，深16.55m，主体基坑底部主要为残积粉质粘土和花岗片麻岩风化带等花岗岩残积土地质地带。采用明挖法施工，并在车站主体围护结构采用800mm厚的地下连续墙+竖向3道内支撑，进行基坑开挖的支护。
3.2 花岗岩残积土特性对工程影响
根据相关研究的花岗岩风化残积土及其风化带物理力学性质可知，花岗岩残积土及其全风化带孔隙比大，土层处于饱和状态，黄陂站花岗岩残积土层均位于地下稳定水位以下，长期受水浸泡，一旦开挖扰动，土的粘结强度快速降低，同时导致土中的粉粒、粘粒纷纷脱离石英颗粒，土层迅速崩解。如果基坑水浸严重，开挖过程中对土层又进行了剧烈的扰动，花岗岩残积土层中的细粒土迅速与水融合形成泥浆，其中的粉粒由于比重较大，在悬液中沉降较快，多沉淀于坑底，悬液中悬浮的粘粒含量有限，导致整个土体瓦解，失去粘聚力而可能引起基坑失稳、地面沉降等地质问题，从而导致施工风险增大。如下图1所示，即为花岗岩残积土对基坑失稳的滑移破坏影响示意图。
（1）软化作用下的滑移破坏 （2）滑移拉裂破坏
图1 花岗岩残积土对基坑失稳的滑移破坏影响
根据对于花岗岩残积土的遇水崩解软化的相关特性研究，花岗岩残积土的软化崩解率在37%到40%之间，并且遇水软化崩解的速度非常快，花岗岩残积土的强度也会出现急剧降低。
4 花岗岩残积土工程影响的应对措施
针对上述花岗岩残积土特性以及对于工程影响作用，在黄陂站花岗岩残积土地质条件下基坑的施工建设中，从以下几个方面进行避免和控制，以减少花岗岩残积土特性对于工程的不利影响，保证工程的施工建设质量。
首先，在进行该工程项目的施工建设中，考虑到施工现场特殊的地质条件因素，为保证基坑施工强度与施工质量，基坑围护的连续墙嵌固深度设计由普通地层的5～6米加深至基坑底部8m以上，以确保基坑隔水效果。其次，针对于花岗岩残积土的特殊地质环境与条件，施工中还采用了基坑内设置深井降水处理方法，通过在基坑梅花形设置两排纵向间距12.5m，横向间距8.5m，管径大小为800mm的降水管井，进行施工基坑内的降水处理。再次，预留了50cm级配碎石压密处理，开挖至基底遇地面水或地下渗水上涌时，立即进行碎石抛填压密，防止基底软化，以保证花岗岩残积土基底承载能力。此外，主体结构采用全外包防水，侧墙和围护结构间采用柔性防水层，两者之间紧贴，有利于施工中隔断地下水对基坑的浸润，同时避免浸水条件下对土层进行剧烈扰动，保持土层的自稳性和承载能力。
5 结束语
总之，花岗岩残积土层由于其本身的特殊性土体性质，作为施工地质对于工程存在着较大的作用和影响。黄陂站施工中采用了有效措施对花岗岩残积层地质进行处理，对不利影响进行了避免和控制，从而确保了工程质量和工程安全。
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