第３９卷第１２ ０ １ ３年４月 ０期 山 西 建 筑 Ｖ０１．３９ Ｎｏ．１０ ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ａｐｒ．２０１３ ・７５・ 文章编号：１００９．６８２５（２０１３）１０—００７５－０３ 工程地质围岩Ｑ系统分类法的认识 李洪碧 耿海洋 （１．内江师范学院，四川内江６４１１１２；２．四川省清源工程咨询有限公司，四川成都６１００７２） 摘要：对比不同的工程地质围岩划分方法，对Ｑ系统参数的选择进行了详细分析，并对Ｑ系统在围岩分类中的使用进行了说 明，为在工程中对围岩的稳定性判定提供依据，以确定合理的支护方案。 关键词：围岩，分类，Ｑ系统，参数 中图分类号：ＴＵ４５７ 文献标识码：Ａ ０ 引言 的岩石强度Ｒ 岩体完整程度 、结构面状态、地下水ｑ和主要结 目前国内外工程地质工作中对于围岩分类方法众多，针对不 构面产状五项因素来做判定的…；ＢＱ法所涉及的地质参数有岩 同的目的及行业，常用的分类方法有《水利水电工程地质勘察规 石单轴饱和抗压强度冗 岩体完整性指数 、地下水影响修正系 范》的ＨＣ法、国际《工程岩体分级标准》的ＢＱ法、地质力学系统 数 、主要软弱结构面产状影响修正系数 、初始应力状态影响 的ＲＭＲ分类方法及巴顿等人提出的岩体质量分类Ｑ系统法等。 修正系数 等参数 ；ＲＭＲ法所涉及的工程地质参数有岩石材 １ 常用的几种地质围岩分类方法 料单轴挤压强度Ｒ 岩石质量指标ＲＱＤ、不连续面间距、不连续面 由于工程岩土体本身的不均一性，所以对其做分类评价时不 条件、地下水条件口、不连续面方向等参数 ；Ｑ系统分类法涉及 同的分类方法对各种影响地质体的条件认识侧重点有所不同，所 的地质参数有岩体质量指标ＲＱＤ、节理组数 、节理粗糙系数 、 以各分类方法对围岩分类时所采用的评价指标也各成一体。ＨＣ 节理蚀变系数 、节理水折减系数Ｌ、地应力折减系数ＳＲＦ等参 法的评价指标为 值，ＢＱ法采用的指标为［ＢＱ］值，ＲＭＲ法采用 数 Ｊ。由以上所列不同分类方法及涉及的地质参数可以发现地 的评价指标为ＲＭＲ值，Ｑ系统的评价指标为Ｑ值。同时由于不 质围岩的分类是一种既有定量数值也有定性评价的分类评价。 同的分类方法对影响地质体的各条件的不同侧重，所以各分类方 ２ Ｑ系统参数的选择 法所采用的地质参数条件也有所差异。ＨＣ法是以控制围岩稳定 对于使用Ｑ系统对围岩做分类，涉及到岩体的６个基本参数， ５）遇到下列情况暂停压桩，并及时报知现场技术人员及监理 对桩顶高出设计标高且压力达到设计值无法继续施压的桩， 工程师研究处理。 对高出部分管桩采用截桩器截桩，选派技术过硬的技术员对高出 ａ．初压时桩身发生较大幅度偏移、倾斜，压人过程中桩身突 设计桩顶标高的桩划定标高，对高出部分用截桩器进行截桩，截 然下沉或倾斜。ｂ．桩顶混凝土破坏或压桩阻力剧变。 桩时截桩器切割片要与水源连接，防止切割片过热，同时防止施 ２．６接桩 工过程中混凝土粉末四处飞扬，影响人体身体健康，施工人员需 在桩长不够的情况下，采用焊接接桩，其预制桩表面上的预 经验丰富，保证施工安全，保证施工质量。 埋件要清洁，上下节之间的间隙要用铁片进行垫实焊牢。接桩前 ３结语 应再次复核桩位，并请监理部门验收，及时校正。管桩接桩采用 在中铁二十局集团第六工程有限公司办公住宅楼预应力混 二氧化碳气体保护电弧焊焊接，所采用的电流、工艺、质量等等要 凝土管桩施工中，我们就是按照上述的施工工艺及施工要求进行 符合行业标准ＪＧＪ ８１建筑钢结构焊接技术规程的有关规定，下接 施工，未出现露桩爆桩的事故，达到了设计和规范要求，施工质量 桩高出地面０．５ ｍ～１ ｍ处接桩，上下接头端板表面用钢丝刷刷 得到保证和提高，取得了较好的经济效益和社会效益。由于采用 干净并保持干燥，破口处应刷至露出金属光泽，上下接头错位不 静压法预应力钢筋混凝土管桩施工成桩质量可靠，监理、建设单 超过２ ｍｍ，两端面应紧密贴合，焊缝应连续饱满，焊接好的接头 位检测比较方便，施工周期短，噪声小，无振动，无污染，符合环保 应自然冷却后方可继续施打，二氧化碳保护焊的冷却时间不宜少 要求，并且桩基承载能力大，单位承载力造价较低，综合经济效益 于３ ｍｉｎ。 指标明显高于其他桩型，因而必将被广泛应用于高层建筑和软弱 ２．７截桩 地基处理匕。 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｓｔｅｅｌ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｉｐｅ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ＦＡＮ Ｙｉ－ｈｏｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ ２０ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ ６ｔｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ ７１００３２，Ｃｈｉａｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｊａｃｋｉｎｇ ｐｉｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｐｉｐｅ ｐｉｌｅ ｐｕｒｃｈａｓｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｐｉｌｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｉｌｅ ｃｕｔ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｓｔｅｅｌ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｉｐｅ ｐｉｌｅ．Ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ：ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ，ａｃｈｉｅｖｅｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｎｏｒｍ ｄｅｍａｎｄｓ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｇｒｅａｔ ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍ－ ｉＣ ｂｅｎｅｆｉｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｊａｃｋｉｎｇ ｐｉｌｅ，ｐｉｐｅ ｐｉｌｅ，ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ ｓａｍｐｌｉｎｇ 收稿日期：２０１３—０１－２８ 作者简介：李洪碧（１９８０一），女，硕士，助教； 耿海洋（１９８１一），男，工程师 ・７６・ 第３９卷第１０期 ２ ０ １ ３年４月 山 西 建 筑 格中的值是近似的估计值，所以使用中要求技术人员要有丰富的 野外工作经验，取值见表６。 并通过以下公式得到Ｑ值以对围岩做分类： Ｑ＝（ ）×（ ）×（ ） 表１ Ｑ系统围岩分类描述 Ｑ值 ０．００１ Ｇ 应力折减系数ＳＲＦ，在ＳＲＦ取值时先是分成不同的围岩应力 Ｑ值的范围在０．００１—１ ０００之间，代表着围岩质量从极差到 状态及岩石强度，再对不同应力状态及岩石强度的岩体作进一步 极好，分为９个类别，见表１。 细化，由于Ｑ系统中没有直接涉及岩石强度的参数，但是其对洞 室的影响是通过应力折减参数来表现，见表７。 １００ Ａ Ｏ．１ Ｆ １ Ｅ ４ Ｄ １０ Ｃ １０ Ｂ ４００ １ Ｏ００ Ａ Ａ 表４节理粗糙度对应的取值标准 节理面粗糙度系数Ｊ， （ａ）节理壁直接接触及（ｂ）节理壁直接接触且错动在１０ ｃｎｌ以内 １．节理面延伸不连续 ２．节理面呈粗糙或不规则的，波状 ４ ３ 等级 特别差 极差 非常差 差的 一般 好的 非常好 极好 特别好 下面对使用的６个参数的选取做个说明。 岩体质量指标ＲＱＤ，其取值按照岩土工程勘察规范的描述， 要求是采用钻孔取芯以得到ＲＱＯ值，但是由于岩土体本身的不均 一性，所以在不同点位、不同方向的钻孔其ＲＱＤ取值可能差异很 大；并且在工程中当涉及面积较大时，也难以以点代面，所以在使 用中我们是常采用一个统计换算法，用一个估计值表示实际的 ＲＱＤ值（见表２）。我们采用体积节理数 来做统计， ｛ｘ ， ， ｚ＾｝，即取三个方向节理数之和，以表示水平方向，垂直于洞室走 向的节理条数， 表示竖直方向节理条数，ｚ 表示沿洞室延伸方 向节理条数 Ｊ。 ＲＱＤ＝１１５—３．３× （２） ＲＱＤ取值时当ＲＱＤ＜１０时，ＲＱＤ采用ｌＯ为计算值参数值， 并且ＲＱＤ取值的数据间距为５即可以满足计算精度要求，如取 ＲＱＤ（％）为１００，９５，９０等 。 表２岩石质量指标 岩石质量指标 ＲＱＤ／％ １．非常差 Ｏ一２５ ２．差 ２５—５Ｏ ３．一般 ５０—７５ ４．好 ７５—９ｏ ５．非常好 ９０一ｌ００ 参数ＲＱＤ对应于Ｈｃ法、ＲＭＲ法、ＢＱ法等围岩分类法中的 岩体完整性系数 。 节理组数 也同样与岩体的完整性系数有紧密联系，其值在 选取时同时考虑到复杂洞室，比如洞室相交或者洞室挂口进洞 时，对 值分别取３× 或２× ，一般在取值时的洞室影响范围 一般为２倍～３倍洞径。 值的取值标准见表３。 表３节理组数的对应取值 节理组数（取值）Ｊ １．岩体中没有或很少节理，呈大块状 Ｏ．５—１ ２．岩体中发育一组节理 ２ ３．岩体中发育一组节理并存在随机节理 ３ ４．岩体中发育两组节理 ４ ５．岩体中发育两组节理并存在随机节理 ６ ６．岩体中发育三组节理 ９ ７．岩体中发育三组节理并存在随机节理 ｌ２ ８．岩体中发育有多组节理，岩体节理化较为严重，呈碎块状 ｌ５ ９．岩石破碎呈碎裂岩，似土状 ２０ 注：隧洞交叉口取３× ，入口处取２×Ｊ 节理面粗糙系数 的取值，先行区分代表性节理及节理特 征，张开度，充填物情况等，以查表选择对应性状的取值，同时反 映节理面性状的还有一个参数节理风化蚀变系数Ｊ口，此两个参数 ， 反映了节理面的抗剪强度，可反映不利节理面对洞室稳定的 影响，在ＨＣ法、ＢＱ法、ＲＭＲ法等等分类法中表述为结构面状态 评价。 ， 值见表４，表５。 地下水折减系数Ｌ，在各围岩分类方法中都有所涉及，对地 下水对洞室稳定的影响都有统一的认识，但是在取值时，由于表 ３．节理面呈平滑的，波状 ２ ４．节理面呈光滑的，波状 １．５ ５．节理面呈粗糙或不规则的，平直的 １．５ ６．节理面呈平滑的，平直的 １．Ｏ ７．节理面呈光滑的，平直的 ０．５ （ｃ）节理壁发生错动且不直接接触 ８．节理错动带内含有厚度足以阻碍节理壁接触的粘土带 １．Ｏ ９．节理错动带内含有厚度足以阻碍节理壁接触的砂质、砾质或碎裂带 １．Ｏ 注：１） 取值适用于小一中等规模的节理；２）当节理平均间距大于３ ｎｌ时，则 取值要加１．０；３）对于层理较发育且节理面平直、光滑的节理，如果层理发育 方向较为不利，则Ｊ 值可取０．５ ４） ，Ｊ。取值选择时为最不利于岩体稳定的 节理组参数。其抗剪强度ｆ一 ～一１（ ，Ｊ ），其中， 为作用在节理面上的 正应力 表５节理面风化蚀变状况对应的取值 （ａ）节理壁直接接触（无矿物充填，或只有薄膜覆盖） 残余摩擦角 （。） Ｊ。 物１．节理壁紧密闭合、存在有坚硬、不软化、不透水的填充 Ｏ如石英、绿帘石 ．７５ ，２．节理壁没有发生变质，仅表面存在锈染 ２５—３５ １．０ ３．节理壁岩石轻微变质，无充填 ２５—３０ ２．Ｏ ４．节理壁间存在粉质或砂土质薄膜覆盖，有少量粘土成 分（无软化）充填 ２０—２５ ３．０ ５．节理壁间充填软化的或低摩擦的粘土矿物覆盖层 （如滑石、云母、亚硝酸盐、石膏、高岭石、石墨，少量膨 ８—１６ ４．Ｏ 胀性粘土等） （ｂ）节理壁直接接触且错动距离小于１０ ｃｍ（薄层矿物 充填） ６．裂隙中充填砂、松散粘土等 ２５—３０ ４．０ ７．裂隙中充填强烈超固结的、非软化粘土矿物（厚度＜ ５ １６—ｉｆｌｍ连续分布） ２４ ６．０ ８．裂隙中充填中等或稍微超固结、由软化矿物组成的厚 度＜５ ｍｉｌｌ的粘土 ８一ｌ２ ８ ９．裂隙中充填膨胀性粘土（厚度＜５ ｍｉ蒙脱石，高岭石等，厶取决于膨胀性粘粒及水的含量等 ｌｌ，连续分布）如 ６—１２ ８—１２ （ｃ）节理壁错动不直接接触（厚层矿物充填） ｌ０．岩石不完整或破碎与粘土条带区《粘土情况参见７， ６２４ ６，８或 —８，９） ８ １２ １１．含少量非软化粘土成分的粉质或砂土质粘土条带区 ５．０ １２．厚层状连续分布或粘土条带（粘土情况见７，８，９） ６—２４ ｌＯ，１３或 １３—２Ｏ 表６地下水影响系数 取值标准 裂隙水状况 近似水压力 ， ＭＰａ １．开挖阶段呈干燥或局部．出露微量水流（＜５ Ｌ／ｍｉｎ） ＜０．１ １．０ ２．裂隙中地下水出露流量或压力中等，偶有充填物冲出 Ｏ．１—０．２５ ０．６６ ３．大流量或高压水流出露于坚硬岩石的无充填裂隙 Ｏ．２５—１ Ｏ．５ ４．大流量或高压水流，大量充填物冲出 Ｏ．２５—１ ０．３３ ５．特大流量或高压水突涌，随时间减弱 ＞ｌ ０．２一Ｏ．１ ６．特大流量或高压水流，随时间不出现显著减弱 ＞ｌ Ｏ．１ ０．０５ 注：１）参数３项一６项是估测值，当无排水措施时， 的取值要增大。２）对于冰 冻引起的特殊问题本参数未予涉及。２）当ＲＱＤ／Ｊ 值非常小（假如０．５— ２５），同时裂隙水力联通性较好，对于开挖影响范围为０ ｍ～５ ｍ，５ ｍ～２５ ｍ， ２５ ｍ一２５０ｍ，＞２５０ｍ时，其对应的 值分别选取１，０．６６，０．５，０．３３。这将 有助于调整Ｑ值的有效应力和水的软化效果，并结合适当的特征值ＳＲＦ
