花岗岩地区孤石的处理办法
【摘 要】详细介绍了花岗岩孤石的形成﹑特点﹑危害性及处理办法，其经验可供类似工程借鉴。
【关键词】花岗岩孤石；超前钻探；人工挖孔桩
1.花岗岩孤石的形成
当花岗岩中发育有几组节理裂隙时，节理裂隙把岩石分割成棱角状岩块，风化特别集中在几组节理裂隙相交的棱角部位，使棱角部位较其他部位风化快，久之，使岩石变圆，形成球状花岗岩孤石存在于花岗岩风化残积土层中。
2.花岗岩孤石的主要特征
(1)孤石分布在风化残积土层中，具有一定的隐蔽性。
(2)从外观上看孤石一般呈“球形”，因此可用“直径”判断其大小。
(3)孤石内无节理裂隙，岩质属中一微风化岩。
(4)从平面及空间上看孤石在风化残积土层中分布无规律性，为施工带来一定难度。
(5)孤石由岩石不均匀风化而成，其周围为风化残积土，力学性质不均匀。
3.孤石的主要危害
(1)对于天然地基，当基础同孤石直接接触时，由于地基土力学性质不均匀，往往会引起差异沉降，导致建筑物倾斜、开裂等现象。
(2)对于桩基础(如沉管灌注桩、混凝土预制桩等)的施工，易引起沉桩困难、断桩等问题，严重影响桩基质量。
4.花岗岩孤石的处理方法
4.1浅部的处理
位于山坡或较高位置上裸露或埋藏较浅的花岗岩风化残积土，其承载力特征值一般较高，天然地基不单可作低层建筑物持力层，而且可作多层或8～15层左右建筑物地基持力层。基础埋深一般1．50～6．0m，基坑开挖时如基底有孤石存在，基础不能直接建于孤石上，以免地基土力学性质不均匀，从而产生不均匀沉降。当基础底部揭露有孤石时，对于直径较小的可直接挖除，并用压实系数大于0.94的中粗砂回填振实；对于直径较大的孤石，一般将孤石上部(如图1所示)炸掉1～2m(多层用小值、高层用大值)，对于多层建筑可采用中粗砂褥垫，其压实系数大于0.94，对于高层建筑采用砂夹石褥垫(其中碎石、卵石占全重的30％～50％)，压实系数大于0.94。
图1 浅部孤石用褥垫处理
实践证明；当孤石分布在基础底部2m以下时，孤石一般不会对建筑物产生危害，此时可将孤石视为残积土层中的包裸体，孤石上部的残积层可视为褥垫层，不需要处理。
对于隐伏在残积土层中而埋深在2m以内的孤石可用钎插探明，具体方法是：在基坑开挖到基底设计标高时，对筏板及箱形基础可沿基础平面位置按2m×2m。
(当钻探揭露孤石垂直视厚度较大时)或1．5m×1．5m(当钻探揭露孤石垂直厚较小时)网络进行钎探，探深2m。
如珠海市某花园6号楼高17层、阳江市某中学学生宿舍楼高7层等工程采用天然地基，用褥垫层对揭露孤石进行处理，取得了良好的效果。
4.2深部的处理
当孤石在风化残积土层中埋藏较深时，对沉管灌注桩及预制桩的施工产生质量问题(如沉桩困难、断桩等)，此时须从设计阶段着手处理；选择桩型时除考虑常规因素外，尚须考虑钻孔遇孤石的比例，孤石在钻孔中的垂直视厚度(大小)及孤石垂直分布的数量等综合确定。当钻孔遇孤石较多时，一般应避免选择预制桩、沉管桩，如必须采用桩基时优先选择穿透力较强的冲孔桩或人工挖孔桩。
对于孤石分布较少，而采用预制桩、沉管灌注桩时，由于此时桩遇孤石的可能性较小，一般是先按常规进行桩基施工，在施工时对于遇孤石的地段(以桩基承台为单元)进行特殊处理。首先在遇孤石的地段有针对性地布设一定数量的钻孔。钻孔布设在承台中心、同一承台两桩中部或沿地梁方向布设，查明孤石的大小及分布，同时在钻穿孤石后进行标准贯入试验，以初步判定孤石以下的残积层的承载能力，对于竖向荷载力在150～200t左右的承台，当孤石分布在承台正下方且垂直视厚度在2．50m以上埋深较浅的(如15m以内)，可采用人工挖孔桩、考虑以孤石作为桩端持力层，当人工挖孔桩至孤石时，应进行施工验桩，根据验桩结果按下列两种情况进行处理。
(1)桩底全为中、微风化孤石，孤石表面较平坦，说明孤石较大，清除浮土后，将孤石表面适当整平(如图2所示)，同时在桩底布设一定数量的锚筋(如图3所示)，锚固深度(人孤石深度)为(10～12)d，d为锚筋直径，锚筋沿十字形布设，将桩端固定在孤石上。
图2 将挖孔桩桩端置于弧石的处理
(2)当孤石较小或挖桩未置于孤石正上方时，将孤石爆破清除(如图4所示)，将桩端置于孤石以下的残积土层中，必要时在桩端采用扩大头，以满足桩的承载力要求。
对于不能用人工挖孔桩或冲孔桩处理的桩基础，首先沿地梁方向布设超前钻探点，钻探点由沿地梁或其延长线方向按1～1．5m间距布设，施钻方向由承台往外围施工，钻探深度超过桩遇孤石深度约5m，以探明孤石的范围，可在未遇见孤石的钻探点处进行沉桩，同时进行变更地梁设计，延长地梁至补桩处进行处理。
如电白县某局住宅楼(建筑物高13层)、电白县某中学新校址部分建筑物(楼高6～7层)等工程采用400mm的预应力管桩，用上述方法对孤石进行处理，经检验符合要求，取得了满意的效果，多年后建筑物未见出现质量问题。
5.结束语
（1）孤石分布在残积层中，具有一定的隐蔽性、危害性，对于有孤石分布的场地，应从设计阶段开始重视对孤石的处理。
（2）对于有孤石分布的场地，在勘察时应适当增加勘探点数量，施工时辅以超前钻探，以进一步查明场地孤石分布情况，为设计提供详细的处理依据。
【参考文献】
［１］成都地质学院;动力地质学原理[M].地质出版社.
［２］华南工学.院.地基及基础[M].地中国建筑工业出版社.
［３］JGJ79—91建筑地基处理技术规范[S].