昆明地区玄武岩残积土工程特性初探

昆明地区玄武岩残积土工程特性初探
摘要：玄武岩残积土具有低密度、高孔隙比、高含水率、高液限、压缩性偏高
等特征，是一种工程特性比较独特的粘性土，本文试图通过采用原位测试与室内
土工试验相结合的研究方法，对玄武岩残积土物理力学性质及工程特性进行了分
析评价，对一般工程建设、岩土工程勘察具有一定的参考、指导价值。

关键词：玄武岩残积土，工程特性，低密度，高孔隙比，高含水率，高液限，压缩性偏高，承载力特征值，假塑性
1、概述
玄武岩残积土是由玄武岩完全风化后残留在原地或经过轻微搬运而形成的土，玄武岩是一种火山喷出岩，新鲜的玄武岩呈灰黑色，主要矿物成分为基性斜长石，橄榄石、辉石等，为隐晶质结构，具块状、气孔构造，玄武岩残积土一般自地表
之下呈褐红、褐黄、棕褐色、褐灰、兰灰色，局部灰绿、深灰色，玄武岩残积土
颜色的变化，反映了淋滤作用，母岩矿物风化蚀变及粘土化程度由浅至深均呈逐
渐减弱趋势，一般上部裂隙发育，下部则普遍具有完整性。

玄武岩的岩石结构构造变化较大，风化速率不一致，风化带发育异常，而风
化带发育的异常性又给岩石后续风化环境造成新的变化；原岩的气孔(孔洞)和风
化物土粒之间孔隙组合的特点差异以及矿物在不同风化程度下的特性差异都可使
玄武岩残积土出现多变的性质。

玄武岩地表残积土天然状态下具有低密度、高孔隙比、高含水率、高液限、
压缩性偏高等特性，是一种不同于软土、红粘土、膨胀土等特殊土的粘性土，其
工程特性比较独特。

昆明玄武岩分布较为广泛，主要分布于东部，其他地区呈条带状零星分布，
如白邑、松华坝、碗花山——马梨园、马金铺等低山区及宽谷区。

大部分地区以
致密状玄武岩为主，不能分段。

中部昆明——松华坝一带可分为上部玄武岩和下
部火山碎屑岩两段。

玄武岩因内生柱状节理和化学矿物成分的不稳定性而成为极易风化的岩石，
地表普遍有较厚的风化带。

尤其是在地形平缓地区，如马金铺及昆明北团山一带，风化厚度多在5~30米，宝象河水库以东的个别地段，最深达50~60米。

风化岩
在垂向上分带比较明显，上部强烈，风化带的风化岩，颜色浅，风化裂隙呈网格
状密集发育，岩石均为细小的碎块或土状，矿物成分完全变质，结构面上常见粘
土薄膜，岩块用手捏即碎，属散体结构；下部中等风化带的风化岩，节理及裂隙
发育，岩石间连接能力极差，力学强度较新鲜岩石成倍下降，属风化碎裂结构。

本文结合实际工程地质工作，采用原位测试与室内土工试验相结合的研究方法，较为系统的分析其主要物理力学性质，对一般工程建设、岩土工程勘察具有
一定的参考、指导作用。

2、玄武岩残积土的物理力学特性
2.1基本物理力学性质指标
根据昆明各地区工程建设项目的岩土工程勘察成果，收集了茨坝、羊仙坡、
小屯等地，在地面以下0～25米深度区间的土工试验成果，土的物理力学性质指
标成果见表1、表2所示。

通过各种不同的方法确定玄武岩残积土的承载力特征值时差异比较大，但可以看出，采
用标准贯入试验击数与平板载荷试验所确定的地基承载力特征值相对较为吻合，而平板载荷
试验是测定承载力特征值最直接有效的方法。

同时从浸水前后的平板载荷试验成果得知，玄
武岩残积土地基承载力特征值受水的影响比较大，浸水后地基承载力特征值明显降低。

综上所述，除平板载荷试验以外，以物理性质指标用查表法来判定玄武岩残积土的承载
力有较大的困难，且与实际有一定出入，以理论公式计算其承载力又因土的力学指标离散度大、标准值明显偏低而欠理想。

因此，工程勘察中应重视触探试验工作，同时应以标准贯入
试验作为原位测试的重点，以多种方法综合确定其地基承载力。

5、玄武岩残积土在工程实际中需特别注意的问题
从以上章节中玄武岩残积土的物理力学指标及浸水前后的平板载荷试验成果可以推断，
玄武岩残积土具有较大的孔隙比和一定的假塑性，抵抗渗透水破坏的能力较低。

如小屯工程
建设项目玄武岩残积土在勘察钻孔的岩芯上表现为硬塑～坚硬状态为主，但基坑开挖后适逢
降雨，基坑部分地段积水数天后底部土层已高度软化，软化层厚度达0.2～0.5m，反复踩踏
可呈浆状物。

积水使玄武岩残积土的工程性质极度恶化。

故以玄武岩残积层作为持力层时，应严格避开降雨天气施工基坑，以免地基受到积水软
化破坏。

玄武岩残积土在物理力学方面都较容易受到扰动破坏，故基础施工前基坑底部宜预
留0.3～0.5m厚的土层暂不剥除，待基础施工时再以人工开挖的方法剥除。

为防止建筑物落
成后地基土受到地表渗水的破坏，一方面应适当加大基础埋深，另一方面在回填室外地坪时，基础边缘宜以隔水性较好的一般粘性土或素混凝土回填。

6、结语
玄武岩残积土的基本物理力学性质无论在单个建筑场地还是在较大的区域上．都有较大
的变化，是一种特殊的粘性土，天然状态下结构松散，在物理力学性质上表现为低密度、高
孔隙比、高含水率、高液限、压缩性偏高等特征，依据当前的规程、规范，玄武岩残积土不
符合软土、红粘土、膨胀土等特殊类土的特征，但某些特性与这些特殊土相近，一些特征指
标甚至超出当前一些规程、规范对一般粘性土界定的取值范围，其工程特性比较独特。

如果
对此类玄武岩残积土具有的特殊性质认识不足或采取的工程措施不合理，则有可能对土的强
度及变形特性作出错误的评价，给基础设计方案造成阻碍，甚至在施工过程中形成安全隐患。

参考文献
[1]《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）.
[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）.
[3]《云南省昆明地区滇池流域水文地质及工程地质普查报告》.
[4]《工程地质手册第四版》中国建筑工业出版社.
[5]《用双桥静力触探计算粘性土承载力的经验公式》作者：朱向东.。