勘察报告里经常看到“坚硬岩”“较软岩”“软岩”这些词。刚入行的同行可能以为这只是个定性描述,但背后其实有个明确的数字在说话。 今天就把岩石坚硬程度的分级标准讲清楚。 一、先说个生活场景 花岗岩和大理石,你拿锤子砸——花岗岩砸不动,大理石板砸一下可能就裂了。 差别在哪?强度不一样。 “强度”是岩石内部颗粒之间结合的牢固程度。结合的越紧,越难砸碎,就是越“硬”。这个“硬”的准确说法叫单轴抗压强度Rc——把岩石做成标准试件,压到碎,看它承受了多大的力。 二、一个数字定乾坤——单轴抗压强度Rc 判断岩石软硬程度的指标叫单轴抗压强度,代号Rc,单位是MPa(兆帕)。通俗理解:把岩石压碎需要多大的力,Rc越大,岩石越硬。 这个指标在业内也叫岩石饱和单轴抗压强度。规定是“饱和”状态下测的,因为岩石浸水后强度会降低,要按最不利的情况算。规范规定用饱和单轴抗压强度Rc作为定量指标,当无法取得实测值时,可以用点荷载强度指数Is(50) 换算。 三、五级标准,一次说清楚 根据《工程岩体分级标准》(GB/T 50218-2014),岩石按饱和单轴抗压强度Rc分为五级: 【坚硬岩】Rc > 60 MPa 锤击声清脆、有回弹、震手、难击碎,浸水后基本无吸水反应。 典型例子:未风化~微风化的花岗岩、闪长岩、玄武岩、石英岩、石英砂岩、硅质砾岩。这类岩石承载力极高,是最好的地基材料,基本不需要处理。 【较硬岩】30 < Rc ≤ 60 MPa 锤击声较清脆、有轻微回弹、稍震手、较难击碎,有轻微吸水反应。 典型例子:微风化的坚硬岩,或未风化~微风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩。承载力高、变形小,是良好地基。 【较软岩】15 < Rc ≤ 30 MPa 锤击声不清脆、无回弹、较易击碎,浸水后指甲可刻出印痕。 典型例子:中等风化~强风化的坚硬岩或较硬岩;未风化~微风化的凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩。承载力一般,地基处理视具体工程而定。 【软岩】5 < Rc ≤ 15 MPa 锤击声哑、无回弹、有凹痕、易击碎,浸水后可掰开。 典型例子:强风化的坚硬岩或较硬岩;中等风化~强风化的较软岩;未风化~微风化的页岩、泥岩、泥质砂岩。承载力低、变形大,需要专门处理。 【极软岩】Rc ≤ 5 MPa 锤击声哑、无回弹、有较深凹痕、手可捏碎,浸水后可捏成团。 典型例子:全风化的各种岩石、各种半成岩(还没完全固结成岩的)。承载力极低,基本不能直接作为地基,必须挖除或加固。 记住几个关键数字: · Rc > 60:坚硬岩,最好,基本不用处理 · 30~60:较硬岩,不错,局部简单处理 · 15~30:较软岩,一般,视情况处理 · 5~15:软岩,较差,必须处理 · Rc ≤ 5:极软岩,最差,基本不能直接用 30MPa是硬质岩和软质岩的分界线。Rc≥30MPa的属于硬质岩,Rc<30MPa的属于软质岩。这个界限在规范里反复出现,记牢了很有用。 四、工程上怎么用? 判断地基好坏 大坝等水工建筑物的地基,当然优先选坚硬岩和较硬岩。如果地基是软岩或极软岩,承载力不够,需要挖除、换填或加固处理。 配合岩体完整程度综合判断 岩石硬不等于地基好——还要看岩体完整程度(你之前写过的那篇“完整性分级”)。 比如坚硬岩但非常破碎(完整程度差),可能不如较硬岩但较完整的地基好。两者必须结合看。 配合风化程度判断 风化程度直接影响Rc值。同一块花岗岩,微风化时Rc可能超过100MPa,属于坚硬岩;强风化时Rc可能掉到10MPa以下,变成软岩。所以勘察报告里,“风化”和“硬度”要对着看。 快问快答 Q:Rc怎么测? A:现场取岩芯,在实验室加工成标准圆柱试件(直径50mm、高径比2:1),在压力机上压到碎,记录破坏时的最大压力值。设备不算复杂,一般工民建勘察单位都有。 Q:软岩和极软岩,工程上怎么处理? A:承载力低、变形大,通常要挖除或换填。如果埋藏深挖不掉,就做桩基础穿过软岩层,把荷载传到下部硬岩上。 Q:极软岩能做地基吗? A:一般不能直接做。极软岩强度极低,浸水后还可能进一步软化,必须挖除或处理。个别情况下(比如荷载很小的临时建筑),经过专门论证后可能可以用。