20070315钻探岩芯工程地质编录--孔繁东
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砂土的颗粒级配曲线:砂粒粒度较均匀,粒级分 布范围窄,则颗粒级配曲线较陡,级配不良;砂 粒度不均匀,粒级分布范围宽,颗粒级配曲线呈 舒缓状,级配良好,如缺少某些中间粒径,级配 曲线中间出现水平段,级配不连续,亦属级配不 料的砂土。 由颗粒级配曲线上可量得小于该粒径的颗粒占总 质量的10%、30%、50%、60%的粒径,分别称 为: d10——有效粒径,d30——中间粒径 d50——平均粒径,d60——界限粒径
5.2砂土 砂土为粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的 50%、粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量50% 的土。砂土可按表5.2.1分为砾砂、粗砂、中砂、 细砂和粉砂。
砂土应描述颜色、颗粒的矿物组成、颗粒级配 (粒径的大小及粒度均匀与否、最大粒径、一般 粒径及含量)、粉、粘粒的含量、湿度(干燥、 潮湿、饱和)、密实度等。 砂土密实度颗按实测标准贯入试验锤击数判定, 见表5.2.2。
mc 4
<3-2> 灰黄、褐黄色,9.8m以上中密,9.8m以下密实, 饱和,粒度不均,中等风化含砂岩岩屑砾约15%, 砾石以次圆状为主,一般粒径3mm,最大粒径 5mm左右,石英质粗砂约45%,细砂30%左右, 10%左右粉、粘粒。 <5-2> 12.90~14.10m粉质粘土(Q el): 褐红色,硬塑状,为含砾粗砂岩风化残积土,无 摇震反映,含砂20%左右,手捻砂感重,捻面稍 光滑,塑性中等,湿土能搓成2.5mm土条,韧性 中等,干强度中等,干土块难掰断,但较易击碎。
根据RQD值可将岩体质量划分为五级,见表7.6。
岩体完整程度可根据结构面发育情况、RQD值等 综合进行定性分类,按完整性指数Kv定量分类, 详见表7.7
根据岩石坚硬程度和岩体完整程度划分岩体基本 质量等级,见表7.8,注意岩石坚硬程度、风化程 度相同,当岩体完整程度不同,即其裂隙发育程 度、RQD值不同时,应分段划分岩体基本质量等 级。
5.4粘性土 粘性土为塑性指数大于10的土 10< Iρ≤17为粉质粘土;Iρ>17为粘土。 粘性土应描述颜色、状态、包含物、摇震反应、光 泽反应、干强度、韧性等,粘性土的状态见表5.4.1。
粉土、粘性土(粉质粘土、粘土)的简易鉴别见 表5.4.2
摇震反应:将软塑至流塑状态的小土块揉成土球, 在掌上反复摇晃,另一掌振击,土中的自由水将 渗出,球面呈现光泽,用二手指捏土球,放松后 水又被吸入,光泽消失。 立即渗水及吸水者为反应快; 渗水吸水有中等反应为反应中等; 渗水吸水慢及不渗不吸者为反应慢或无反应。 光泽(滑)反应:稍湿近硬塑状时的手捻滑腻感 砂感和捻面的光泽感。
3.岩心编录的及时性
钻探编录人员应坚守在钻孔施工现场,及时跟 进进行岩心编录,一是避免因岩心放置时间长, 失水而造成状态改变;二是及时发现和纠正钻 探出现的问题(如岩心采取率不够时应及时提 醒机台注意采取措施提高采取率;及时更换不 合格标贯头等等)。 编录之前,应对照检查钻探班报表与岩心牌的 回次记录是否一致,需要记录的数据(初见水 位埋深、稳定水位埋深、基岩面深度等)是否 齐全,避免补记、漏记 。
岩石质量指标RQD值应是用φ75mm双层岩心管金 刚石钻头采取的岩心统计RQD值,以其它钻具所 取岩心统计的RQD值可作为对照参考。
应按回次计算RQD值:
长度大于 10cm的岩心段的总长度( m) 回次RQD值= 100 % 本回次进尺(m)
当在同一回次中有分层位置或RQD值差异较大时, 应分段进行RQD值统计。
沉积岩岩层厚度分类见表7.1。
结晶岩石矿物颗粒粒度分类见表7.2。
岩心按其形状、长度(块度)划分为5个等级,见 表7.3。
岩石按其饱和单轴抗压强度划分为坚硬、较硬、 较软、软、极软岩五类,现场可分局锤击感及浸 (吸)水反应等进行定性划分,见表7.4。
岩石按风化程度划分为未风化、微风化、中等风 化、强风化、全风化、残积土六类,根据野外特 性划分见表7.5。
搓条:将含水量略大于塑限的湿土搓条。 能搓成直径小于1mm土条为塑性高; 能搓成直径1~3mm土条不断为塑性中等; 搓成直径大于3mm土条即断裂为塑性低。
6.特殊性土
特殊性土包括填土、软土、混合土、风化岩和 残积土、湿陷性土、红粘土等,对于特殊性土 除应描述相应土类规定的内容外,尚应描述其 特殊成分和特殊性质,如淤泥、淤泥质土应描 述包含物、有机质、嗅味等,填土应描述物质 成分、压实程度和均匀性、堆填年代等。
5.土的分类和描述
土分为碎石土、砂土、粉土、粘性土四大类, 土的定名应在现场描述的基础上,结合室内试 验的开土记录和试验结果综合确定。 土按土颗粒的粒径大小分组见表5.1
5.1碎石土 粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土称 为碎石土,根据颗粒级配及形状应按表5.1.1分为 漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾。 碎石土应描述颜色、颗粒级配(大小和含量、最 大粒径、一般粒径)、颗粒形状(磨圆度、圆、 亚圆、棱角、次棱角等)、母岩成分、风化程度、 充填物的性质(土或砂)和充填程度、密实度等。 碎石土的密实度可按表5.1.2进行鉴别。 圆砾、角砾、部分卵石的密实度可按重型圆锥动 力触探锤击数判别密实度,见表5.1.3
干强度:将一小块土捏成土团,风干。 很难或用力才能捏碎或手掰断,为干强度高; 稍用力即可捏碎或掰断为干强度中等; 易捏碎或捻成粉末为干强度低。 韧性:将含水量略大于ຫໍສະໝຸດ Baidu限的湿土块揉匀,搓成 3mm条,再揉成团,再次搓条的可能性。 能再搓成条,捏而不碎为韧性高; 可再成团,捏而不碎,但难再搓成条,为韧性中 等; 勉强或不能揉成团,易碎散为韧性低。
代表上一层的分层岩心 长度 分层深度=回次起始深 度+ 岩心采取率
或
代表下一层的分层岩心 长度 分层深度=回次终止深 度- 岩心采取率
例如某回次自17.3至19.16m,回次进尺1.86m,采 上岩心1.54m,其中上部0.44m为中风化花岗岩, 下部1.1m为微风化花岗岩,则:
1.54 该回次岩心采取率= 100%=83% 1.86
0.44 中、微风化岩的换层深 度=17.3 = 17.83m 0.83
· 偏靠安全推算法: 假定相对好的一层岩心采取率为100%,推算分层 深度。 仍以上例,则:
中、微风化岩的换层深 度= 19.16 1.1 18.06m · 钻探异常深度记录 严格要求机台及时准确记录进尺快慢变换、遇砾 卵石、基岩面、溶洞的顶、底等感觉钻进异常的 孔深,对于确定分层深度有重要作用,也是判断 和确定换层位置最为准确的方法 。
1 2
<8> 22.90~43.80m中风化含砾粗砂岩(K 2 d 1): 22.90~27.20m灰紫色,27.20~43.80m紫灰色,含 砾粗砂碎屑结构,厚层状构造,原岩结构部分破 坏,锤击声哑,较易击碎,软岩。22.90~38.2m, 岩心以块状为主夹扁柱状及少量短柱状,一组倾 角15°左右裂隙发育5~10条/m,裂隙面平直;一 组倾角45~50°裂隙较发育,约1~2条/m,裂隙 面平直;一组倾角70°裂隙稀疏发育,约1条/2m, 裂面舒缓波状起伏,RQD=0~5%,岩体破碎, 岩体基本质量等级Ⅴ级,碎裂结构岩体。38.20~ 43.80m岩心以短柱状为主夹扁柱状及少量块状, 一组倾角10°左右层面裂隙发育,裂面平直,4~ 10条/m,岩体较完整,RQD=30~60%,岩体基 本质量等级Ⅳ级,层状碎裂结构岩体。
4.岩心采取率及分层深度
本回次岩心长回次 m) 100 % 回次岩心采取率= 本回次进回次 m)
分层岩心总长度( m) 分层岩心采取率= 100 % 分层总厚度( m)
对于完整和较完整岩体,岩心采取率不应 低于80%;较破碎和破碎岩体,采取率不 应低于65%。
分层深度的确定 · 采取率推算法: 当某回次出现不同地层的分层位置时,分层深度 可用采取率推算。
al pl Q 7.30~12.90m粗砂( 34 ):
<7> 14.10~22.90m强风化含砾砂岩(K d ): 14.10~19.60m紫红色,为强风化含砾砂岩, 19.60~22.90m,灰褐色,为强风化含砾粗砂岩, 岩石风化强烈,原岩结构大部分破坏,不规则风 化裂隙发育,岩心以块状为主夹少量扁柱状,岩 块轻击即碎,小岩块手可板断,搓碎,属极软岩, 极破碎,RQD值=0,岩体基本质量等级为Ⅴ级, 散体状结构岩体。
对地下洞室和边坡工程,尚应确定岩体的结构类 型。岩体结构类型划分见表7.7相应结构类型。
8.取样和送样
土、岩样应按勘察纲要要求的取样位置(间隔) 和层位采取,取样器和取样方法应符合技术要 求,样品应及时封装和妥善保存(如不得置于 露天晒和淋雨等)。 土、岩样取样应注意其代表性,即该位置所取 土、岩样应能较好反映相应层位土、岩的物理 力学性质。 土、岩样采取后应及时填写送样单装箱运送实 验室,运送过程中应避免碰撞,运送及交样前 应详细认真检查样品标签与送样单所列土、岩 名称、取样深度等是否相一致,送样单试验项 目应满足工程要求和合同书的约定。
7.岩石
岩石首先应根据其地质成因、矿物成分、结构 构造和风化程度定名,如强风化花岗岩、微风 化泥质粉砂岩等。 岩石描述应包括地质名称、风化程度、颜色、 主要矿物、结构、构造(对沉积岩应着重描述 沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分和胶结 程度、层理发育特征和层厚;对岩浆岩和变质 岩应着重描述矿物结晶大小和结晶程度)、岩 心状态。RQD值、结构面发育的深度和发育程 度(组数)、产状(倾角,包括层面倾角)间 距(同组)、组合形式(不同组之间)、闭合 (张开)程度、粗糙程度、充填情况和充填物 性质、并划分岩体基本质量等级。
钻探岩心工程地质编录
孔繁东 2007年3月15日
前言
1.岩心工程地质编录的重要性 2.编录前的准备 3.岩心编录的及时性 4.岩心采取率及分层深度 5.土的分类和描述 6.特殊性土 7.岩石 8.取样和送样
1.岩心工程地质编录的重要性
钻探取心进行岩性鉴别和取样试验、鉴定 是工程地质工作的主要手段,认真作好钻 探岩心工程地质编录,对于取全取准第一 手工程地质资料,进行岩土工程条件的分 析和评价具有重要意义。
d 60 不均匀系数:Cu d10
Cu值越大,表示土颗粒越不均匀,Cu≤5级 配不均匀;Cu >5级配均匀。
2 d 30 曲率系数:Cc d10 d 60
Cc=1~3反映级配连续性好 级配良好的土须满足Cu> 5并且Cc=1~3。
5.3粉土 粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的 50%,且塑性指数Iρ≤10的土为粉土。 粉土应描述颜色、包含物、湿度、密实度、摇震 反应、光泽反应、干强度、韧性等。粉土湿度分 类见表5.3.1;密实度分类见表5.3.2。
2.编录前的准备
应明确了解工程的目的和要求(工程类型、规 模不同,取样、测试等的重点不同,如高、重 的建(构)筑物,拟采用桩基础,应注重可作 为桩端持力层层位的取样和原位测试,盾构法 施工在隧道部位为红层或花岗岩残积土、全、 强风化岩时,应进行粉、粘粒含量的测试等)。 明确注意勘察技术要求,如取样、原位测试的 间隔,终孔原则等。 需要的工具:地质锤、放大镜、钢卷尺、计算 器、照相机等,小瓶稀烟酸备用。 项目开展初期应由技术负责人(或委托编录组 长)与所有编录人员一起,认真剖析对比几个 钻孔岩心,统一对分层及标识的认识。
钻孔岩心编录实例(以四号线E标MDZ2-106孔为 例,参照原编录及岩心照片重编) ml Q <1> 0~1.90m素填土( 4 ): 灰~灰黄色,以粗砂、碎石为主, 混少量粘 性土组成,近期堆填,未压实,岩心呈松散含碎 石砂土状,0.8m以上稍湿~湿,0.8m以下饱和。 <2-1A> 1.90~7.30m淤泥(Q ): 深灰色,流塑状,含少量腐殖质及贝壳碎片,稍 有臭味,无摇震反映,手捻滑腻捻面光滑,塑性 高能搓成0.8mm土条,韧性高,干强度高,干土 块难敲碎。