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常見地層鑒別及其特性、HDD適用性及注意事項 1.1 土的工程分類 自然界中土的種類不同，其工程性質(zhì)也必不相同。影響土的工程性質(zhì)的主要因素是土的三相組成和土的物理狀態(tài)，其中最主要的因素是三相組成中土的固體顆粒。目前，國際、國內(nèi)土的工程分類法并不統(tǒng)一。我們主要介紹我國 “建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范”（GB50007-2002）中的分類： （1）碎石土 粒徑大于 表1-1碎石土的分類
表1-2碎石土密實度野外鑒別方法
粒徑大于2mm的顆粒含量在50%以內(nèi)，同時粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過50%的土屬砂土。砂土根據(jù)粒組含量不同又分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂五類。具體見表1-3: 表1-3砂 土的分類 注：分類時應(yīng)根據(jù)粒組含量欄從上到下以最先符合者確定。 （3）粉土 粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于50%且塑性指數(shù)小于等于10的土屬粉土。該類土的工程性質(zhì)較差，如抗剪強(qiáng)度低，防水性差，粘聚力小等。 粉土介于無粘性土與粘性土之間，是指粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50%，塑性指數(shù)Ip小于或等于10的土。又可根據(jù)顆粒級配分為： 砂質(zhì)粉土：粒徑小于0.005mm的顆粒含量不超過全重10%； 粘質(zhì)粉土：粒徑小于0.005mm的顆粒含量超過全重10%。 粉土的顆粒級配中0.05~0.1mm和0.005~0.05mm的粒組占絕大多數(shù)，而水與土粒之間的作用是明顯不同于粘性土和砂土，這主要表現(xiàn)“粉粒”的特性。其工程性質(zhì)介于粘性土和砂土之間。 若用含水量接近飽和的粉土，團(tuán)成小球，放在掌上左右反復(fù)搖晃，并以另一手震擊，則土中水迅速滲出，并呈現(xiàn)光澤，這是野外鑒別時常用方法之一。 （4）粘性土 ①粘性土按沉積年代分為： 老粘性土：第四紀(jì)晚更新紀(jì)（Q3）及其以前沉積的粘性土，它是一種沉積年代久，工程性質(zhì)較好的粘性土。一般具有較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性。 一般粘性土：第四紀(jì)全新世（Q4）沉積的粘性土，其分布面積最廣，遇到的也最多，工程性質(zhì)變化很大。 新近沉積的粘性土：指５千年以來新近沉積的粘性土，強(qiáng)度較低。 ②粘性土按塑性指數(shù)分類 粒徑大于0.075mm的顆粒含量在50%以內(nèi)，塑性指數(shù)大于10的土屬粘性土。根據(jù)塑性指數(shù)的大小可細(xì)分為粘土和粉質(zhì)粘土，具體如表1-4。 表1-4粘性土的分類
軟土是指沿海的濱海相、三角洲相、內(nèi)陸平原或山區(qū)的河流相、湖泊相、沼澤相等主要由細(xì)粒土組成的土，具有孔隙比大（一般大于1）、天然含水量高（接近或大于液限）、壓縮性高和強(qiáng)度低的特點。包括淤泥、淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土等。多數(shù)還具有高靈敏度的結(jié)構(gòu)。 淤泥：天然含水量大于液限，天然孔隙比大于等于1.5的粘性土。 淤泥質(zhì)土：天然孔隙比小于1.5但大于等于1.0的粘性土。 當(dāng)土中有機(jī)質(zhì)含量大于5%時稱為有機(jī)質(zhì)土；大于60%時則稱泥炭。 泥炭是在潮濕和缺氧環(huán)境中未經(jīng)充分分解的植物遺體堆積而成的一種有機(jī)質(zhì)土，呈深褐色-黑色。其含水量極高，壓縮性很大，且不均勻。 （6）紅粘土 紅粘土為碳酸鹽巖系的巖石經(jīng)紅土化作用形成的高塑性粘土。其液限一般大于50，上硬下軟，具明顯的收縮性，裂隙發(fā)育，經(jīng)坡、洪積再搬運后仍保留紅粘土基本特征，液限大于45小于50的土稱為次生紅粘土。我國的紅粘土分布較廣，以貴州、云南、廣西等省區(qū)最為典型。 （7）人工填土 人工填土是指由人類活動而堆填的土。其物質(zhì)成分較雜，均勻性較差。根據(jù)其物質(zhì)組成和堆填方式，填土可分為素填土、雜填土、沖填土。各類填土應(yīng)根據(jù)下列特征予以區(qū)別： 素填土是由碎石、砂或粉土、粘性土等一種或幾種材料組成的填土，其中不含雜質(zhì)或含雜質(zhì)很少。按主要組成物質(zhì)分為碎石素填土、砂性素填土、粉性素填土及粘性填土。經(jīng)分層壓實后則稱為壓實填土。 雜填土是含大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾等雜物的填土。按其組成物質(zhì)成分和特征分為建筑垃圾土、工業(yè)廢料土及生活垃圾土。 沖填土為由水力沖填泥砂形成的填土。 （8）膨脹土 膨脹土一般是指粘粒成分主要由親水性粘土礦物（以蒙脫石和伊力石為主）所組成的粘性土，在環(huán)境和濕度變化時，可產(chǎn)生強(qiáng)烈的脹縮變形，具有吸水膨脹、失水收縮的特性。當(dāng)土中水分聚集時，土體膨脹；土中水分減少時，土體收縮并可使土體產(chǎn)生程度不同的裂隙，導(dǎo)致其自身強(qiáng)度的降低或消失，其自由膨脹率大于或等于40％的粘性土。 （9）濕陷性土 濕陷性土為浸水后產(chǎn)生附加沉降，其濕陷系數(shù)大于或等于0.015的土。 （10）多年凍土 多年凍土是指溫度等于或低于攝氏零度、含有固態(tài)水且這種狀態(tài)在自然界連續(xù)保持三年或三年以上的土。當(dāng)自然條件改變時，會產(chǎn)生凍脹、融陷、熱融滑塌等特殊不良地質(zhì)現(xiàn)象及發(fā)生物理力學(xué)性質(zhì)的改變。 （11）鹽漬土 還有混合土、污染土等等。 1.1.2土的野外鑒別 表1-5 土的野外鑒別
1.2巖石的工程分類 巖石是天然產(chǎn)出的，具有一定的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的礦物集合體。自然界中巖石的種類很多，按成因可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖石。其它的分類見下文。 表1-7 巖石按強(qiáng)度分類 表1-8巖石按風(fēng)化程度分類
巖石的可鉆性，是指鉆進(jìn)時巖石抵抗壓力和破碎的能力；也表示進(jìn)尺效率的高低。因此，巖石的可鉆性是巖石各種特性的綜合，是衡量巖石鉆進(jìn)難易程度的主要指標(biāo)。一般用單位時間的進(jìn)尺數(shù)來表示可鉆性的高低。按照這個分級方法，常把巖石的可鉆性，劃分為十二個等級。 由于各種巖石具有不同的物理力學(xué)性質(zhì),對鉆進(jìn)速度有不同的影響。在實際鉆進(jìn)過程中，在一定的技術(shù)條件下，測定出的各種巖石的鉆進(jìn)速度，通稱為巖石的可鉆性，也就是巖石被鉆頭破碎的難易程度。巖心鉆探時巖石的可鉆性分級如下： 一級：松散土 松軟疏散的---代表性巖石為：次生黃土、次生紅土、松軟不含碎石及角礫的砂土、硅藻土、不含植物根的泥炭質(zhì)腐殖層。（可鉆性：7.50 m/h，一次提鉆長度：2.80 m/次） 二級：較軟松散巖 較松軟疏散的---代表性巖石為：黃土層、紅土層、松軟的泥炭層、含10%-20%礫石、碎石的黏土質(zhì)和砂土質(zhì)、松軟的高嶺土類、含植物根的腐殖層。（可鉆性：4.00 m/h，一次提鉆長度：2.40 m/次） 三級：軟巖 軟的---代表性巖石為：強(qiáng)風(fēng)化頁巖、板巖、千枚巖和片巖，輕微膠結(jié)的砂層，含20%礫石、碎石的砂土，含20%礓結(jié)石的黃土層，石膏質(zhì)土層，泥灰?guī)r，滑石片巖、貝殼石灰?guī)r、褐煤、煙煤。（可鉆性：2.45 m/h，一次提鉆長度：2.00 m/次） 四級：稍軟巖 稍軟的---代表性巖石為：頁巖、砂質(zhì)頁巖、油頁巖、炭質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)頁巖、砂頁巖互層，較致密的泥灰?guī)r、泥質(zhì)砂巖。塊狀石灰?guī)r、白云巖、強(qiáng)風(fēng)化的橄欖巖、純橄欖巖、蛇紋巖和磷灰?guī)r、中等硬度煤層、巖鹽、結(jié)晶石膏、高嶺土層、火山泥灰?guī)r、凍結(jié)的含水砂層。（可鉆性：1.60 m/h，一次提鉆長度：1.70 m/次） 五級：稍硬巖 稍硬的---代表性巖石為：卵石、碎石及礫石層、崩級層、泥質(zhì)板巖，絹云母綠泥石板巖、千枚巖和片巖、細(xì)粒結(jié)晶灰?guī)r、大理石、較松軟的砂巖、蛇紋巖、純橄欖巖、風(fēng)化的角閃石斑巖和粗面巖、硬煙煤、無煙煤、凍結(jié)的粗粒砂、礫層、凍土層。（可鉆性：1.15 m/h，一次提鉆長度：1.50 m/次） 六級-七級：中硬巖 中等硬度的---代表性巖石為：綠泥石、云母、絹云母板巖、千枚巖、片巖、輕微硅化的灰?guī)r、方解石、綠簾石、鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖，長石砂巖、石英砂巖、石英粗面巖、角閃石斑巖。透輝石巖、輝長巖、凍結(jié)的礫石層。（可鉆性：0.82 m/h，一次提鉆長度：1.30 m/次） 石英、角閃石、云母、赤鐵礦化板巖、千枚巖、片巖，微硅化的板巖、千枚巖、片巖、長石石英砂巖、石英二長巖，微片巖化的鈉長石斑巖，粗面巖，角閃石斑巖，礫石、碎石層，微風(fēng)化的粗?；◢弾r、正長巖、斑巖、輝長巖及其他火成巖，硅質(zhì)灰?guī)r，燧石灰?guī)r等。（可鉆性：0.57 m/h，一次提鉆長度：1.10 m/次） 八級--九級:硬巖 硬巖---代表性巖石為:硅化絹云母板巖、千枚巖、片巖、片麻巖、綠簾石巖，含石英的碳酸巖石，含石英重晶石巖石，含磁鐵礦和赤鐵礦的石英巖，鈣質(zhì)膠結(jié)的礫巖，玄武巖，輝綠巖，安山巖，輝石巖，石英安山斑巖，中粒結(jié)晶的鈉長斑巖和角閃石斑巖，細(xì)粒硅質(zhì)膠結(jié)的石英砂巖和長石砂巖，含大塊燧石灰?guī)r，輕微風(fēng)化的花崗巖、花崗片麻巖、偉晶巖、閃長巖、輝長巖等。（可鉆性：0.38 m/h，一次提鉆長度：0.85 m/次） 高硅化的板巖、千枚巖、灰?guī)r、砂巖；粗粒的花崗巖、花崗閃長巖、花崗片麻巖、正長巖、輝長巖、粗面巖；微風(fēng)化的：石英粗面巖、偉晶花崗巖、灰?guī)r、硅化的凝灰?guī)r、角頁巖化凝灰?guī)r、細(xì)粒石英巖、石英質(zhì)磷灰?guī)r、偉晶巖。（可鉆性：0.25 m/h，一次提鉆長度：0.65 m/次） 十級--十一級：堅硬巖 堅硬巖---代表性巖石為：細(xì)粒的花崗巖，花崗閃長巖，花崗片麻巖，流紋巖，微晶花崗巖，石英粗面巖，石英鈉長斑巖，堅硬的石英偉晶巖，燧石巖。（可鉆性：0.15 m/h，一次提鉆長度：0.50 m/次） 剛玉巖，石英巖，碧玉巖，塊狀石英，最堅硬的鐵質(zhì)角頁巖，碧玉質(zhì)的硅化板巖，燧石巖。（可鉆性：0.09 m/h，一次提鉆長度：0.32 m/次） 十二級：最堅硬巖 最堅硬巖---代表性巖石為：未風(fēng)化極致密的石英巖、碧玉巖、角頁巖、純鈉輝石剛玉巖，石英，燧石，碧玉。（可鉆性：0.045 m/h，一次提鉆長度：0.16 m/次）. 1.3 復(fù)雜地層分類及HDD地層適用性 1.3.1復(fù)雜地層綜合分類表 表1-9復(fù)雜地層綜合分類表
地層條件是影響HDD鉆進(jìn)工藝、工程成本和適應(yīng)性的一個關(guān)鍵因素，表1-10列出了HDD和地層條件的適應(yīng)性關(guān)系。 表1-10 HDD和地層條件的適應(yīng)性關(guān)系 如果您有好的非開挖技術(shù)可以爆料，歡迎與我們分享，或者通過“銳林非開挖”與同行共享。 |
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