Chương 3 — Phân loại đá

Chương này làm với đá điều mà Chương 2 làm với đất: quy chuẩn cách mô tả, phân loại và đánh giá cường độ đá ngay tại hiện trường và trong biên bản lõi khoan.

Hình. Mặt cắt phong hóa (cấp I–VI) và cách tính chỉ số chất lượng đá RQD từ tổng chiều dài các đoạn lõi khoan nguyên vẹn ≥ 100 mm.

3.1 Mô tả đá

Bảng của mục này quy định trình tự mô tả đá: độ mạnh (strength) → cấp phong hóa → màu → kích thước hạt/kết tinh → cấu trúc → tên đá, kèm các thuật ngữ chuẩn.

Bảng 3.1 — Trình tự mô tả đá.

Thứ tự	Đặc trưng
1	Độ mạnh (cường độ)
2	Cấp phong hóa
3	Màu
4	Kích thước hạt / mức kết tinh
5	Cấu trúc (phân lớp, khe nứt)
6	Tên đá

3.2 Biên bản lõi khoan đá tại hiện trường

Hướng dẫn ghi biên bản lõi khoan: chiều dài đoạn lõi, tỷ lệ thu hồi, RQD, mô tả khe nứt, góc nghiêng khe nứt so với trục lõi.

3.3 Thông tin khoan

Thông tin khoan cần thiết cho đá: loại mũi khoan (kim cương / nón xoay), đường kính lõi, phương pháp khoan, mức từ chối, và dung dịch khoan.

3.4 Phong hóa đá

Bảng của mục này trình bày thang cấp phong hóa (từ đá tươi đến đất tàn tích): tươi (I), phong hóa nhẹ (II), phong hóa vừa (III), phong hóa mạnh (IV), phong hóa hoàn toàn (V), và đất tàn tích (VI), kèm mô tả nhận dạng cho từng cấp.

Bảng 3.4 — Thang cấp phong hóa đá.

Cấp	Mô tả	Nhận dạng tại hiện trường
I — Tươi (fresh)	Không có dấu hiệu phong hóa	Đá nguyên dạng, vỡ thành mảnh sắc cạnh
II — Phong hóa nhẹ	Phong hóa chỉ dọc theo khe nứt	Đổi màu dọc khe nứt, khối đá còn mạnh
III — Phong hóa vừa	Phong hóa xuyên vào khối đá	Đá yếu hơn, mảnh vỡ ngắn hơn
IV — Phong hóa mạnh	Phần lớn đã biến thành đất	Còn lõi đá nguyên dạng, có thể vỡ bằng tay
V — Phong hóa hoàn toàn	Toàn bộ thành đất	Cấu trúc đá còn thấy, dễ vỡ bằng tay
VI — Đất tàn tích	Mất hoàn toàn cấu trúc đá	Đất, không nhận ra đá gốc

3.5 Màu sắc

Màu của đá tươi so với màu dọc theo khe nứt chỉ ra mức độ phong hóa và sự hiện diện của nước — một chỉ dấu quan trọng khi đánh giá độ bền khối đá.

3.6 Cấu trúc đá

Mô tả cấu trúc khối đá: phân lớp, phiến, đá khối, đá dăm, đới dập vỡ, đứt gãy, và các bất liên tục chính.

3.7 Chỉ số chất lượng đá (RQD)

Bảng của mục này giải thích cách tính RQD (Rock Quality Designation) — tổng chiều dài các đoạn lõi nguyên vẹn ≥ 100 mm chia cho chiều dài khoan, biểu diễn bằng phần trăm — và các ngưỡng phân loại: rất kém (< 25%), kém (25–50%), trung bình (50–75%), tốt (75–90%), rất tốt (90–100%).

Bảng 3.7 — Phân loại chất lượng khối đá theo RQD.

RQD (%)	Chất lượng khối đá
< 25	Rất kém
25–50	Kém
50–75	Trung bình
75–90	Tốt
90–100	Rất tốt

RQD = (tổng chiều dài các đoạn lõi nguyên vẹn ≥ 100 mm) / chiều dài khoan × 100%.

3.8 Cường độ đá

Bảng của mục này liên hệ mô tả bằng mắt/tay với cường độ kháng nén một trục (qu, MPa): cực yếu, rất yếu, yếu, trung bình, mạnh, rất mạnh, cực mạnh — theo thang phân loại quốc tế (ISRM).

Bảng 3.8 — Cường độ đá theo thang ISRM.

Mô tả	qu (MPa)
Cực yếu	< 1
Rất yếu	1–5
Yếu	5–25
Trung bình	25–50
Mạnh	50–100
Rất mạnh	100–250
Cực mạnh	> 250

3.9 Độ cứng đá

Độ cứng đá liên quan đến thang Mohs và đến khả năng cày xới/đào (xem Chương 12).

3.10 Ảnh hưởng tỷ lệ của khe nứt

Cường độ khối đá giảm khi kích thước khe nứt và mật độ khe nứt tăng so với kích thước công trình — nguyên lý tỷ lệ (scale effect).

3.11 Khoảng cách khe nứt

Bảng của mục này phân loại khoảng cách khe nứt (rất gần, gần, trung bình, xa, rất xa) và liên hệ với chất lượng khối đá.

Bảng 3.11 — Phân loại theo khoảng cách khe nứt.

Mô tả	Khoảng cách	Chất lượng khối đá
Rất gần	< 60 mm	Rất kém
Gần	60–200 mm	Kém
Trung bình	200–600 mm	Trung bình
Xa	600–2000 mm	Tốt
Rất xa	> 2000 mm	Rất tốt

3.12 Mô tả khe nứt

Quy định mô tả khe nứt theo các đặc trưng: độ nhám, độ gồ ghề (waviness), vật liệu lấp đầy, độ mở, độ phong hóa, và độ ẩm.

3.13 Ký hiệu khe nứt

Bảng của mục này đưa bộ ký hiệu chuẩn dùng trên biên bản và bản vẽ để thể hiện phương, hướng dốc và loại khe nứt.

Bảng 3.13 — Các thuộc tính khe nứt cần ghi trong biên bản.

Thuộc tính	Cách ghi
Phương (dip direction)	Góc phương vị 000–360°
Góc dốc (dip)	0–90°
Độ mở	Kín / mở, kèm chiều rộng ước lượng
Vật liệu lấp đầy	Canxit, thạch anh, sét, không có
Độ nhám / độ gồ ghề	Mô tả hoặc thang R1–R6
Mức phong hóa mặt khe	Tươi đến phong hóa mạnh
Độ ẩm khe	Khô, ẩm, chảy

3.14 Các loại đá trầm tích và pyroclastic

Bảng phân loại và mô tả các loại đá trầm tích (cát kết, bột kết, sét kết, đá vôi, sạn kết) và đá núi lửa vụn (tuff, breccia), kèm tính chất kỹ thuật điển hình.

Bảng 3.14 — Đá trầm tích và đá núi lửa vụn.

Đá	Thành phần	Tính chất kỹ thuật điển hình
Cát kết (sandstone)	Hạt cát gắn kết	Cường độ trung bình, phụ thuộc chất gắn kết
Bột kết (siltstone)	Hạt bụi gắn kết	Yếu hơn cát kết, dễ phong hóa
Sét kết (mudstone/shale)	Sét gắn kết	Yếu, dễ nứt, dễ trương
Đá vôi (limestone)	Canxit	Hòa tan trong nước axit, có thể có hang
Sạn kết (conglomerate)	Sỏi cuội gắn kết	Biến thiên mạnh theo chất gắn kết
Tuff	Tro núi lửa gắn kết	Nhẹ, cường độ yếu–trung bình
Breccia	Mảnh vụn góc cạnh	Biến thiên, phụ thuộc chất gắn kết

3.15 Các loại đá biến chất và magma

Bảng phân loại đá biến chất (gneiss, schist, đá phiến, quarzit, đá hoa) và đá magma (granit, bazan, gabro, ryolit), kèm tính chất kỹ thuật điển hình và cường độ.

Bảng 3.15 — Đá biến chất và đá magma.

Đá	Nguồn gốc	Tính chất kỹ thuật điển hình
Gneiss	Biến chất cao	Mạnh, có cấu tạo phiến
Schist	Biến chất trung bình	Dễ tách phiến, cường độ định hướng
Đá phiến (slate)	Biến chất thấp	Tách phiến mạnh
Quarzit	Cát kết biến chất	Rất mạnh, bền
Đá hoa (marble)	Đá vôi biến chất	Mạnh, hòa tan trong axit
Granit	Magma xâm nhập	Rất mạnh, dạng khối
Bazan	Magma phun trào	Mạnh, có thể phân cột
Gabro	Magma xâm nhập mafic	Mạnh, nặng
Ryolit	Magma phun trào felsic	Mạnh, giòn

Ghi nhớ của chương

• RQD (mục 3.7) là chỉ số khối đá dùng xuyên suốt cuốn sách — từ móng đá (Chương 22) đến mái dốc đá (Chương 14).
• Cấp phong hóa (mục 3.4) đi kèm cường độ (mục 3.8) là hai mô tả quan trọng nhất tại hiện trường.
• Cường độ khối đá phụ thuộc tỷ lệ (mục 3.10) — khe nứt quyết định ứng xử hơn cả cường độ đá nguyên khối.