土的工程分類與現場鑒別方法

陶 然,丘 鵬

(黑龍江省水利四處工程有限責任公司,黑龍江 牡丹江 157000)

在所有的建筑工程中,幾乎都要有土方工程,特別是水利、公路、鐵路、民用與公用房屋建筑工程都要有相當數量的土方開挖與填筑。其特點是工程量大、戰線長、施工工期長、勞動強度大,有的施工面積達數平方公里,大基坑的開挖,有的深達 20余米,因而機械化施工作業強度很大。為此,必須做好施工組織設計,其首要的基本資料是要了解土的類別性質與位置,本文特對土的工程分類加以闡述。

1 土的工程分類

為了選料和評價質量等工程目的,用一組通用的名稱和符號,對土進行的分類定名,使其反映和代表各種土的不同工程性質。由于劃分依據的不同,長時期內際上并存著多種分類方法。如按工程目的劃分的美國公路分類法(P R法、A A S HO法)、機場分類法(A C法);按顆粒組成分為依據劃分的三角坐標分類法、塑性指數分類法等。由于不同的分類方法使同一種土可有不同的名稱,造成了評估、應用上的麻煩。20世紀 50年代初,美國在A C分類法的基礎上發展了土的統一分類法(U S C S)。此后,盡管在具體的劃分界限上有所不同,土的統一分類的總體系已逐漸為多數國家接受。在中國,長期采用三角坐標分類法、塑性指數分類法,現在推行統一分類法。土的工程分類與鑒別方法見表 1。

1.1 三角坐標分類法

在三角坐標圖上按土中砂粒(粒徑2～0.05 m m)、粉粒(粒徑0.05～0.005 m m)和黏粒(粒徑＜0.005mm)百分率的組合確定土名稱的方法。該法又根據土顆粒的級配分類,對于黏性土不能充分反映其所含黏土礦物的復雜物理化學性質。

1.2 塑性指數分類法

根據塑性指數Ip的分類法,可將土分為砂土(Ip＜1)、砂壤土(輕亞黏土,1＜Ip＜7)、壤土(亞黏土,7＜Ip17)、黏土(Ip＞17)、壤土(亞黏土,7＜Ip17)、黏土(Ip＞17)。該法不考慮土的級配性質,適用于黏性土,不適用于粗粒土。

1.3 統一分類法

粗粒土主要根據其級配、細粒土按其稠度指標(液限 W1塑性指數 Ip組成的塑性圖)、將粗細粒土納于統一體系的分類定名方法。它包括試驗室試驗與目測分類準則、分類符號、典型名稱和土樣描述。分類符號的優點是,能直觀地反映土的基本萬分與性質;土樣描述能補充典型名稱概括土的性質的不足。分類時,首先按有機質含量分類有機土與無機土,無機土按粒徑0.075 m m或0.1 m m以上的含量分為粗粒土與細粒土與細粒土。粗粒土的砂、礫石根據其級配性質如不均勻系數CU、曲率系數CC與細粒土含量,再予細分。對于細粒土,采用塑性圖以區分黏土與粉土,含有機質與不含有機質,高液限與低液限。同時標以分類符號并作相應工程地質描述。如中塑黏土,C I,黃褐色,團塊結構,天然含水量約17%,殘積相。

表1 土的工程分類與現場鑒別方法

現在,除個別國家外,國際上的統一分類法基本上只適用于76 m m或60 m m以下的土顆粒。包括更大土顆粒的統一分類法,尚仍在研究中。

2 建筑工程土的分類與現場鑒別方法

建筑工程預算定額中,土按堅實程度(開挖的難易程度)分為 8類,前 4類屬于一般土,后 4類屬于巖土。

1)場地平整系指厚度在 ＜30 m m挖填和找平工作。

2)挖地槽系指挖土寬度＜3 m且長度≥寬度的 3倍者。

3)挖基坑系指土底面積 ＜20 m2,且底長 ＜底寬的 3倍者。

4)挖土方系數指山坡挖土或地槽寬 ＞3 m,坑底面積＞20m2,場地平整挖填厚度＞300mm者。

5)回填土方夯填和松填。

圖中符號:

m為土的總質量(m=ms+mw),k g;ms為土中固體顆粒的質量,k g;mw為土中水的質量,k g;V為土的總體積(V=VS+VW+VS),k g;Va為土中空氣體積,m3;VS為土中固體顆粒體積,m3;Vw為土中水所占的體積,m3;Vv為土中孔隙體積(Vv+ Va+Vw),m3。

[1] 中華人民共和國水利電力部.土工試驗規程S D 128-84[S].北京:水利電力出版社,1987.

[2] 盧循.建筑施工技術(上冊)[R].北京:中國建筑工業出版社,1991.