土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

陶 然,丘 鵬

(黑龍江省水利四處工程有限責(zé)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(dāng)數(shù)量的土方開(kāi)挖與填筑。其特點(diǎn)是工程量大、戰(zhàn)線長(zhǎng)、施工工期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大,有的施工面積達(dá)數(shù)平方公里,大基坑的開(kāi)挖,有的深達(dá) 20余米,因而機(jī)械化施工作業(yè)強(qiáng)度很大。為此,必須做好施工組織設(shè)計(jì),其首要的基本資料是要了解土的類別性質(zhì)與位置,本文特對(duì)土的工程分類加以闡述。

1 土的工程分類

為了選料和評(píng)價(jià)質(zhì)量等工程目的,用一組通用的名稱和符號(hào),對(duì)土進(jìn)行的分類定名,使其反映和代表各種土的不同工程性質(zhì)。由于劃分依據(jù)的不同,長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)際上并存著多種分類方法。如按工程目的劃分的美國(guó)公路分類法(P R法、A A S HO法)、機(jī)場(chǎng)分類法(A C法);按顆粒組成分為依據(jù)劃分的三角坐標(biāo)分類法、塑性指數(shù)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(píng)估、應(yīng)用上的麻煩。20世紀(jì) 50年代初,美國(guó)在A C分類法的基礎(chǔ)上發(fā)展了土的統(tǒng)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(tǒng)一分類的總體系已逐漸為多數(shù)國(guó)家接受。在中國(guó),長(zhǎng)期采用三角坐標(biāo)分類法、塑性指數(shù)分類法,現(xiàn)在推行統(tǒng)一分類法。土的工程分類與鑒別方法見(jiàn)表 1。

1.1 三角坐標(biāo)分類法

在三角坐標(biāo)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(jù)土顆粒的級(jí)配分類,對(duì)于黏性土不能充分反映其所含黏土礦物的復(fù)雜物理化學(xué)性質(zhì)。

1.2 塑性指數(shù)分類法

根據(jù)塑性指數(shù)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(jí)配性質(zhì),適用于黏性土,不適用于粗粒土。

1.3 統(tǒng)一分類法

粗粒土主要根據(jù)其級(jí)配、細(xì)粒土按其稠度指標(biāo)(液限 W1塑性指數(shù) Ip組成的塑性圖)、將粗細(xì)粒土納于統(tǒng)一體系的分類定名方法。它包括試驗(yàn)室試驗(yàn)與目測(cè)分類準(zhǔn)則、分類符號(hào)、典型名稱和土樣描述。分類符號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是,能直觀地反映土的基本萬(wàn)分與性質(zhì);土樣描述能補(bǔ)充典型名稱概括土的性質(zhì)的不足。分類時(shí),首先按有機(jī)質(zhì)含量分類有機(jī)土與無(wú)機(jī)土,無(wú)機(jī)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(xì)粒土與細(xì)粒土。粗粒土的砂、礫石根據(jù)其級(jí)配性質(zhì)如不均勻系數(shù)CU、曲率系數(shù)CC與細(xì)粒土含量,再予細(xì)分。對(duì)于細(xì)粒土,采用塑性圖以區(qū)分黏土與粉土,含有機(jī)質(zhì)與不含有機(jī)質(zhì),高液限與低液限。同時(shí)標(biāo)以分類符號(hào)并作相應(yīng)工程地質(zhì)描述。如中塑黏土,C I,黃褐色,團(tuán)塊結(jié)構(gòu),天然含水量約17%,殘積相。

表1 土的工程分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

現(xiàn)在,除個(gè)別國(guó)家外,國(guó)際上的統(tǒng)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(tǒng)一分類法,尚仍在研究中。

2 建筑工程土的分類與現(xiàn)場(chǎng)鑒別方法

建筑工程預(yù)算定額中,土按堅(jiān)實(shí)程度(開(kāi)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(chǎng)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(zhǎng)度≥寬度的 3倍者。

3)挖基坑系指土底面積 ＜20 m2,且底長(zhǎng) ＜底寬的 3倍者。

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

5)回填土方夯填和松填。

圖中符號(hào):

m為土的總質(zhì)量(m=ms+mw),k g;ms為土中固體顆粒的質(zhì)量,k g;mw為土中水的質(zhì)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(guó)水利電力部.土工試驗(yàn)規(guī)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(shù)(上冊(cè))[R].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1991.