建筑工程土方工程.docx

1、建筑工程土方工程建筑工程土方工程1 土的基本性质土的基本性质与工程施工有关，在施工之前应详细了解，避免造成工程事故。1-1 土的基本物理性质指标土的基本物理性质指标见表1-1。土的基本物理性质指标 表1-1指标名称符号单位物理意义表达式附注密度t/m3单位体积土的质量，又称质量密度由试验方法（一般用环刀法）直接测定重度kN/m3单位体积土所受的重力，又称重力密度由试验方法测定后计算求得相对密度ds土粒单位体积的质量与4时蒸馏水的密度之比由试验方法（用比重瓶法）测定干密度dt/m3土的单位体积内颗粒的重量由试验方法测定后计算求得干重度dkN/m3土的单位体积内颗粒的重力由试验方法直接测定含水量w

2、%土中水的质量与颗粒质量之比由试验方法（烘干法）测定饱和密度satt/m3土中孔隙完全被水充满时土的密度由计算求得饱和重度satkN/m3土中孔隙完全被水充满时土的重度由计算求得有效重度kN/m3在地下水位以下，土体受到水的浮力作用时土的重度，又称浮重度由计算求得孔隙比e土中孔隙体积与土粒体积之比由计算求得孔隙率n%土中孔隙体积与土的体积之比由计算求得饱和度Sr%土中水的体积与孔隙体积之比由计算求得注：表中：W土的总重力（量）；Ws土的固体颗粒的重力（量）；w蒸馏水的密度，一般取w=1t/m3；w水的重度，近似取w=10kN/m3；g重力加速度，取g=10m/s2，其余符号意义见表1-1。1-

3、2 粘性土、砂土的性质指标粘性土、砂土的性质指标见表1-2、表1-3。粘性土的可塑性指标 表1-2指标名称符号单位物理意义表达式附注塑限wP%土由固态变到塑性状态时的分界含水量由试验直接测定（通常用“搓条法”进行测定）液限wL%土由塑性状态变到流动状态时的分界含水量由试验直接测定（通常由锥式液限仪来测定）塑性指数IP液限与塑限之差IPwL-wP由计算求得。是进行粘土分类的重要指标液性指标IL土的天然含水量与塑限之差对塑性指数之比由计算求得。是判别粘性土软硬程度的指标含水比a土的天然含水量与液限的比值aw/wL由计算求得注：塑限现场简易测定方法：在土中逐渐加水，至能用手在毛玻璃上搓成土条，当土条

4、搓到直径3mm时，恰好断裂，此时土条的含水量，即为塑限。砂土的密实度指标 表1-3指标名称符号单位物理意义试验方法取土要求最大干密度dmaxt/m3土在最紧密状态下的干质量击实法扰动土最小干密度dmint/m3土在最松散状态下的干质量注入法、量筒法扰动土1-3 土的力学性质指标1压缩系数土的压缩性通常用压缩系数（或压缩模量）来表示，其值由原状土的压缩试验确定。压缩系数按下式计算： （1-1）式中 1000单位换算系数；a土的压缩系数（MPa-1）；p1、p2固结压力（kPa）：e1、e2相对应于p1、p2时的孔隙比。评价地基压缩性时，按p1为100kPa，p2为200kPa，相应的压缩系数值以

5、a1-2划分为低、中、高压缩性，并应按以下规定进行评价：（1）当a1-20.1MPa-1时，为低压缩性土；（2）当0.1a1-20.5MPa-1时，为中压缩性土；（3）当a1-20.5MPa-1时，为高压缩性土。2压缩模量工程上也常用室内试验求压缩模量Es作为土的压缩性指标。压缩模量按下式计算： （1-2）式中 Es土的压缩模量（MPa）；e0土的天然（自重压力下）孔隙比；a从土的自重应力至土的自重加附加应力段的压缩系数（MPa-1）。用压缩模量划分压缩性等级和评价土的压缩性可按表1-4规定。地基土按Es值划分压缩性等级的规定 表1-4室内压缩模量Es（MPa）压缩等级2特高压缩性24高压缩性

6、4.17.5中高压缩性7.611中压缩性11.115中低压缩性15低压缩性3抗剪强度土在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度，一般用室内直剪、原位直剪、三轴剪切试验、十字板剪切试验、野外标准贯入、动力触探、静力触探等试验方法进行测定。它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。（1）抗剪强度计算土的抗剪强度一般按下式计算：ftgc （1-3）式中 f土的抗剪强度（kPa ）；作用于剪切面上的法向应力（kPa）；土的内摩擦角（），剪切试验法向应力与剪应力曲线的切线倾斜角；c土的粘聚力（kPa），剪切试验中土的法向应力为零时的抗剪强度，砂类土c0。（2）土的内摩擦角和粘聚力c的求法同一土样切

7、取不少于4个环刀进行不同垂直压力作用下的剪力试验后，用相同的比例尺在坐标纸上绘制抗剪强度与法向应力的相关直线，直线交值的截距却为土的粘聚力c，砂土的c=0，直线的倾斜角即为土的内摩擦角切，见图1-1。图1-1 抗剪强度与法向应力的关系曲线（a）粘性土；（b）砂土4土的力学性质指标的经验参考数据（表1-5、表1-6）粘性土力学性质指标的经验数据 表1-5土类孔隙比e液性指数IL含水量w（%）液限wL（%）塑性指数IP承载力f（MPa）压缩模量Es（MPa）粘聚力c（kPa）内摩擦角（）一般粘性土0.551.001.01530254552010045041510501522新近代粘性土0.71.2

8、0.251.2243630456188014027.51020715淤泥或淤泥质土沿海12.01.03670306510254101050515410内陆5112050山区381060红粘土1.01.900.430505090171032501603080510土的力学指标经验数据范围参考值 表1-6土类孔隙比e天然含水量w（%）塑限含水量wP（%）重度（kN/m3）粘聚力c（kPa）内摩擦角（）变形模量E0（MPa）砂土粗砂0.40.5151820.5042460.50.6192219.5040400.60.7232519.003833中砂0.40.5151820.5040460.50.61

9、92219.5038400.60.7232519.003533细砂0.40.5151820.5038370.50.6192219.5036280.60.7232519.003224粉砂0.40.5151820.5536140.50.6192219.5334120.60.7232519.022810粘性土粉土0.40.515189.421.0630180.50.6192220.0528140.60.7232519.5227110.40.515189.512.421.0725230.50.6192220.0524160.60.7232519.532313粘质粘土0.40.5151812.515.4

10、21.02524450.50.6192220.01523210.70.8262919.0521120.50.6192215.518.420.03522390.70.8262919.01020150.91.0354018.051880.60.7232518.522.419.54020330.70.8262919.02519190.91.0354018.010179粘土0.70.8262922.526.419.06018280.91.1354017.52516110.80.9303426.530.418.56516240.91.1354017.53516142 土的基本分类2-1 岩石岩石按坚硬程

11、度分类见表1-7；按岩体完整程度划分见表1-8。岩石坚硬程度的定性划分 表1-7类别饱和单轴抗压强度标准值frk（MPa）定性鉴定代表性岩石硬质岩坚硬岩frk60锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；基本无吸水反应未风化微风化的花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、硅质砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等较硬岩60frk30锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎；有轻微吸水反应1微风化的坚硬岩；2未风化微风化的大理岩、板岩、石灰岩、钙质砂岩等软质岩较软岩30frk15锤击声不清脆，无回弹，较易击碎；指甲可刻出印痕1中风化的坚硬岩和较硬岩；2未风化微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰

12、岩等软岩15frk5锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎；浸水后，可捏成团1强风化的坚硬岩和较硬岩；2中风化的较软岩；3未风化微风化的泥质砂岩、泥岩等极软岩frk5锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎；浸水后，可捏成团1风化的软岩；2全风化的各种岩石；3各种半成岩岩体完整程度的划分 表1-8类别完整性指数结构面组数控制性结构面平均间距（m）代表性结构类型完整0.75121.0整状结构较完整0.750.55230.41.0块状结构较破碎0.550.3530.20.4镶嵌状结构破碎0.350.1530.2碎裂状结构极破碎0.15无序-散体状结构注：完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的二次方。

13、选定岩体、岩块测定波速时应有代表性。2-2 碎石土碎石土的分类见表1-9；碎石土的密实度分为松散、稍密、中密、密实，见表1-10。碎石土分类 表1-9土的名称颗粒形状颗粒级配漂石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒超过全重50%块石棱角形为主卵石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒超过全重50%碎石棱角形为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm的颗粒超过全重50%角砾棱角形为主注：分类时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。碎石土的密实度 表1-10重型圆锥动力触探锤击数N63.5密实度N63.55松散5N63.510稍密10N63.520中密N63.520密实注：1本表适用于平均粒径小于

14、等于50mm且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。对于平均粒径大于50mm或最大粒径大于100mm的碎石土，可按表1-19鉴别其密实度。2表内N63.5为经综合修正后的平均值。2-3 砂土砂土的分类见表1-11；砂土的密实度分为松散、稍密、中密、密实见表1-12。砂土分类表 表1-11土的名称颗粒级配砾砂粒径大于2mm的颗粒占全重25%50%粗砂粒径大于0.5mm的颗粒超过全重50%中砂粒径大于0.25mm的颗粒超过全重50%细砂粒径大于0.074mm的颗粒超过全重85%粉砂粒径大于0.074mm的颗粒不超过全重50%注：分类时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。砂土的密实度

15、 表1-12松散稍密中密密实N1010N1510N30N30注：N为标准贯入试验锤击数。2-4 粘性土粘性土按塑性指数分类见表1-13；按液性指数分类见表1-1。粘性土按塑性指数IP分类 表1-13粘性土的分类名称粘土粉质粘土塑性指数IPIP1710IP17注：1塑性指数由相应76g圆锥体沉入土样中深度为10mm时测定的液限计算而得；2IP10的土，称粉土（少粘性土）；粉土又分粘质粉土（粉粒0.05mm不到50%，IP10）、砂质粉土（粉粒0.5mm占50%以上，IP10）。粘性土的状态按液性指数IL分类 表1-14塑注状态坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数ILIL00IL0.250.25IL10.

16、750.75IL1IL13 土的工程分类与性质3-1 土的工程分类土的工程分类见表1-15。土的工程分类 表1-15土的分类土的级别土的名称坚实系数f密度（t/m3）开挖方法及工具一类土（松软土）I砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥（泥炭）0.50.60.61.5用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬二类土（普通土）II粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵（碎）石；种植土、填土0.60.81.11.6用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土（坚土）III软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土；压实的填土0.81.01.751.9主要用镐，少许用锹、锄头挖

17、掘，部分用撬棍四类土（砂砾坚土）IV坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩1.01.51.9整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤五类土（软石）VVI硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土；胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石1.54.01.12.7用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土（次坚石）VIIIX泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩及正长岩4.010.02.22.9用爆破方法开挖，部分用风镐七类土（坚石）XXIII大理石；辉绿岩；粉岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰

18、岩；微风化安山岩；玄武岩10.018.02.53.1用爆破方法开挖八类土（特坚石）XIVXVI安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、粉岩、角闪岩18.025.0以上2.73.3用爆破方法开挖注：1土的级别为相当于一般16级土石分类级别；2坚实系数f为相当于普氏岩石强度系数。3-2 土的工程性质1土的可松性土的可松性是土经挖掘以后，组织破坏，体积增加的性质，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积。土的可松性程度一般以可松性系数表示（表1-16），它是挖填土方时，计算土方机械生产率、回填土方量、运输机具数量、进行场地平整规划竖向设计、土方平衡调配的重要参数

19、。各种土的可松性参考数值 表1-16土的类别体积增加百分比（%）可松性系数最初最终KPKP一类（种植土除外）81712.51.081.171.011.03一类（植物性土、泥炭）2030341.201.301.031.04二类14281.551.141.281.021.05三类2430471.241.301.041.07四类（泥灰岩、蛋白石除外）2632691.261.321.061.09四类（泥灰岩、蛋白石）333711151.331.371.111.15五七类304510201.301.451.101.20八类455020301.451.501.201.30注：最初体积增加百分比；最后体积增

20、加百分比KP为最初可松性系数，KPV2/V1；KP为最终可松性系数，KPV3/V1；V1开挖前土的自然体积；V2开挖后土的松散体积；V3运至填方处压实后之体积。2土的压缩性取土回填或移挖作填，松土经运输、填压以后，均会压缩，一般土的压缩性以土的压缩率表示，见表1-17。土的压缩率P的参考值 表1-17土的类别土的名称土的压缩率每m3松散土压实后的体积（m3）一二类土种植土20%0.80一般土10%0.90砂土5%0.95三类土天然湿度黄土12%17%0.85一般土5%0.95干燥坚实黄士5%7%0.94一般可按填方截面增加10%20%方数考虑。3土的休止角土的休止角（安息角）是指在某一状态下的

21、土体可以稳定的坡度，一般土的坡度值如表1-18所示。土的休止角 表1-18土的名称干土湿润土潮湿土角度（）高度与底宽比角度（）高度与底宽比角度（）高度与底宽比砾石401：1.25401：1.25351：1.50卵石351：1.50451：1.00251：2.75粗砂301：1.75351：1.50271：2.00中砂281：2.00351：1.50251：2.25细砂251：2.25301：1.75201：2.75重粘土451：1.00351：1.50151：3.75粉质粘土、轻粘土501：1.75401：1.25301：1.75粉土401：1.25301：1.75201：2.75腐殖土401

22、：1.25351：1.50251：2.25填方的土351：1.50451：1.00271：2.004 土的现场鉴别方法4-1 碎石土的现场鉴别碎石土的现场鉴别见表1-19。碎石土密实度现场鉴别方法 表1-19密实度骨架颗粒含量和排列可挖性可钻性密实骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交错排列，连续接触锹镐挖掘困难，用撬棍方能松动，井壁一般较稳定钻进极困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁较稳定中密骨架颗粒含量等于总重的60%70%，呈交错排列，大部分接触锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，从井壁取出大颗粒处，能保持颗粒凹面形状钻进较困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象稍密骨架颗粒含量

23、等于总重的55%60%，排列混乱大部分不接触锹可以挖掘，井壁易坍塌，从井壁取出大颗粒后砂土立即坍落钻进较容易，冲击钻探时，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌松散骨架颗粒含量小于总重的55%，排列十分混乱绝大部分不接触锹易挖掘，井壁极易坍塌钻进很容易，冲击钻探时，钻杆无跳动，孔壁极易坍塌注：1骨架颗粒系指与表1-9相对应粒径的颗粒。2碎石土的密实度应按表列各项要求综合确定。4-2 粘性土等的现场鉴别粘性土的现场鉴别见表1-20。粘性土的现场鉴别方法 表1-20土的名称湿润时用刀切湿土用手捻摸时的感觉土的状态湿土搓条情况干土湿土粘土切面光滑，有粘刀阻力有滑腻感，感觉不到有砂粒，水分较大，很粘手土块坚硬，用锤

24、才能打碎易粘着物体，干燥后不易剥去塑性大，能搓成直径小于0.5mm的长条（长度不短于手掌），手持一端不易断裂粉质粘土稍有光滑面，切面平整稍有滑腻感，有粘滞感，感觉到有少量砂粘土块用力可压碎能粘着物体，干燥后较易剥去有塑性，能搓成直径为23mm的土条粉土无光滑面，切面稍粗糙有轻微粘滞感或无粘滞感，感觉到有砂粒较多、粗糙土块用手捏或抛扔时易碎不易粘着物体，干燥后一碰就掉塑性小，能搓成直径为23mm的短条砂土无光滑面，切面粗糙无粘滞感，感觉到全是砂粒、粗糙松散不能粘着物体无塑性，不能搓成土条人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别见表1-21。人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别方法 表1-21土的名称观察颜色夹杂物质形状（构造）浸入水中的现象湿土搓条情况干燥后强度人工填土无固定颜色砖瓦碎块、垃圾、炉灰等夹杂物显露于外，构造无规律大部分变为稀软淤泥，其余部分为碎瓦、炉渣，在水中单独出现一般能搓成3mm土条，但易断，遇有杂质甚多时，就不能搓条干燥后部分杂质脱落，故无定形，稍微施加压力即行破碎淤泥灰黑色有臭味池沼中有半腐朽的细小动植物遗体，如草根、小螺壳等夹杂物经仔细观察可以发觉，构造常呈层状，但有时不明显外观无显著变化，在水面出现气泡一般淤泥质土接近于粉土，故能搓成3mm土条（长至少30mm），容易断裂干燥后体积显著收缩，强度