第五章--土的工程分類

1、一、意義一、意義 土分類的目的在于通過分類來(lái)認(rèn)識(shí)和識(shí)別土的種類，并針對(duì)不同類型的土進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)，使其適應(yīng)和滿足工程建設(shè)需要。 1、對(duì)種類繁多、性質(zhì)各異的土，按一定原則進(jìn)行分門別類，以便針對(duì)不同工程建筑要求，對(duì)不同的土給予正確的評(píng)價(jià)，為合理利用和改造各類土提供客觀實(shí)際的依據(jù)。 2、在各類工程勘察中，都應(yīng)該把研究區(qū)域內(nèi)的各種土進(jìn)行分類，并反映在工程地質(zhì)平面圖和剖面圖上，作為工程設(shè)計(jì)與施工的依據(jù)。這也就是室內(nèi)進(jìn)行土的分類目的所在。 3、土分類也是國(guó)內(nèi)外科技交流的需要。二、我國(guó)各行各業(yè)規(guī)范對(duì)土分類方法 我國(guó)土的分類體系大致有三大類：一類是以土的工程分類標(biāo)準(zhǔn) GB/T 50145-2007（簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)）

2、為代表的，中華人民共和國(guó)水利部1999年發(fā)布的土工試驗(yàn)規(guī)程（SL237-1999）（簡(jiǎn)稱水利標(biāo)準(zhǔn)）和公路土工試驗(yàn)規(guī)程JTG E402007（簡(jiǎn)稱公路標(biāo)準(zhǔn)）分類方法；它們土分類的共同點(diǎn)是：粗粒土按粒度成分分類，細(xì)粒土是按塑性圖（1942年美國(guó)卡薩格蘭德提出）分類。 第二類是以目前我國(guó)工程建設(shè)中應(yīng)用最廣泛的巖土工程勘察規(guī)范GB 500212009（簡(jiǎn)稱勘察規(guī)范）為代表的， 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50007-2002（簡(jiǎn)稱建筑規(guī)范）、港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范 JTJ240-97（簡(jiǎn)稱港口規(guī)范）、公路橋涵與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（橋涵規(guī)范）（JTG D632007）、北京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范D BJ

3、01-501-92（北京規(guī)范）、上海地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范99（上海規(guī)范） 的分類方法，它們分類的共同點(diǎn)是粗粒土按粒度成分分類，細(xì)粒土是按塑性指數(shù)分類 第三類是鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)(TB10077-2001)2004年148號(hào)文件局部修訂條文（簡(jiǎn)稱鐵路規(guī)范）的分類方法，它的分類特點(diǎn)是粗粒土的分類第二類土相似，但細(xì)粒土分類是按第一類方法一樣用塑性圖。在以下的比較中,鐵路規(guī)范粗粒土與第二類土歸在一起,細(xì)粒土比較時(shí)和第一類土一起作比較.以下就把上述涉及到的十種規(guī)范按粗粒土的分類，和細(xì)粒土的分類進(jìn)行比較。一類土粒組劃分(一)、粗粒土的分類方法 1、以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為代表的第一類土的分類方法（1）、粒組劃分

4、 一類土粒組劃分粒組統(tǒng)稱粗組粒徑范圍(mm)粒 組 名 稱國(guó) 標(biāo)水利標(biāo)準(zhǔn)公路標(biāo)準(zhǔn)巨粒d200漂石（塊石）相同相 同名稱碎石變?yōu)樾K石相 同粉粒、和粘土的界限變?yōu)?.002 mm 200d60卵石（碎石）粗粒60d20礫粒粗礫20d5中礫5d2細(xì)礫2d0.5砂粒粗砂0.5d0.25中砂0.25d0.075細(xì)砂細(xì)粒0.075d0.0050.005粉 粒粘 粒 (一)、巨粒土的分類方法 土類粒組含量土代號(hào)土名稱巨粒土巨粒含量75%100%漂石含量大于卵石含量B漂石漂石含量不大于卵石含量Cb卵石混合巨粒土巨粒含量50%75%漂石含量大于卵石含量BSI混合漂石漂石含量不大于卵石含量CbSI混合卵石巨?；?/p>

5、合土巨粒含量15%50%漂石含量大于卵石含量CBI漂石混合土漂石含量不大于卵石含量CICb卵石混合土（2）礫粒土的分類土類粒組%土代號(hào)土 名 稱國(guó) 標(biāo)水利公路標(biāo)準(zhǔn)礫細(xì)粒5%級(jí)配:Cu5,Cc=13GW級(jí)配良好的礫相同對(duì)細(xì)礫土質(zhì)礫土分粘土質(zhì)礫和粉土質(zhì)礫的界限是以細(xì)粒土在塑性圖A線上下位置而定。其它的全相同。級(jí)配:不同時(shí)滿足上述條要求GP級(jí)配不良的礫含細(xì)粒土礫細(xì)粒含量5%15%GF含細(xì)粒土的礫細(xì)粒土質(zhì)礫細(xì)粒含量15%50%細(xì)粒土以粘土為主GC粘土質(zhì)礫細(xì)粒土以粉土為主GM粉土質(zhì)礫（3）、砂類土的分類土類粒 組%代號(hào)土 名 稱國(guó)標(biāo)水利公路標(biāo)準(zhǔn)砂細(xì)粒含量5%級(jí)配:Cu5, Cc=13SW級(jí)配良好的砂相同

6、對(duì)細(xì)粒土質(zhì)砂分粘土質(zhì)砂和粉土質(zhì)砂的界限是以細(xì)粒土在塑性圖A線上下位置而定。級(jí)配不同時(shí)滿足上述條要求SP級(jí)配不良的砂含細(xì)粒土砂細(xì)粒%5%15%SF含細(xì)粒土的砂細(xì)粒土質(zhì)砂細(xì)粒含量15%50%細(xì)粒土為粘土為主SC粘土質(zhì)砂細(xì)粒土為粉土為主SM粉土質(zhì)砂（1）、碎石土的分類 2、以勘察規(guī)范為代表的第二類土的分類標(biāo)準(zhǔn) 顆粒級(jí)配顆粒形狀勘察規(guī)范1、建筑規(guī)范2、港口規(guī)范3、公路橋涵4、北京規(guī)范5、上海規(guī)范和勘察規(guī)范的定名完全相同粒徑大于200mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%圓形及為主漂石棱角形為主塊石粒徑大于20mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%圓形及為主卵石棱角形為主碎石粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50

7、%圓形為主圓礫棱角形為主角礫（2）、砂土的分類顆粒級(jí)配勘察規(guī)范1、建筑規(guī)范2、港口規(guī)范3、公路橋涵4、北京規(guī)范5、上海規(guī)范和勘察規(guī)范的定名完全相同。粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的25%-50%礫砂粒徑大于0.5 mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%粗砂粒徑大于0.25mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%中砂粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的85%細(xì)砂粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%粉砂(二)、細(xì)粒土的分類方法 1、以國(guó)標(biāo)為代表的第一類土的分類方法 表56 規(guī)范名稱塑性圖形過渡區(qū)的界限圓錐儀的規(guī)格深度mm高低液限的界限值質(zhì)量(g)頂角國(guó) 標(biāo)47763017A線: Ip=

8、0.73(WL-20)B線: WL=50%水利規(guī)范610763017公路規(guī)范47763017471003020鐵路規(guī)范修訂條文1017763010A線: Ip=0.63(WL-20)B線: WL =40%定名是根據(jù)液限Wp和塑性指數(shù)Ip值落在塑性圖區(qū)域分別定名為低液限粉土、高液限粉土、低液限粘土和高液限粘土。粘土和粉土過渡區(qū)（CL-ML）的土按相鄰?fù)翆拥念悇e考慮細(xì)分。 土在塑性圖中位置土的代號(hào)土的名稱塑性指數(shù)IP液限WL 第二類土的分類規(guī)范名稱粘土定名粉質(zhì)粘土定名粉土定名勘察規(guī)范Ip17 10 Ip171.粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%,2.塑性指數(shù)等于或小于10的土建筑

9、規(guī)范橋涵規(guī)范港口規(guī)范粘質(zhì)粉土粘粒含量10%15%砂質(zhì)粉土粘粒含量3%10%上海規(guī)范粘質(zhì)粉土粘粒含量10%15%砂質(zhì)粉土粘粒含量< 10%北京規(guī)范粉質(zhì)粘土1014粘質(zhì)粉土7 Ip10重粉質(zhì)粘土1417砂質(zhì)粉土3 Ip7相對(duì)于粗粒土而言，細(xì)粒土的分類方法簡(jiǎn)單的多。值的注意的是細(xì)粒土分類,全按照塑性指數(shù)定名,我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范采用圓錐法入土深度測(cè)量土的液限，以國(guó)標(biāo)為代表的第一類土測(cè)量液限圓錐入土深度為17mm;以勘察規(guī)范為代表的第二類規(guī)范和鐵路規(guī)范測(cè)量液限圓錐入土深度為10mm，只有公路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范TJGD63-2007對(duì)圓錐儀測(cè)量液限的圓錐儀入土深度不做規(guī)定。該規(guī)范條文說(shuō)明P118 第3.

10、1.11條講：本規(guī)范在條文中規(guī)定采用76克錐的試驗(yàn)方法進(jìn)行界限含水率測(cè)試，不對(duì)入土深度進(jìn)行明文規(guī)定，但是建議采用76克錐，入土深度為17mm的方法測(cè)定液限。為規(guī)范的進(jìn)一步修訂積累資料。中國(guó)不同行業(yè)規(guī)范土的粒組劃分 表58 粒徑規(guī)范名稱 0.005 mm 0.075 mm 2 mm 20 mm 200 mm勘察、建筑、橋涵、上海、港口、北京規(guī)范粘粒粉粒砂粒礫石卵石漂石 60 mm國(guó)標(biāo)、水利規(guī)范粘粒粉粒砂粒礫石卵石漂石 0.002mm 公路規(guī)范粘粒粉粒砂粒礫石卵石漂石不同規(guī)范的液限下沉深度 規(guī)范名稱錐質(zhì)量（g） 液限下沉深度（mm）土分類依據(jù)國(guó)標(biāo)、水利規(guī)范7617可塑圖公路規(guī)范76、100同時(shí)用1

11、7、20可塑圖鐵路規(guī)范7610 可塑圖勘察、建筑、港口、北京、上海規(guī)范7610據(jù)塑性指數(shù)公路橋涵規(guī)范76不對(duì)入土深度進(jìn)行明文規(guī)定，但是建議采用入土深度為17mm的方法測(cè)定液限。據(jù)塑性指數(shù) ASTM 規(guī)范篩號(hào) No.4(4.75mm) No.10(2mm)No.16(1.18mm)No.20(850m) No.30(600m)No.40(425m)No.50(300m)No.60(250m)No.100(150m)No.140(106m)No.200(75m)3 in. (75mm) 2 in. (50mm) 1.5in. (37.5mm) 1in. (25mm) 3/4in. (19mm) 3

12、/8 in. (9.5mm) ASTM規(guī)范篩號(hào) 三、國(guó)外土的工程分類（一）、粒組的劃分1、土類別的劃分國(guó)標(biāo)土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50145-2007，將粒徑d0.075 mm 的顆粒含量大于或等于50%的土定名為細(xì)粒土；將粒徑d0.075的顆粒含量大于50% 的土定名為粗粒土；將粒徑d>60mm的顆粒含量大于50% 的土定名為巨粒土；美國(guó)的ASTM 將過No200篩(0.075 mm)的顆粒含量大于或等于50的土定名為細(xì)粒土，否則定名為粗粒土。英國(guó)的BS5930提出的供工程使用的土壤分類體系中，將粒徑0.06 mm 的顆粒含量大于或等于35% 的土，定名為細(xì)粒土，反之則為粗粒土。2、

13、粗粒土的分類BS5930先按照小于0.06 mm 顆粒的含量為O5% ，520% 和>20%三個(gè)范圍將礫類土和砂類土依次分為礫石(砂)、輕粘土(或粉土)質(zhì)礫石(砂)和重粘土(或粉土)質(zhì)礫石(砂)； 美國(guó)ASTM 則是先按照小于0.075 mm 顆粒的含量為5%；5%12% 和>12% 三個(gè)檔將礫類土和砂類土分別分為純礫石(砂)、含粉土 (或粘土)礫(砂)和粉土質(zhì)(或粘土質(zhì))礫(砂)。國(guó)標(biāo)GB/T 50145-2007按照小于0.075 mm 顆粒的含量為5%；5%15% 和>15% 三個(gè)檔將礫類土和砂類土分別分為純礫石(砂)、含粉土 (或粘土)礫(砂)和粉土質(zhì)(或粘土質(zhì))礫(

14、砂)。2、粗粒土的分類礫石含量大于5O%的土為礫石或礫類土，砂含量大于5O% 的土為砂類土，按照細(xì)顆粒的百分含量和顆粒級(jí)配(顆分曲線的曲率系數(shù)Cc和不均勻系數(shù)Cu)再將這兩類土進(jìn)一步具體分類，這一點(diǎn)國(guó)標(biāo)與英國(guó)BS5930和ASTM 的方法是一致的。需要注意的是:國(guó)標(biāo)GB/T 50145-2007將Cu5且Cc=13作為級(jí)配良好的條件，ASTM 將Cu4且Cc=13作為礫類土級(jí)配良好的條件， Cu6且Cc=13作為砂類土的級(jí)配良好的條件。 各國(guó)規(guī)范粒組的顆粒粒徑比較 表510粒組名稱粒組粒徑d國(guó)標(biāo)英國(guó)美國(guó)分析篩孔的形狀圓孔方孔mm方孔mm漂石d200>200 d300卵石200d60200

15、60300d75礫石粗礫60d20602075d19中礫206細(xì)礫（礫砂）20d26219d4.75砂粗砂2d0.52.00.64.75d2.0中砂0.5d0.250.60.22.0d0.425細(xì)砂0.25d0.750.20.060.425d0.075粉粒粗粉粒0.060.020.075d0.005中粉粒0.075d0.0050.020.006細(xì)粉粒0.0060.002粘粒0.0050.0020.0053、細(xì)粒土的分類 雖然國(guó)標(biāo)GB/T 50145-2007、BS5930和ASTM D2487-06 均采用塑性圖進(jìn)行分類，但三個(gè)國(guó)家細(xì)粒土的分類無(wú)論是試驗(yàn)設(shè)備還是試驗(yàn)方法都差異比較大. 細(xì)粒土分

16、類方法比較 表511比較項(xiàng)目國(guó)標(biāo)英國(guó) 美國(guó)使用的儀器圓錐儀、碟式儀圓錐儀、碟式儀碟式儀圓錐儀的規(guī)格錐質(zhì)量76g 錐角300 、下沉17mm錐質(zhì)量80g 錐角300 下沉20mm測(cè)量液限使用方法1.液、塑限聯(lián)合測(cè)法2.碟式儀法1. 圓錐儀法；2.一點(diǎn)圓錐儀法；3.碟式儀法；4.一點(diǎn)碟式儀法1.碟式儀法2.一點(diǎn)碟式儀法決定性方法液、塑限聯(lián)合測(cè)定圓錐法碟式儀法測(cè)量塑限使用方法液、塑限聯(lián)合測(cè)法；搓條法搓條法搓條法土分類的依據(jù)卡薩格蘭德圖土的分類差異A線以上的為粘土，A線以下的為粉土，中國(guó)和美國(guó)是相同的只中英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)細(xì)粒土劃分的更細(xì)，根據(jù)液限小于35、35至50、50至70、70至90和大于90劃分為低

17、液限、中液限、高液限、非常液限、極高液限的粘土和粉土，并且英國(guó)卡薩格蘭德圖形沒有過渡區(qū)。特殊性巖土名稱的定義軟土 主要由細(xì)粒土組成的孔隙比大（一般大于1),天然含水率高（接近或大于液限），壓縮性高（a>0.5MPa）和強(qiáng)度低的土. 淤泥 天然含水率大于液限，天然孔隙比大于或等于1.5。 淤泥質(zhì)土 天然含水率大于液限，天然孔隙比大于1而小于1.5特殊性巖土名稱的定義2.人工填土人類活動(dòng)而堆填的土. 素填土由碎石、砂、粘性土等一種或幾種材料組成的填土，不含或少含雜質(zhì)人工填土 雜填土由大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾等雜物的填土3.濕陷性黃土濕陷系數(shù)大于0.015的土 自重濕陷性黃土土層上覆自重壓力下的濕陷系數(shù)大于0.015濕陷性黃土 非自重濕陷性黃土土層上覆自重壓力下的濕陷系數(shù)小于0.015 4.紅粘土指碳酸鹽巖系出露的巖石，經(jīng)紅土化作用形成并覆蓋于基巖上的棕紅、黃等色的高塑性土，其液限大于50%.次生紅粘土液限大于45%且小于50%的土.5.膨脹土粘粒成分主要是由親水性粘土礦物組成在環(huán)境的溫度濕度的變化時(shí)可產(chǎn)生強(qiáng)烈的脹縮