土的类别和性质

主要工作：挖、运、填、压（平） 准备工作：施工排、降水 辅助工作：土壁支护

常见的土方工程：

场地平整

基坑（槽）及管沟开挖 地下工程大型土方开挖 土方填筑

学习单元1：认识土的工程性质 学习单元2：计算土方工程量

学习单元3：土方开挖（施工排降水、基坑支护） 学习单元4：填筑土方并压实

1.了解土的分类及工程性质

2.掌握土方量计算、施工排降水方法、基坑支护方法 3.熟悉土方机械

4.掌握土方工程质量验收

能看懂地质勘探报告，能在施工现场简单鉴别土的类别，会计算土方 工程量，会编制基坑降水施工方案，会编制土方开挖专项施工方案。

学习重点： 1.施工降水的方法 2.基坑支护的方法

学习难点：

1.土方开挖专项施工方案的确定

学习单元1：土的类别及土的工程性质

工作任务1：判断土的类别

一、 根据土的颗粒大小可分为：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土。详细的分类，见《岩土工程勘察规范 》 GB50021-2001

二、 根据土的开挖难易程度分为：松软土、普通土、坚土……等八大类。

工作任务2：认识土的工程性质

一、土的天然含水量 二、土的天然密度 三、土的干密度 四、土的可松性 五、土的渗透性

一、土的天然含水量

土的天然含水量是指土中水的质量与土的固体颗粒之间的质量比，以百分数表示。 mw —— 土中水的质量； ms ——土中固体颗粒的质量

土的含水量测定方法：

把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100－105°C），直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量ms，利用公式 可计算出土的天然含水量。

土的含水量表示土的干湿程度。 土的含水量：5%以内，干土；

5－30%以内，潮湿土； 大于30%，湿土。

各类土的最佳含水量如下：

砂土为8%－12%；粉土为9%－15%；

粉质粘土为12%－15%；粘土为19%－23%。

工程意义：含水量对于挖土的难易，施工时边坡稳定及回填土的夯实质量都有影响。 例：测定土的含水量时，用环刀法取样，如图1-1所示。土样取出后，放在天平上称量质量300g，然后放入烘箱内进行烘干，烘干后质量为250g，已知环刀自重50g，求土的天然含水量。

解：土中固体颗粒的质量ms =250-50=200g 土中水的质量mw =300-250=50g 土的天然含水量： 土 mw50100%100%25%ms200环刀 图1-1环刀法采 集土样示意图

二、土的天然密度

土的天然密度

天然密度是指土 在天 然状态下单位体积的质量，用ρ表示，即

土水气m

v土的总体积

气

m mg 水 土 图1-2

v 土的密度一般用环刀法测定，用一个体积已知的环刀切入土样中，上下端用刀削平，称出质量，减去环刀的质量，与环刀的体积相比，即得到土的天然密度。

三、土的干密度

土的干密度：指单位体积土中固体颗粒的质量，用ρd表示，即 mS——土中固体颗粒的质量 V——土的天然体积

干密度工程意义：在填土压实时，土经过打夯，质量不变，体积变小，干密度增加，我们通过测定土的干密度ρd，从而可判断土是否达到要求的密实度。

四、土的可松性

土的最初可松性：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称为土的可松性。

V

Ks2 V1

KS、KS′——土的最初、最终可松性系数 V1——土在自然状态下的体积

V2——土经开挖成松 散状态下的体积 V3——土经压(夯)实后的体积

土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见表1.1所示。

表1—1 土的可松性系数

土的类别 KS KS土的类别 KS KS一类土 二类土 三类土 1.08~1.17 1.14~1.24 1.24~1.30 1.01~1.03 1.02~1.05 1.04~1.07 四类土 五类土 六类土 1.26~1.45 1.30~1.50 1.45~1.50 1.06~1.20 1.10~1.30 1.28~1.30 例：建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为3.0m2,基坑深2.0m，底宽为1.5m，地基为亚粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量、填土量和弃土量。（边坡坡度1：m=1 ：0.5；Ks=1.30，K/s =1.05）

解：m－边坡坡度系数，m=B/H

B=mH= 0.5×2=1.0m 挖土体积=截面面积×长

B H 图1-3

1.5(1.511)挖方量 2100500m32基础体积3.0100300m3500300填方量190m31.05弃土量(500190)1.3403m3

五、土的渗透性

土的渗透性是指土体被水透过的性质，水流通过土中孔隙的难易程度。 V=KI

K—渗透系数 I—水力坡度 I=h/L h=H1-H2

H1—高水位 H2—低水位 L—渗流路程

图1-4 土的渗透性实验室测

hQVAKIAKALQLKhA

Q—流水量 V—渗流速度

A—土样横截面面积

K值的现场抽水试验测定：

对重大工程，宜采用现场抽水试验以获得较准确的值，其方法如图所示。在现场设置 一抽水孔，并距抽水孔为X1、X2处设两个观测井(三者位于一直线上)，待抽水稳定后，测得 X1、X2处观测孔中的水深L1、L2，并由抽水孔中相应的抽水量Q，由下式求得K值

学习了土的工程分类知识，学会在施工现场用简易方法判别土的类别 认识了土的工程性质，了解了土的工程性质对土方施工的影响

思考与训练

1.土按开挖的难易程度分几类？各类特征是什么？ 2.简述土的可松性及其对土方施工的影响。