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第一节 土的工程分类及工程物理性 质
一：土石方工程的施工特点
土石方工程是建筑工程施工中主要的分部工程之一，它包括 土、石方的开挖、运输、填筑、平整与压实等主要施工过 程，以及场地清理、测量放线、施工排水、降水和土壁支 护等准备与辅助工作。 土石方施工的特点： 1：土石方施工工程量大、面广。 2：施工条件极为复杂。
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同济大学
第一章
土方工程
本章提要： 本章内容包括土方规划、土方工程施工的要点，土
方工程机械化施工。在土方规划中，涉及了土的 工程分类和性质、土方边坡、土方量计算、场地 设计标高的确定和土方调配等问题。在土方工程 施工要点中，重点论述了土壁稳定、施工排水、 流砂防治和填土压实，是土方工程施工的关键。 在土方工程机械化施工中，着重阐述常用土方机 械的类型、性能及提高生产率的措施。
用爆破方法
1.26～1.37
1.30～1.45 1.30～1.45 1.30～1.45
八类土 (特坚石)
玄武岩，花岗片麻岩、坚实的细粒花岗岩、闪长 岩、石英岩、辉绿岩
用爆破方法
1.45～1.50
1.06～1.09
1.10～1.20 1.10～1.20 1.10～1.20 1.20～1.30
三：土的工程性质
土的压缩率
表1
－2
土的类 别
土的 名称
土的压 缩率(％)
1m3松散土 压实后的 体积(m3)
土的 类别
土的名称
土的压 1m3松散土 缩率 压实后的 (％) 体积(m3)
种植 土
20
百度文库
0.80
天然湿度 黄土
12～17
0.85
一、二 一般 类土 土
10
0.90
三类 土
一般土
5
0.95
砂 土
5
0.95
干燥坚实 黄土
三类土 (坚土)
软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土 及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填 筑土
主要用镐，少许 用锹、锄头， 部分用撬棍
1.24～1.30
1.04～1.07
四类土 重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的
(砂砾坚土)
黄土、天然级配砂石，软的泥灰岩及蛋白石
五类土 硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩，白垩
土的工程性质对土方工程的施工有直接影响，其中基本的工程性质有：土的 质量密度、可松性、压缩性、含水量、渗透性等。 1.土的质量密度
分天然密度和干密度。土的天然密度，指土在天然状态下单位体积的质量； 它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。土的干密度，指单位体积土中 固体颗粒的质量；它是用以检验填土压实质量的控制指标。 2.土的可松性
(软石)
土，胶结不紧的砾岩，软的石灰岩
六类土 泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩、泥灰岩，密实
(次坚石)
的石灰岩，风化花岗岩、片麻岩
七类土 大理岩，辉绿岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云
(坚石)
岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩
用镐、撬棍，然 后用锹挖掘， 部分用楔子 及大锤
用镐或撬棍、大 锤，部分使 用爆破
用爆破方法，部 分用风镐
3：根据土的工程特性，又可分出特殊性土，如软土、人工填土、 黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土、冻土等。不同的土，其物理、 力学性质也不同，只有充分掌握各类土的特性及其对施工过程的 影响，才能选择正确的施工方法。
4：开挖难易程度
将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、 坚石、特坚石八类，称为土的工程分类。前四类属一般土，后四 类属岩石，土的分类法及其现场鉴别方法见表1－1。
5～7
0.94
4.土的含水量
土的含水量W是土中所含的水与土的固体
颗粒间的质量比，以百分数表示：
式中 G1——含水状态时土的质量； G2——土烘干后的质量。
土的含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和 回填土的质量，如土的含水量超过25％～30％，则机 械化施工就困难，容易打滑、陷车；回填土则需有最 佳含水量，方能夯压密实，获得最大干密度。土的最 佳含水量和最大干密度参考值见表1－3。
土的最佳含水量和最大干密度
表1－3
土的种类
最佳含水量 (质量 比)(％)
最佳含水量
最大干密度(g/cm3) 土的种类
(质量
比)(％)
最大干密度 (g/cm3)
砂 土 8～12 粉 土 16～22
1.80～1.88 1.61～1.80
重亚粘土 16～20
粉质亚粘
土
18～21
1.67～1.79 1.65～1.74
3：劳动强度较大 。
二：土的工程分类
1：土的种类繁多，分类方法也较多，根据土的颗粒级配或塑性 指数可分为碎石类土(漂石土、块石土、卵石土、碎石土、圆砾 土、角砾土)、砂土(砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂)和粘性土 (粘土、亚粘土、轻亚粘土)；
·2：根据土的沉积年代，粘性土可分为老粘性土、一般粘性土、 新近沉积粘性土；
亚 砂 土 9～15 亚 粘 土 12～15
1.85～2.08 1.85～1.95
粘 土 19～23
1.58～1.70
5.土的渗透性
土的渗透性是指水在土体中渗流的性能，一般以渗透系数K表示。从达西公 式V＝KI可以看出渗透系数的物理意义：当水力坡度I等于1时的渗透速度v即 为渗透系数K。
土的分类
土的名称
一类土 (松软土)
砂、亚砂土，冲积砂土，种植土、泥炭(淤泥)
二类土 亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种
(普通土)
植土、填筑土及亚砂土
开挖方法
能用锹、锄头挖 掘
用锹、锄头挖掘， 少许用镐翻 松
可松性系数
KS
KS′
1.08～1.17
1.01～1.04
1.14～1.28
1.02～1.05
土具有可松性。土的可松性是指在自然状态下的土经开挖后组织被破坏， 其体积因松散而增大，以后虽经回填压实也不能恢复其原来体积的特性。由 于土方工程量是以自然状态的体积来计算的，所以在土方调配、计算土方机 械生产率及运输工具数量等的时候.必须考虑土的可松性。土的可松性程度用 可松性系数表示，即：
。
式中 KS——最初可松性系数； KS′——最后可松性系数； V1——土在天然状态下的体积(m3)； V2——土经开挖后的松散体积(m3)； V3——土经回填压实后的体积(m3)；
在土方工程中，KS是计算土方施工机械及运土 车辆等的 重要参数，KS′是计算场地平整标高及填方时所需挖土
量等的重要参数。不同类型土的可松性系数可参照表1 －1。
3.土的压缩性
移挖作填或取土回填，松土经填压后会压缩，一般松土 的压缩率见表1－2。在松土回填时应考虑土的压缩率， 一般可按填方断面增加10％～20％计算松土方数。