單元1基礎工程施工基礎知識(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 狀態指標土的物理狀態對土的工程性質影響較大，類別不同的土所表現出的物理狀態特征也不同。1）粘性土的稠度所謂 稠度 ，是指粘性土在某一含水率時的稀稠程度或軟硬程度，粘性土處在某種稠度時所呈現出的狀態，稱 稠度狀態 ，粘性土有四種項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 72稠度狀態即： 固態 、 半固態 、 可塑狀態 和 流動狀態 。所謂 界限含水率 是指粘性土從一個稠度狀態過渡到另一個稠度狀態時的分界含水率，也稱 稠度界限 。粘性土的物理狀態隨其含水率的變化而有所不同，四種稠度狀態之間有三個界限含水率，分別叫做 縮限 ωs、 塑限 ωp和 液限ωL，如圖 117所示。項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 73a．縮限 ωs是指固態與半固態之間的界限含水率。當含水率小于縮限 ωs時，土體的體積不隨含水率的減小而縮小。b．塑限 ωp是指半固態與可塑態之間的項目 地基土的基本性質及分類圖 117 粘性土的稠度狀態基礎工程施工 74項目 地基土的基本性質及分類界限含水率。c．液限 ωL是指可塑狀態與流動狀態之間的界限含水率。 2）無粘性土的密實狀態無粘性土是單粒結構的散粒體，它的密實狀態對其工程性質影響很大。（ 1）孔隙比 e判別 判別無粘性土密實度最簡便的方法是用孔基礎工程施工 75隙比 e，孔隙比愈小，表示土愈密實，孔隙比愈大，土愈疏松。（ 2）相對密度 Dr判別 為彌補用孔隙比判別的缺陷，在工程上采取相對密度判別，相對密度 Dr是將天然狀態的孔隙比 e與最疏松狀態的孔隙比 emax和最密實狀態的孔隙比 emin進行對比，作為衡量無粘性土密實度的指標，其表達式為：項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 764．土的壓實性土的壓實性 就是指土體在一定的擊實功能作用下，土顆粒克服粒間阻力，產生位移，顆粒重新排列，使土的孔隙比減小、密度增大，從而提高土料的強度，減小其壓縮性和滲透性。1）黏性土的擊實特征項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 77要使黏性土的壓實效果最好，含水量一定要適宜。根據黏性土的擊實數據繪出的擊實曲線如圖 118所示。 項目 地基土的基本性質及分類圖 118 黏性土的擊實曲線 基礎工程施工 782）無黏性土的擊實特征根據無黏性土的擊實試驗數據繪出的擊實曲線如圖 119所示。 項目 地基土的基本性質及分類圖 119 無黏性土的擊實 基礎工程施工 79土的工程分類與鑒別土的工程分類目的是為判斷土的工程特性和評價土作為建筑場地的可用程度。土的分類方法很多，不同部門根據研究對象的不同采用不同的分類方法。1．按土的主要特征分類《 建筑地基基礎設計規范 》 （ GB500072023）將作為建筑地基的巖土，分為 巖石 、項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 80碎石土 、 砂土 、 粉土 、 黏性土 和 人工填土 六大類，另有 淤泥質土 、 紅粘土 、 膨脹土 、 黃土 等特殊土。1）巖石 作為建筑地基的巖石根據其 堅硬程度 和 完整程度 分類。巖石按 飽和單軸抗壓強度標準值分為堅硬巖、較堅硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖 5個等級； 巖石風化程度 可分為未風化、微項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 81風化、中等風化、強風化和全風化巖石詳見 表17。2）碎石土粒徑大于 2mm的顆粒含量超過總質量的50%的土為碎石土，根據 粒組含量 及 顆粒形狀可進一步分為漂石或塊石、卵石或碎石、圓礫或角礫。3）砂土項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 82粒徑大于 2mm的顆粒含量不超過總質量的 50%、粒徑大于 50%的土為砂土。根據粒組含量可進一步分為礫砂 、 粗砂 、 中砂 、 細砂 和 粉砂 。4）粉土塑性指數 Ip≤10且粒徑大于 顆粒含量不超過全重 50%的土為粉土。5）黏性土項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 83塑性指數 Ip10的土為黏性土。黏性土按塑性指數大小又分為：黏土（ Ip17）；粉質黏土（ 10Ip≤17）。6）人工填土人工填土是指由于人類活動而形成的堆積物。人工填土按堆積物的成分和成因可分為如下幾類。（ 1）素填土 。由碎石土、砂土、粉土或黏項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 84性土所組成的填土。（ 2）壓實填土 。經過壓實或夯實的素填土。（ 3）雜填土 。含有建筑物垃圾、工業廢料及生活垃圾等雜物的填土。（ 4）沖填土 。由水力沖填泥沙形成的填土。7）特殊性土《 建筑地基基礎設計規范 》 GB500072011中又把淤泥、淤泥質土、紅粘土和膨脹土及項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 85濕陷性黃土單獨制定了它們的分類標準。（ 1）淤泥和淤泥質土 。淤泥和淤泥質土是指在靜水或緩慢流水環境中沉積，經生物化學作用形成的粘性土。天然含水率大于液限，天然孔隙比 e≥ 淤泥 ；天然含水率大于液限而天然孔隙比 1≤e 淤泥質土 。（ 2）紅粘土 。紅粘土是指碳酸鹽巖系出露項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 86的巖石，經風化作用而形成的褐紅色的粘性土的高塑性粘土。（ 3）膨脹土 。土中粘粒成分主要由親水性礦物組成，同時具有顯著的吸水膨脹性和失水收縮性，其自由脹縮率大于或等于 40%的粘性土為膨脹土。（ 4）濕陷性黃土 。黃土廣泛分布于我國西北地區，是一種第四紀時期形成的黃色粉狀土項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 87，當土體浸水后沉降，其濕陷系數大于或等于。2．按土的堅硬程度分類及其鑒別方法在建筑施工中，根據 土的開挖難易程度 ，將土分為松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅石等八類。前四類屬 一般土 ，后四類屬 巖石 。土的這八種分類方法及現場鑒別方法見 表 18。 項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 88表 17 巖石風化程度劃分風 化特征 特征未 風 化 巖 質 新 鮮 ，表面未有 風 化跡象微 風 化 巖 質 新 鮮 ，表面稍有 風 化跡象中等 風 化 構和構造 層 理清晰 節 理、裂 縫 分割成 塊 狀（ 200~500mm），裂 縫中填充少量 風 化物。 錘擊 聲脆，且不易 擊 碎 鎬難 挖掘，用巖心 鉆 方可 鉆進 。強 風 化 構和構造 層 理不甚清晰， 礦 物成分已 顯 著 變 化 節 理、裂 縫 分割成碎石狀（ 20~200mm），碎石用手可以折斷3. 用 鎬難 挖掘，用手 搖鉆 不易 鉆進全 風 化 構和構造 層 理 錯綜 扎亂， 礦 物成分 變 化很 顯 著2. 巖石被 節 理、裂 縫 分割成碎屑狀（ 200 mm），用手可捏碎 鍬鎬 挖掘困 難 ，用手 搖鉆鉆進 極困 難項目 地基土的基本性質及分類基礎工程施工 89項目 地基土的基本性質及分類土的分 類 土的名稱 可松性系數 現場鑒別 方法Ks K39。s一 類 土（松 軟 土）砂； 亞 砂土；沖 積 砂土 層 ；種植土；泥炭（淤泥）~1.17~1.03 能用 鍬 、 鋤頭 挖掘二 類 土（普通土）亞 粘土；潮濕的黃土； 夾 有碎石、卵石的砂；種植土；填筑土及 亞 砂土~1.28~1.05用 鍬 、 鋤頭 、挖掘，少 許 用 鎬 翻松三 類 土（ 堅 土）軟 及中等密 實 粘土；重 亞 粘土；粗 礫 石；干黃土及含碎石、卵石的黃土、 亞 粘土；壓實 的填筑土~1.30~1.07主要用 鎬 ，少 許 用鍬 、 鋤頭 挖掘，部分用撬棍四 類 土（砂 礫堅土）重粘土及含碎石、卵石的粘土；粗卵石；密 實 的黃土；天然 級 配砂石； 軟 泥灰巖及蛋白石~1.32~1.09整個用 鎬 、撬棍，然手用 鍬 挖掘，部分用楔子及大 錘五 類 土（ 軟 石）硬石炭 紀 粘土；中等密 實 的 頁 巖、泥灰巖、白堊土；膠 結 不 緊 的 礫 巖； 軟 的石炭巖~1.45~1.20用 鎬 或撬棍、大 錘 挖掘，部分使用爆破方法六 類 土（次 堅 石）泥巖；砂巖； 礫 巖； 堅實 的 頁 巖；泥灰巖；密 實 的石灰巖； 風 化花 崗 巖；片麻巖~1.45~1.20用爆破方法開挖，部分用 風鎬七 類 土（ 堅 石）大理巖； 輝綠 巖；玢巖；粗、中粒花 崗 巖； 堅實 的白云巖、砂巖、 礫 巖、片麻巖、石灰巖、 風 化痕跡的安山巖、玄武巖~1.45~1.20 用爆破方法開挖八 類 土（特 堅 石）安山巖；玄武巖；花 崗 片麻巖、 堅實 的 細粒花 崗 巖， 閃長 巖、石英巖、 輝長 巖、 輝綠 巖、玢巖~1.50~1.30 用爆破方法開挖表 18 土的工程分類及鑒別方法基礎工程施工 90工程地質常識1．地質作用在地質歷史發展的過程中，由自然動力引起的地球和地殼物質組成、內部結構及地表形態不斷變化發展的作用，稱為 地質作用 。 2．風化作用地殼表層的巖石，在太陽輻射、大氣、水和生物等風化營力的作用下，發生物理和化學項目 地質勘察 基礎工程施工 91變化，使巖石崩解破碎以致逐漸分解的作用，稱為 風化作用 。3．地質構造在漫長的地質歷史發展演變過程中，地殼在內、外力地質作用下，不斷運動、發展和變化，所造成的各種不同的構造形跡，如褶皺、斷裂等，稱為 地質構造 。 1）褶皺構造項目 地質勘察 基礎工程施工 92組成地殼的巖層，受構造應力的強烈作用，使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續性的構造，稱為 褶皺構造 。褶曲的基本形式只有兩種，即 背斜 和 向斜 （圖 120）。項目 地質勘察 圖 120 背斜與向斜基礎工程施工 932）斷裂構造巖體受力斷裂，使原有的連續完整性遭受破壞而形成斷裂構造，沿斷裂面兩側的巖層未發生位移或僅有微小錯動的斷裂構造，稱為 節理 ；反之，如發生了相對的位移，則稱為 斷層 。分居于斷層面兩側相互錯動的兩個斷塊，其中位于斷層面之上的稱為 上盤 ，位于斷層面之下的稱為 下盤 。若按斷塊之間的相對錯動的項目 地質勘察 基礎工程施工 94方向來劃分，上盤下降、下盤上升的斷層，稱正斷層 ；反之，上盤上升、下盤下降的斷層稱逆斷層 。如兩斷塊水平互錯，則稱為 平移斷層（圖 121）。 圖 121 斷層類型示意圖（ a）正斷層；（ b）逆斷層；（ c）平移斷層項目 地質勘察 基礎工程施工 954．不良地質條件建筑工程中常見的不良地質條件有 山坡滑動 、 河床沖淤 、 地震 、 巖溶 等，這些不良地質條件可能導致建筑物地基基礎事故。1）山坡滑動一般天然山坡經歷漫長的地質年代，已趨穩定。但由于人類活動和自然環境的因素，會使原來穩