地基与基础工程施工 教学课件 作者 肖捷 DJ2.DOCVIP

单元2 岩土的物理性质及工程分类 土一般由土颗粒（固相）、水（液相）和空气（气相）三部分组成，这三部分之间的比例关系随着周围条件的变化而变化，三者相互间比例不同，反映出土的物理状态不同，如干燥、稍湿或很湿，密实、稍密或松散。这些指标是最基本的物理性质指标，对评价土的工程性质，进行土的工程分类具有重要意义，而正确地区分和鉴别土的种类，可以合理的选择施工方法和准确地套用定额计算土方工程费用。 通过本单元的学习，学生应熟悉土的物理性质指标，特别是土的天然含水量、土的天然密度、干密度以及土的可松性性质，及其对土方工程施工的影响；能正确地区分和鉴别土的种类；会阅读简单的岩土地质勘察报告书。 课题1 土的物理性质指标 土的物理性质对土方工程的施工方法、机械设备的选择、劳动力消耗以及工程费用等有直接的影响，其基本的物理性质有土的天然含水量、土的天然密度和干密度、土的可松性和土的渗透性等。 2.1.1 土的天然含水量 土的干湿程度用含水量w表示，即土中水的质量与固体颗粒的质量之比，以百分数表示： ×100% （2-1） 式中 ——土中水的质量； —— 固体颗粒的质量（经温度105℃烘干）。 含水量在5%以下的土称为干土；含水量在5%～30%以内的土称为潮湿土；含水量大于30%的土称为湿土。 含水量是标志土的湿度的一个重要物理指标，当w≈0%时，砂土呈松散状态，粘土呈坚硬状态。粘性土的含水量很大时，其压缩性高、强度低。 含水量对挖土的难易、施工时的放坡、回填土的夯实均有影响。在一定含水量的条件下，用同样的夯实机具，可使回填土达到最大的密实度，此含水量称为最佳含水量，各类土的最佳含水量如下：砂土为8%～12%、亚砂土为9%～15%、亚粘土为12%～15%、粘土为19%～23%。 2.1.2 土的天然密度和干密度 天然状态下单位体积土的质量称为土的天然密度，用? 表示。 （2-2） 式中 ?——土的天然密度（kg/m3）； m——土的总质量（kg）； V——土的体积（m3）。 土的天然密度随着土的颗粒组成，孔隙多少和水分含量而变化，一般粘土的密度约为 1800～2200kg/m3，砂土的密度约为 1600～2000kg/m3。密度大的土较坚实，挖掘困难。在土方运输中，汽车载重量折算体积时，常用土的天然密度。 天然重度? 是指单位体积土的重量，单位是kN/m3，常见值16～22kN/m3。 （2-3） 式中 ? ——土的天然重度（kN/m3）； m——土的总质量（kg）； g——重力加速度，取g=9.8m/s2，或近似取g=10m/s2； V——土的体积（m3）； ??——土的天然密度（kg/m3）。 在天然状态下，水的天然重度?w=9.8kN/m3。 单位体积内土的固体颗粒的质量称为土的干密度，用?d表示： （2-4） 式中 ms——土中固体颗粒的质量（kg）； V ——土的体积（m3）； ?d——土的干密度（kg/m3）。 土的干密度实验室测定方法有“环刀法”。先用环刀取样，测出土的天然密度（?），并烘干后测出含水量（w），用下式计算土的干密度： （2-5） 式中 ? ——土的天然密度（kg/m3）； w ——土的含水量（%）； ?d ——土的干密度（kg/m3）。 一般土的干密度在1600kg/m3以上。在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度，干密度越大，表明土的颗粒排列越紧密，土就越密实；反之，干密度越小，表明土的颗粒排列越疏松，土就越松散。在土方填筑时，常以土的干密度来控制土的夯实标准。人工夯实或机械夯实的填方工程，应使土达到设计要求的密实度。土的密实度主要由检验填方土的干密度和含水量来控制。 2.1.3 土的可松性和可松性系数 土的可松性指的是在自然状态下的土经开挖后组织被破坏，其体积因松散而增加，虽经回填振动夯实，仍然不能完全复原的性质。 土的可松性程度，一般用最初可松性系数和最终可松性系数来表示，即 （2-6） （2-7） 式中 Ks——土的最初可松性系数； ——土的最终可松性系数； V1——开挖前土在自然状态下的体积（m3）； V2——开挖后土在松散状态下的体积（m3）； V3——土经回填、夯实后的体积（m3）。 土的可松性系数对土方的调配、计算土方运输量都有影响。 在土方施工中，土的最初可松