學習單元3 劃分建筑地基土的類別

知識目標

1.熟悉地基土的分類方法。

2.掌握地基土的分類與狀態。

技能目標

1.能夠充分掌握地基土的分類，并能夠確定工程中的地基土的狀態和名稱。

2.掌握《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007—2011）中關于建筑地基的相關內容。

基礎知識

自然界的土類眾多，工程性質各異。土的工程分類就是根據實踐經驗，依照土的基本物理性質（如粒徑、級配及塑性等），將工程性質相近的土劃分類別，并予以定名，以便在不同土類間作有價值的比較、評價、積累以及學術與經驗交流，并使之直接應用于工程建設。

土的分類方法很多，由于研究目的不同，所以不同部門分類方法各異。總體看來，國內外分類的依據，在總的體系上趨近于一致，各分類法的標準也都大同小異。一般原則是：①粗粒土按粒度成分及級配特征；②細粒土按塑性指數和液限，即塑性圖法；③有機土和特殊土則分別單獨各列為一類；④對定出的土名給以明確含義的文字符號，既一目了然，還可為運用電子計算機檢索土質試驗資料提供條件。

根據《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007—2011）規定，作為建筑地基巖土可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土六類。

一、巖石

巖石是指顆粒間牢固黏結，呈整體或具有節理裂隙的巖土。作為建筑地基的巖石，除應確定巖石的地質名稱外，還應確定巖石的堅硬程度與巖體的完整程度。巖石的堅硬程度應根據巖塊的飽和單軸抗壓強度標準值f_rk按表1-10分為堅硬巖、較硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖。當缺乏飽和單軸抗壓強度資料或不能進行該項試驗時，可在現場通過觀察定性劃分，劃分標準見表1-11。

二、碎石土

碎石土為粒徑大于2mm的顆粒含量超過總質量50%的土。碎石土可按表1-14分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫。

三、砂土

砂土為粒徑大于2mm的顆粒含量不超過總質量50%、粒徑大于0.075mm的顆粒超過總質量50%的土。砂土按粒組含量分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂，見表1-15。

四、粉土

粉土為塑性指數I_p≤10且粒徑大于0.075的顆粒含量不超過總質量50%的土；粉土的密實度應根據孔隙比e劃分為密實、中密和稍密；其濕度應根據天然含水率ω（%）劃分為稍濕、濕、很濕。

五、黏性土

黏性土是指塑性指數I_P大于10的土，一般可分為黏土和粉質黏土，見表1-16。

黏土的狀態，可按表1-17分為堅硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑。

六、特殊巖土

特殊性巖土是具有一些特殊成分、結構和性質的區域性地基土，包括軟土、膨脹土、濕陷性土、紅黏土、凍土、鹽漬土和填土等。

（1）軟土：軟土土為濱海、湖沼、谷地、河灘等處天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪強度低的細粒土，其鑒別指標應符合表1-18的規定，包括淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土等。

淤泥在靜水或緩慢的流水環境中沉積，并經生物化學作用形成。其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5為黏性土。天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的黏性土或粉土為淤泥質土。

（2）膨脹土：土中黏粒成分主要由親水性礦物組成，同時具有顯著的吸水膨脹和水收縮特性，其自由膨脹率大于或等于40%時為黏性土。

（3）濕陷性土：浸水后產生附加沉降，其濕陷系數大于或等于0.015的土。

（4）紅黏土：紅黏土為碳酸鹽巖系的巖石經紅土化作用形成的高塑性黏土，其液限一般大于50。紅黏土經再搬運后仍保留其基本特征且其液限大于45的土為次生紅黏土。

（5）鹽漬土：土中易溶鹽質量分數大于0.3%，并具有溶陷、鹽脹、腐蝕等工程特性的土。

（6）填土：根據其組成和成因，填土可分為素填土、壓實填土、雜填土和沖填土。素填土為由碎石土、砂土、粉土、黏性土等組成的填土。經過壓實或夯實的素填土為壓實填土。雜填土為含有建筑垃圾、工業廢料、生活垃圾等雜物的填土。沖填土為由水力沖填泥砂形成的填土。

知識拓展

地基與基礎設計的等級

地基與基礎設計應根據地基復雜程度、建筑物規模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度分為三個設計等級。設計時應根據具體情況，按表1-19選用。

本章小結

本章主要介紹土的成因與組成、土的結構與構造、土的物理性質指標、土的壓實原理、最優含水量、物理狀態指標及地基土（巖）的工程分類。

通過了解地質構造變遷，結合工程地質的演化過程，學習土的成因與組成；結合土體三相圖的表達方式，進行土體物理性質指標的換算；重點理解擊實功能對壓實曲線的影響，以及最優含水量的概念；區別無黏性土密實度和黏性土物理狀態的描述，并結合單向坐標軸進行物理狀態的描述。

學習檢測

一、填空題

1.基礎類型很多，按基礎埋置深度的不同可分為_____和_____，埋深小于_____m的稱為淺基礎，埋深大于_____m的稱為深基礎。

2.土是巖石經過_____、_____、_____、_____形成的含有固體顆粒、水和氣體的松散集合體。從廣義上來講，土包括_____的松散堆積物和地下的巖石。

3.獨立基礎的形狀有_____、_____和_____等，其優點是_____，便于地下管道穿過，節省用料，但整體剛度差。

4.樁基礎的類型很多，按樁的形狀和豎向受力情況，可分為_____和_____；按樁的材料，分為_____、_____和_____；按樁的制作方法，有_____和_____兩類。目前，較常用的是_____和_____。

5.在建筑設計中，當建筑物總荷載確定時，可通過增加_____或_____來保證建筑物的穩定和安全。

6.土的顆粒級配直接影響土的性質，如土的_____、_____、_____和壓縮性等。

7.土的結構是指由土粒單元的大小、形狀、相互排列及其聯結關系等因素形成的綜合特征，一般分為_____、_____和_____三種基本類型。

8.砂土為粒徑大于_____mm的顆粒含量不超過總質量_____%、粒徑大于mm的顆粒超過總質量_____%的土。

二、選擇題

1.在工程建設中，常根據不均勻系數C_u值來選擇填土的土料，下列屬于級配良好的土的是（　）。

A.C_u=3

B.C_u=5

C.C_u=8

D.C_u=11

2.砂土的密實度通常采用相對密實度D_r來判別，當D_r=0.5時，屬于（　）砂土。

A.密實的

B.中密的

C.稍密的

D.松散的

3.環刀切取一土樣，測得體積為50cm³，質量為110g，土樣烘干后質量為100g，土粒相對密度為2.70，則該土的相對密度為（　）。

A.1.8

B.2.0

C.2.1

D.2.2

4.粒徑大于2mm的顆粒含量超過總質量50%的土為（　）。

A.碎石土

B.砂土

C.粉土

D.黏性土

5.黏性土的液限指數為0.5時，其狀態為（　）。

A.硬塑

B.可塑

C.軟塑

D.流塑

三、判斷題

1.當地基的抗剪強度不足以支承上部結構的自重及外荷載時，地基就會產生局部或整體變形。（　）

2.當建筑物的荷載較大而地基承載能力較小時，由于基礎底面寬度需要加寬，若仍采用素混凝土材料，勢必導致基礎深度可以減小。（　）

3.為了提高建筑物的整體剛度，避免不均勻沉降，常將柱下獨立基礎沿縱向和橫向連接起來，做成十字交叉的井格基礎。（　）

4.箱形基礎具有剛度大、整體性好、內部空間可用作地下室的特點。因此，其適用于高層公共建筑、住宅建筑及需設地下室的建筑中。（　）

5.地基在建筑物荷載作用下的應力和應變隨著土層深度的增加而減小，在達到一定深度后就可以忽略不計。（　）

6.在設計地基時，要考慮場地的工程地質和水文地質條件，同時也要考慮建筑物的使用要求、上部結構特點及施工條件等各種因素。（　）

7.土的固體顆粒是由大小不等、形狀不同的礦物顆粒或巖石碎屑按照各種不同的排列方式組合在一起，構成土的骨架，是土的主要組成成分。的抗剪強度不足以支承上部結構的自重及外荷載時

8.黏粒能夠在水中長期懸浮，不因自重而下沉。（　）

9.由于黏性土的主要成分是黏粒，土顆粒很細，土的比表面（單位體積顆粒的總表面積）大，與水相互作用的能力較強，故水對其工程性質影響較大。（　）

10.塑性指數表示土的可塑性范圍，它主要與土中黏粒（直徑小于0.005mm的土粒）含量有關。的抗剪強度不足以支承上部結構的自重及外荷載時

11.土的靈敏度越高，結構性越強，擾動后土的強度降低就越多。的抗剪強度不足以支承上部結構的自重及外荷載時

12.碎石土為粒徑大于2mm的顆粒含量超過總質量50%的土。（　）

四、名詞解釋

1.地基

2.基礎

3.天然地基

4.人工地基

五、問答題

1.土是怎樣形成的？

2.土體結構有哪幾種？它與礦物成分及成因條件有何關系？

3.土中三相比例指標中，哪些指標是直接測定的？哪些指標是推導得出的？

4.土的物理性質指標中哪些對砂土的影響較大？哪些對黏土的影響較大？

5.地基巖土分為幾類？各類土劃分的依據是什么？