【導(dǎo)讀】土方的基本性質(zhì)與工程施工有關(guān)，在施工之前應(yīng)詳細(xì)了解，避免造成工程事故。土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1-1。飽和密度ρsatt/m3土中孔隙完全被水充滿時(shí)土的密度ρsat=ms+VV·ρwV由計(jì)算求得。在地下水位以下，土體受到水的浮力作用時(shí)土的重度，γw=10kN/m3；g—重力加速度，取g=10m/s2,其余符號(hào)意義見(jiàn)表1-1。是進(jìn)行粘土分類的重。是判別粘性土軟硬程。的含水量，即為塑限。土的壓縮性通常用壓縮系數(shù)來(lái)表示，其值由原狀土的壓縮試驗(yàn)確定。式中1000—單位換算系數(shù)；p1、p2—固結(jié)壓力；e1、e2—相對(duì)應(yīng)于p1、p2時(shí)的孔隙比。式中Es—土的壓縮模量；用壓縮模量劃分壓縮性等級(jí)和評(píng)價(jià)土的壓縮性可按表1-4規(guī)定。十字板剪切試驗(yàn)、野外標(biāo)準(zhǔn)貫入、動(dòng)力觸探、靜力觸探等試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。式中τf—土的抗剪強(qiáng)度；—作用于剪切面上的法向應(yīng)力；—土的內(nèi)摩擦角，剪切試驗(yàn)法向應(yīng)力與剪應(yīng)力曲線的切線傾斜角；和粘聚力c的求法。在坐標(biāo)紙上繪制抗剪強(qiáng)度τ與法向應(yīng)力?的相關(guān)直線，直線交τ值的截距卻為土的粘聚力c，

　　

【正文】 要分布于年平均氣溫低于 2℃ ，冰凍期長(zhǎng)達(dá)七個(gè)月以上的嚴(yán)寒地區(qū)，我國(guó)集中于內(nèi)蒙和黑龍江大小興安嶺一帶以及青藏高原和甘肅高山區(qū)等兩大區(qū)域 季節(jié)凍土與季節(jié)融化層土的凍脹性分類 表 129b 土的名稱 凍前天然含水量ω(%) 凍結(jié)期間地下水 位距凍結(jié)面的最小距離 hw(m) 平均凍脹率η(%) 凍脹等級(jí) 凍脹類別 碎 (卵 )石，礫、粗、中砂 (粒徑小于 的顆粒含量不大于 15%)，細(xì)砂 (粒徑小于 的顆粒含量不大于 10%) 不考慮 不考慮 η≤1 I 不凍脹 碎 (卵 )石，礫，粗、中砂 (粒徑小于 的顆粒含量大于 15%)，細(xì)砂 (粒徑小于 的顆粒含量大于 10%) ω≤12 η≤1 I 不凍脹 ≤ 1＜ η≤ II 弱凍脹 12＜ ω≤18 ≤ ＜ η≤6 III 凍脹 ω＞ 18 ≤ 6＜ η≤12 IV 強(qiáng)凍脹 粉砂 ω≤14 η≤1 I 不凍脹 ≤ 1＜ η≤ II 弱凍脹 14＜ ω≤19 ≤ ＜ η≤6 III 凍脹 19＜ ω≤23 ≤ 6＜ η≤12 IV 強(qiáng)凍脹 ω＞ 23 不考慮 η＞ 12 V 特強(qiáng)凍脹 土 方 工 程 20 續(xù)表 土的名稱 凍前天然含水量ω(%) 凍結(jié)期間地下水 位距凍結(jié)面的最小距離 hw(m) 平均凍脹率η(%) 凍脹等級(jí) 凍脹類別 粉土 ω≤19 η≤1 I 不凍脹 ≤ 1＜ η≤ II 弱凍脹 19＜ ω≤22 ≤ ＜ η≤6 III 凍脹 22＜ ω≤26 ≤ 6＜ η≤12 IV 強(qiáng)凍脹 26＜ ω≤30 ≤ η＞ 12 V 特強(qiáng)凍脹 ω＞ 30 不考慮 粘性土 ω≤ωp+2 η≤1 I 不凍脹 ≤ 1＜ η≤ II 弱凍脹 ωp+2＜ ω≤ωp+5 ≤ ＜ η≤6 III 凍脹 ωp+5＜ ω≤ωp+9 ≤ 6＜ η≤12 IV 強(qiáng)凍脹 ωp+9＜ ω≤ωp+15 ≤ η＞ 12 V 特強(qiáng)凍脹 ω＞ ωp+15 不考慮 注： 1. ωp—塑限含水量 (%)； ω—凍前天然含水量在凍層內(nèi)的平均值； ； 22 時(shí)，凍脹性降低一級(jí)； 的顆粒含量大于 60%時(shí)為不凍脹土； 40%時(shí)其凍脹性按填充物土的類別判定。 多年凍土的融沉性分類 表 129c 土的名稱 總含水量 ω(%) 平均融沉系 數(shù) δ0 融沉等級(jí) 融沉類別 凍土類型 碎 (卵 )石 ，礫、粗、中砂 (粒徑小于 的顆粒含量不大于 15%) ω＜ 10 δ0≤1 I 不融沉 少冰凍土 ω≥10 1＜ δ0≤3 II 弱融沉 多冰凍土 碎 (卵 )石，礫、粗、中砂 (粒徑小于 的顆粒含量大于 15%) ω＜ 12 δ0≤1 I 不融沉 少冰凍土 12≤ω＜ 15 1＜ δ0≤3 II 弱融沉 多冰凍土 15≤ω＜ 25 3＜ δ0≤10 III 融沉 富冰凍土 ω≥25 10＜ δ0≤25 IV 強(qiáng)融沉 飽冰凍土 粉、細(xì)砂 ω＜ 14 δ0≤1 I 不融沉 少冰凍土 14≤ω＜ 18 1＜ δ0≤3 II 弱融沉 多冰凍土 18≤ω＜ 28 3＜ δ0≤10 III 融沉 富冰凍土 ω≥28 10＜ δ0≤25 IV 強(qiáng)融沉 飽冰凍土 粉土 ω17 δ0≤1 I 不融沉 少冰凍土 17≤ω＜ 21 1＜ δ0≤3 II 弱融沉 多冰凍土 21≤ω＜ 32 3＜ δ0≤10 III 融沉 富冰凍土 ω≥32 10＜ δ0≤25 IV 強(qiáng)融沉 飽冰凍土 GJ/QB1/102020 21 續(xù)表 土的名稱 總含水量 ω(%) 平均融沉系數(shù) δ0 融沉等級(jí) 融沉類別 凍土類型 粘性土 ω＜ ωp δ0≤1 I 不融沉 少冰凍土 ωp≤ω＜ ωp+4 1＜ δ0≤3 II 弱融沉 多冰凍土 ωp+4≤ω＜ ωp+15 3＜ δ0≤10 III 融沉 富冰凍土 ωp+15≤ω＜ ωp+35 10＜ δ0≤25 IV 強(qiáng)融沉 飽冰凍土 含土冰層 ω≥ωp+35 δ0＞ 25 V 融陷 含土冰層 注： ω，包括冰和未 凍水； 、凍結(jié)泥碳化土、腐殖土、高塑性粘土不在表列。 凍土根據(jù)地基土的種類、含水量和地下水位情況，根據(jù)地 基土凍脹性大小及其對(duì)建筑物的危害程度，分類見(jiàn)表 130；而對(duì)多年凍土，則以含冰情況不同而具有不同融陷性作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，按融陷性特征對(duì)多年凍土進(jìn)行分類。 地基土凍脹性特征及對(duì)建筑物的危害 表 130 凍脹類別 凍脹率 η 特 征 對(duì)建筑物危害性 不凍脹土 (或稱 I 類土 ) η≤1% 凍結(jié)時(shí)無(wú)水分轉(zhuǎn)移，在天然情況下，有時(shí)地面呈現(xiàn)凍縮現(xiàn)象 對(duì)一般淺埋基礎(chǔ)均無(wú)危害 弱凍脹土 (或稱 II 類土 ) 1%＜ η≤% 凍結(jié)時(shí)水分轉(zhuǎn)移極少，凍土中的冰一般呈晶粒狀。地表或散水無(wú)明顯隆起，道 路無(wú)翻漿現(xiàn)象 一般無(wú)危害，在最不利條件下建筑物可能出現(xiàn)細(xì)微裂縫，但不影響建筑物安全和正常使用 凍脹土 (或稱III 類土 ) %＜ δ0≤6% 凍結(jié)時(shí)有水分轉(zhuǎn)移，并形成冰夾層，地面和散水明顯隆起，道路有翻漿現(xiàn)象 埋置較淺的基礎(chǔ)，建筑物將產(chǎn)生裂縫，在凍深較大地區(qū)，非采暖建筑物因基礎(chǔ)側(cè)面受切向凍脹力而破壞 強(qiáng)凍脹土 (或稱 IV 類土 ) η＞ 6% 凍結(jié)時(shí)有大量水分轉(zhuǎn)移，形成較厚或較密的冰夾層。道路嚴(yán)重翻漿 淺埋基礎(chǔ)的建筑物將產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。在凍深較大地區(qū)，即使基礎(chǔ)埋深超過(guò)凍深，出會(huì)因切向凍脹力而使建筑物破壞 注：凍 脹率 η＝ ΔhΔH 。式中 Δh 為地 表最大凍脹量 (cm)； ΔH 為最在凍結(jié)深度 (cm)。 如基礎(chǔ) 埋深超過(guò)凍深時(shí)， 則基礎(chǔ)側(cè)面承受切向凍脹力；如基礎(chǔ)埋深淺于凍深時(shí)，則基礎(chǔ)除側(cè)面承受切向凍脹力外，還在基礎(chǔ)底在承受法向凍脹力。因此，當(dāng)基礎(chǔ)自重及其上荷載不足以平衡法向和切向凍脹力，地基凍結(jié)時(shí)，基礎(chǔ)就要隆起；融化時(shí)，凍脹力消失，基礎(chǔ)產(chǎn)生沉陷。當(dāng)房屋結(jié)構(gòu)和采暖情況不同時(shí)，會(huì)使房屋周邊產(chǎn)生周期性的不均勻凍脹和沉陷，對(duì)地基穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響，使墻身開(kāi)裂，頂棚抬起，門口、臺(tái)階隆 起，散水坡凍裂，嚴(yán)重時(shí)使建筑物傾斜或傾倒。 （ 1）建筑場(chǎng)地應(yīng)盡量選擇地勢(shì)高、地下水位低、地表排水良好的地段。 （ 2）設(shè)計(jì)前應(yīng)查明土質(zhì)和地下水情況，正確判定土的凍脹類別、凍深，以便合理地確定基礎(chǔ)的埋置深度。當(dāng)凍深和土的凍脹性較大時(shí)，宜采用獨(dú)立基礎(chǔ)、樁基或砂墊層等措施，使基礎(chǔ)埋設(shè)在凍結(jié)線以下。 （ 3） 建筑物的平面形式，在保證使用的前提下，應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡量避免凸凹 多角的平面造型，同時(shí)增加建筑的剛度和強(qiáng)度，如控制長(zhǎng)高比、增加圈梁等，以增加對(duì)不均勻變形 土 方 工 程 22 的抵抗能力。外門斗、門臺(tái)階 等應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)斷開(kāi)；散 水坡應(yīng)分段澆筑（或預(yù)制），每段長(zhǎng)度以 ~ 為宜。 （ 4）對(duì)低洼場(chǎng)地，宜在沿建筑物四周向外一倍凍深范圍內(nèi)，使室外地坪至少高出自然地面 300~500mm。 （ 5）為避免施工和使用期間的地下水、地表水、生產(chǎn)廢水和生活污水等浸入地基，應(yīng)做好排水設(shè)施。在山區(qū)必須做好截水溝或在建筑物下設(shè)置暗溝，以排走地表水和潛水，避免因基礎(chǔ)堵水而造成凍害。 （ 6）對(duì)建在標(biāo)準(zhǔn)凍深大于 2m 及標(biāo)準(zhǔn)凍深大于 ，基底以上為凍脹土和強(qiáng)凍脹土上的非采暖建筑物，為防止凍切力對(duì)基礎(chǔ)側(cè)面的作用，可在基礎(chǔ)側(cè)面回填粗砂、中砂、爐渣等非凍脹性材 料或其他保溫材料。當(dāng)基礎(chǔ)梁下有凍脹性土?xí)r，應(yīng)在梁下填以爐渣等松散材料，并留 5~15cm 空隙， 以防止因凍脹將基礎(chǔ)梁拱裂。 （ 7）對(duì)冬期開(kāi)挖的工程，要隨挖、隨砌、隨回填、嚴(yán)防地基受凍。對(duì)跨年度工程及凍前不能交付正常使用的工程，應(yīng)對(duì)地基采取相應(yīng)的過(guò)冬保溫措施。 工程場(chǎng)地平整施工工藝標(biāo)準(zhǔn) (GJ/QB1/100062020) 161 場(chǎng)地平整的程序 場(chǎng)地平整是將需進(jìn)行建筑范圍內(nèi)的自然地面，通過(guò)人工或機(jī)械挖填平整改造成為設(shè)計(jì)所需要的平面，以利現(xiàn)場(chǎng)平面布置和文明施工。在工程總承包施工中，三通一平工作 常常是由施工單位來(lái)實(shí)施，因此場(chǎng)地平整 也成為工程開(kāi)工前的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 場(chǎng)地平整要考慮滿足總體規(guī)劃 、生產(chǎn)施工工藝、 交通運(yùn)輸和場(chǎng)地排水等要求，并盡量使土方的挖填平衡，減少運(yùn)土量和重復(fù)挖運(yùn)。 場(chǎng)地平整為施工中的一個(gè)重要項(xiàng)目，它的一般施工工藝程序安排是：現(xiàn)場(chǎng)勘察 → 清除地面障礙物 → 標(biāo)定整平范圍 → 設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn) → 設(shè)置方格網(wǎng)，測(cè)量標(biāo)高 → 計(jì)算土方挖填工程量 → 平整土方 → 場(chǎng)地碾壓 → 驗(yàn)收。 當(dāng)確定平整工程后，施工首先應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，了解場(chǎng)地地形、地貌和周圍環(huán)境。根據(jù)建筑總平面圖及規(guī)劃了解并確定現(xiàn)場(chǎng)平整場(chǎng)地的大致范圍。 平整前必須 把場(chǎng)地平整范圍內(nèi)的障礙物如樹(shù)木、電線、電桿、管道、房屋、墳?zāi)沟惹謇砀蓛?，然后根?jù)總圖要求的標(biāo)高，從水準(zhǔn)基點(diǎn)引進(jìn)基準(zhǔn)標(biāo)高作為確定土方量計(jì)算的基點(diǎn)。 土方量的計(jì)算有方格網(wǎng)法和橫截面法 ，可根據(jù)地形具體情況采用。現(xiàn)場(chǎng)抄平 的程序和方法由確定的計(jì)算方法進(jìn)行。通過(guò)抄平測(cè)量，可計(jì)算出該場(chǎng)地按設(shè)計(jì)要求平整需挖土和回填的土方量，再考慮基礎(chǔ)開(kāi)挖還有多少挖出（減去回填）的土方量，并進(jìn)行挖填方的平衡計(jì)算，做好土方平衡調(diào)配，減少重復(fù)挖運(yùn)，以節(jié)約運(yùn)費(fèi)。 大面積 平整土方宜采用機(jī)械進(jìn)行，如用推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)推運(yùn)平整土方；有大量挖方應(yīng)用挖 土機(jī)等 進(jìn)行。在平整過(guò)程中要交錯(cuò)用壓路機(jī)壓實(shí)。 平整場(chǎng)地的一般要求如下： 。平整場(chǎng)地的表面坡度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，一般應(yīng)向排水溝方向作成不小于 %的坡度。 的場(chǎng)地表面應(yīng)逐點(diǎn) 檢查，檢查點(diǎn)為每 100~400m2 取 1 點(diǎn)， 但不少于 10 點(diǎn)；長(zhǎng)度、寬度和邊坡均為每 20m 取 1 點(diǎn)，每邊不少于 1 點(diǎn)，其質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表 146 的要求。 GJ/QB1/102020 23 、水平標(biāo)高和邊坡 坡度是否符合設(shè)計(jì)要求。 平面控制樁和水準(zhǔn)控制點(diǎn)應(yīng)采取可靠措施加以保護(hù)，定期復(fù)測(cè)和檢查；土方不應(yīng) 堆在邊坡邊緣。 162 場(chǎng)地平整的土方量計(jì)算 場(chǎng)地平整前，要確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高，計(jì)算挖填土方量以便據(jù)此進(jìn)行土方挖填平衡計(jì)算，確定平衡調(diào)配方案，并根據(jù)工程規(guī)模、施工期限、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備條件，選用土方機(jī)械，擬定施工方案。 對(duì)較大面積的場(chǎng)地平整，正確地選擇場(chǎng)地平整高度（設(shè)計(jì)標(biāo)高），對(duì)節(jié)約工程投資、加快建設(shè)速度均具有重要意義。一般選擇原則是：在符合生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)臈l件下，盡量利用地形，以減少挖方數(shù)量；場(chǎng)地內(nèi) 的 挖方與填方量應(yīng)盡可能達(dá)到互相平衡，以降低土方運(yùn)輸費(fèi)用；同時(shí)應(yīng)考慮最高洪水位的影響等 。 場(chǎng)地平整高度計(jì)算常用的方法 為 “挖填土方量平衡法 ”，因其概念直觀，計(jì)算簡(jiǎn)便，精度能滿足工程 要求，應(yīng)用最為廣泛，其計(jì)算步驟和方法如下： （ 1）計(jì)算場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高 如圖 12（ a），將地形圖劃分方格圖（或地形圖的方格網(wǎng)），每個(gè)方格的角點(diǎn)標(biāo)高，一般可根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的標(biāo)高，用插入法求得。當(dāng)無(wú)地形圖時(shí)，亦可在現(xiàn)場(chǎng)打 設(shè)木樁定好方格網(wǎng)，然后用儀器直接測(cè)出。 圖 12 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算簡(jiǎn)圖 (a)地形圖上劃分方格； (b)設(shè)計(jì)標(biāo)高示意圖 1等高線； 2自然地坪； 3設(shè)計(jì)標(biāo)高平面； 4自然地面與設(shè) 計(jì)標(biāo)高平面的交線 (零線 ) 一般要求是 ，使場(chǎng)地內(nèi)的土方在平整前和平整后相等而達(dá)到挖方和填方量平衡，如圖12（ b）。設(shè)達(dá)到挖填平衡的場(chǎng)地平 整 標(biāo)高為 H0，則 由挖填平衡條件， H0 值可由下式求得： H0＝ ∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H44N (15) 式中 a—方格網(wǎng)邊長(zhǎng) (m)； N—方格網(wǎng)數(shù)（個(gè)）； H11…H 22—任一方格的四個(gè)角點(diǎn)的標(biāo)高 (m)； H1—一個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高 (m)； H2—二個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高 (m)； H3—三個(gè)方格共有的角 點(diǎn)標(biāo)高 (m)； H4—四個(gè)方格共有的角點(diǎn)標(biāo)高 (m)。 （ 2）考慮設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整值 上式計(jì)算的 H0，為一理論數(shù)值 ，實(shí)際尚需考慮： 1）土的可松性； 2）設(shè)計(jì)標(biāo)高以下各 土 方 工 程 24 種填方工程用土量，或設(shè)計(jì)標(biāo)高以上的各種挖方工程量； 3）邊坡填挖土方量不等； 4）部分挖方 就近棄土于場(chǎng)外，或部分填方就近從場(chǎng)外取土等因素。考慮這些因素所引起的挖填土方量的變化后，適當(dāng)提高或降低設(shè)計(jì)標(biāo)高 。 （ 3） 考慮 排水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響 式 （ 15） 計(jì)算的 H0 未考慮 場(chǎng)地的 排水要求（即場(chǎng)地表面均處于同 一個(gè)水平面上 ） ，實(shí)際均應(yīng)有一定排水坡度。如場(chǎng)地面積 較大 ，應(yīng)有 2‰ 以上排水坡度，尚應(yīng)考慮排水坡度對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高的影響。故場(chǎng)地內(nèi)任一點(diǎn)實(shí)際施工時(shí)所采用的