第6章 土石方工程
6.1 土的工程性质与分级
6.1.1 土的工程性质
土的工程性质对土方工程的施工方法及工程进度影响较大。土的主要工程性质有表观密度、含水量、可松性、自然倾斜角等。
6.1.1.1 表观密度
土的表观密度就是单位体积土体的质量。土壤保持其天然组织、结构和含水量时的表观密度称为自然表观密度。单位体积湿土的质量称为湿表观密度。单位体积干土的质量称为干表观密度。表观密度是体现黏性土密实程度的指标,常用干表观密度来控制黏性土的压实质量。
6.1.1.2 含水量
含水量是土壤中水的质量与干土质量的百分比。它表示了土壤空隙中含水的程度,含水量的大小直接影响黏性土的压实质量。
6.1.1.3 可松性
自然状态下的土经开挖后因变松散而使体积增大的特性,称为土的可松性。土的可松性用可松性系数K表示,按式(6.1)进行计算。
式中 V2——土经开挖后的松散体积;
V1——土在自然状态下的体积。
土的可松性系数可用于计算土方量、进行土方挖填平衡计算和确定运输工具数量。各种土的可松性系数见表6.1。
表6.1 土的密度和可松性系数
6.1.1.4 自然倾斜角
自然堆积土壤的表面与水平面间所形成的角度,称为土的自然倾斜角。挖方与填方边坡的大小与土壤的自然倾斜角有关。确定土体开挖边坡和填方边坡应慎重考虑,对于重要的土方开挖边坡,应专门进行边坡稳定设计;对于中小型临时边坡,坡度可根据经验确定或参考表6.2选用。
表6.2 不同土体临时边坡的稳定坡度
6.1.2 土的工程分级
从广义的角度而言,土包括土质土和岩石两大类。水利水电工程施工中常用的土石分级,依开挖方法、开挖难易、坚固系数等,共划分为16级,其中土分为4级(见表6.3),岩石分为12级。
表6.3 土的工程分类
地下洞室的围岩可以岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状等5项因素之和的总评分为基本依据,以围岩强度应力比为参考依据,进行工程地质分类,见表6.4。
表6.4 围岩工程地质分类表
续表
注 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩,当其强度应力比小于本表规定时,围岩类别宜相应降低一级。