6-1 土方工程

6 土方与基坑工程

6-1 土方工程

6-1-1 土的基本性质

土的基本性质与工程施工有关，在施工之前应详细了解，避免造成工程事故。

6-1-1-1 土的基本物理性质指标

土的基本物理性质指标见表6-1。

土的基本物理性质指标 表6-1

指标名称 符号 密度 重度 单位 t/m kN/m 33物理意义 单位体积土的质量，又称质量密度 单位体积土所受的重力，又称重力密度 土粒单位体积的质量与4℃时蒸馏水的密度之比 土的单位体积内颗粒的重量 土的单位体积内颗粒的重力 土中水的质量与颗粒质量之比 ??表达式 ??WVmV附注 由试验方法（一般用环刀法）直接测定 由试验方法测定后计算求得 由试验方法（用比重瓶法）测定 由试验方法测定后计算求得 由试验方法直接测定 由试验方法（烘干法）测定 ρ γ ds 或???g 相对密度 ds?msVs?w 干密度 ρd t/m3 ?d?msVWsV 干重度 γd kN/m3 ?d?mwms 含水量 w % ???100 饱和密度 ρsat t/m3 土中孔隙完全被水充满时土的密度 ?sat?ms?Vv??wV由计算求得 饱和重度 γsat kN/m 3土中孔隙完全被水充满时土的重度 ?sat??sat?g 由计算求得 有效重度 γ' 在地下水位以下，土体受到kN/m3 水的浮力作用时土的重度，又称浮重度 ?'??sat??w 由计算求得 孔隙比 e 土中孔隙体积与土粒体积之比 土中孔隙体积与土的体积之比 土中水的体积与孔隙体积之比 e?VvVs 由计算求得 孔隙率 n % n?VvVVwVv?100 由计算求得 饱和度 Sr % Sr??100 由计算求得 注：表中：W——土的总重力（量）；Ws——土的固体颗粒的重力（量）；ρw——蒸馏水的密度，一般取ρw=1t/m；γw——水的重度，近似取γw=10kN/m；g——重力加速度，取g=10m/s2，其余符号意义见表6-1。

3

3

6-1-1-2 粘性土、砂土的性质指标

粘性土、砂土的性质指标见表6-2、表6-3。

粘性土的可塑性指标 表6-2

指标名称 符号 单位 塑限 液限 塑性指数 wP wL IP % % 物理意义 土由固态变到塑性状态时的分界含水量 土由塑性状态变到流动状态时的分界含水量 液限与塑限之差 土的天然含水量与塑限之差对塑性指数之比 土的天然含水量与液限的比值 表达式 IP＝wL-wP w?wPIP附注 由试验直接测定（通常用“搓条法”进行测定） 由试验直接测定（通常由锥式液限仪来测定） 由计算求得。是进行粘土分类的重要指标 由计算求得。是判别粘性土软硬程度的指标 由计算求得 液性指标 IL IL?含水比 a a＝w/wL 注：塑限现场简易测定方法：在土中逐渐加水，至能用手在毛玻璃上搓成土条，当土条搓到直径3mm时，恰好断裂，此时土条的含水量，即为塑限。

砂土的密实度指标 表6-3

指标名称 最大干密度 最小干密度 符号 单位 t/m3 t/m3 ρdmax ρdmin 物理意义 土在最紧密状态下的干质量 土在最松散状态下的干质量 试验方法 击实法 注入法、量筒法 取土要求 扰动土 扰动土 6-1-1-3 土的力学性质指标

1．压缩系数

土的压缩性通常用压缩系数（或压缩模量）来表示，其值由原状土的压缩试

验确定。

压缩系数按下式计算：

a?1000?e1?e2p1?p2 （6-1）

式中 1000——单位换算系数；

a——土的压缩系数（MPa-1）； p1、p2——固结压力（kPa）：

e1、e2——相对应于p1、p2时的孔隙比。

评价地基压缩性时，按p1为100kPa，p2为200kPa，相应的压缩系数值以a1-2划分为低、中、高压缩性，并应按以下规定进行评价：

（1）当a1-2＜0.1MPa-1时，为低压缩性土； （2）当0.1≤a1-2＜0.5MPa-1时，为中压缩性土； （3）当a1-2≥0.5MPa-1时，为高压缩性土。 2．压缩模量

工程上也常用室内试验求压缩模量Es作为土的压缩性指标。压缩模量按下式计算：

Es?1?e0a （6-2）

式中 Es——土的压缩模量（MPa）；

e0——土的天然（自重压力下）孔隙比；

a——从土的自重应力至土的自重加附加应力段的压缩系数（MPa-1）。 用压缩模量划分压缩性等级和评价土的压缩性可按表6-4规定。

地基土按Es值划分压缩性等级的规定 表6-4

室内压缩模量Es（MPa） ＜2 2~4 4.1~7.5 7.6~11 11.1~15 ＞15 压缩等级 特高压缩性 高压缩性 中高压缩性 中压缩性 中低压缩性 低压缩性 3．抗剪强度

土在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度，一般用室内直剪、原位直剪、三

轴剪切试验、十字板剪切试验、野外标准贯入、动力触探、静力触探等试验方法进行测定。它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。

（1）抗剪强度计算

土的抗剪强度一般按下式计算：

τf＝σ2tgυ＋c （6-3）

式中 τf——土的抗剪强度（kPa ）；

σ——作用于剪切面上的法向应力（kPa）；

υ——土的内摩擦角（°），剪切试验法向应力与剪应力曲线的切线倾斜角； c——土的粘聚力（kPa），剪切试验中土的法向应力为零时的抗剪强度，

砂类土c＝0。

（2）土的内摩擦角υ和粘聚力c的求法

同一土样切取不少于4个环刀进行不同垂直压力作用下的剪力试验后，用相同的比例尺在坐标纸上绘制抗剪强度τ与法向应力σ的相关直线，直线交τ值的截距却为土的粘聚力c，砂土的c=0，直线的倾斜角即为土的内摩擦角切，见图6-1。

图6-1 抗剪强度与法向应力的关系曲线

（a）粘性土；（b）砂土

4．土的力学性质指标的经验参考数据（表6-5、表6-6）

粘性土力学性质指标的经验数据 表6-5

孔隙比 e 液性指数 IL 含水量 w （%） 液限 wL （%） 塑性指数 IP 承载力 压缩模量 粘聚力 c （kPa） 内摩擦角 土类 f Es （MPa） （MPa） υ （°） 一般粘性土 0.55~1.0 0~1.0 新近代粘性土 0.7~1.2 0.25~1.2 沿淤泥或淤泥质土 海 内陆 山区 红粘土 1.0~1.9 0~0.4 15~30 24~36 25~45 30~45 5~20 6~18 100~450 80~140 4~10 4~15 2~7.5 10~50 20~50 10~60 50~160 10~50 10~20 15~22 7~15 1~2.0 ＞1.0 36~70 30~65 10~25 5~11 3~8 5~15 4~10 30~50 50~90 ＞17 10~32 30~80 5~10 土的力学指标经验数据范围参考值 表6-6

孔隙比 e 0.4~0.5 粗砂 0.5~0.6 0.6~0.7 0.4~0.5 中砂 砂土 细砂 0.5~0.6 0.6~0.7 0.4~0.5 0.5~0.6 0.6~0.7 0.4~0.5 粉砂 0.5~0.6 0.6~0.7 0.4~0.5 0.5~0.6 0.6~0.7 0.4~0.5 0.5~0.6 0.6~0.7 0.4~0.5 粘性土 0.5~0.6 0.7~0.8 0.5~0.6 0.7~0.8 0.9~1.0 0.6~0.7 0.7~0.8 0.9~1.0 粘土 0.7~0.8 0.9~1.1 天然含水量 w （%） 15~18 19~22 23~25 15~18 19~22 23~25 15~18 19~22 23~25 15~18 19~22 23~25 15~18 19~22 23~25 15~18 19~22 23~25 15~18 19~22 26~29 19~22 26~29 35~40 23~25 26~29 35~40 26~29 35~40 22.5~26.4 18.5~22.4 15.5~18.4 12.5~15.4 塑限含水量 wP （%） ＜9.4 重度 粘聚力 内摩擦角 变形模量 E0 （MPa） 46 40 33 46 40 33 37 28 24 14 12 10 18 14 11 23 16 13 45 21 12 39 15 8 33 19 9 28 11 土类 γ c （kN/m3） （kPa） 20.5 19.5 19.0 20.5 19.5 19.0 20.5 19.5 19.0 20.5 19.5 19.0 21.0 20.0 19.5 21.0 20.0 19.5 21.0 20.0 19.0 20.0 19.0 18.0 19.5 19.0 18.0 19.0 17.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 3 2 6 5 2 7 5 3 25 15 5 35 10 5 40 25 10 60 25 υ （°） 42 40 38 40 38 35 38 36 32 36 34 28 30 28 27 25 24 23 24 23 21 22 20 18 20 19 17 18 16 粉土 9.5~12.4 粘质粘土

0.8~0.9 0.9~1.1 30~34 35~40 26.5~30.4 18.5 17.5 65 35 16 16 24 14 6-1-2 土的基本分类

6-1-2-1 岩石

岩石按坚硬程度分类见表6-7；按岩体完整程度划分见表6-8。

岩石坚硬程度的定性划分 表6-7

类别 饱和单轴抗压强 度标准值frk（MPa） 定性鉴定 锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎； 基本无吸水反应 锤击声较清脆，有轻微较硬岩 60≥frk＞30 回弹，稍震手，较难击碎；有轻微吸水反应 代表性岩石 未风化~微风化的花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、硅质砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等 1．微风化的坚硬岩； 2．未风化~微风化的大理岩、板岩、石灰岩、钙质砂岩等 硬质岩 坚硬岩 frk＞60 较软岩 软质岩 软岩 30≥frk＞15 锤击声不清脆，无回弹，1．中风化的坚硬岩和较硬岩； 较易击碎； 2．未风化~微风化的凝灰岩、指甲可刻出印痕 锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎； 浸水后，可捏成团 千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩等 1．强风化的坚硬岩和较硬岩； 2．中风化的较软岩； 3．未风化~微风化的泥质砂岩、泥岩等 15≥frk＞5 极软岩 frk≤<5 锤击声哑，无回弹，有1．风化的软岩； 较深凹痕，手可捏碎； 2．全风化的各种岩石； 浸水后，可捏成团 3．各种半成岩 岩体完整程度的划分 表6-8

类别 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎 完整性指数 ＞0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15 ＜0.15 结构面组数 1~2 2~3 ＞3 ＞3 无序 控制性结构面平均间距（m） ＞1.0 0.4~1.0 0.2~0.4 ＜0.2 - 代表性结构类型 整状结构 块状结构 镶嵌状结构 碎裂状结构 散体状结构 注：完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的二次方。选定岩体、岩块测定波速时应有代表性。

6-1-2-2 碎石土

碎石土的分类见表6-9；碎石土的密实度分为松散、稍密、中密、密实，见

表6-10。

碎石土分类 表6-9

土的名称 漂石 块石 卵石 碎石 圆砾 角砾 颗粒形状 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 颗粒级配 粒径大于20mm的颗粒超过全重50% 粒径大于20mm的颗粒超过全重50% 粒径大于2mm的颗粒超过全重50% 注：分类时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。

碎石土的密实度 表6-10

重型圆锥动力触探锤击数N63.5 N63.5≤5 5＜N63.5≤10 10＜N63.5≤20 N63.5＞20 密实度 松散 稍密 中密 密实 注：1．本表适用于平均粒径小于等于50mm且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。对于平均粒径大于50mm或最大粒径大于100mm的碎石土，可按表6-19鉴别其密实度。

2．表内N63.5为经综合修正后的平均值。

6-1-2-3 砂土

砂土的分类见表6-11；砂土的密实度分为松散、稍密、中密、密实见表6-12。

砂土分类表 表6-11

土的名称 砾砂 粗砂 中砂 细砂 粉砂 颗粒级配 粒径大于2mm的颗粒占全重25%~50% 粒径大于0.5mm的颗粒超过全重50% 粒径大于0.25mm的颗粒超过全重50% 粒径大于0.074mm的颗粒超过全重85% 粒径大于0.074mm的颗粒不超过全重50% 注：分类时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。

砂土的密实度 表6-12

松散 N≤10 稍密 10＜N≤15 中密 10＜N≤30 密实 N＞30 注：N为标准贯入试验锤击数。

6-1-2-4 粘性土

粘性土按塑性指数分类见表6-13；按液性指数分类见表6-1。

粘性土按塑性指数IP分类 表6-13

粘性土的分类名称 塑性指数IP 粘土 IP＞17 粉质粘土 10＜IP≤17 注：1．塑性指数由相应76g圆锥体沉入土样中深度为10mm时测定的液限计算而得；

2．IP＜10的土，称粉土（少粘性土）；粉土又分粘质粉土（粉粒＞0.05mm不到50%，IP＜10）、砂质粉土（粉粒＞0.5mm占50%以上，IP＜10）。

粘性土的状态按液性指数IL分类 表6-14

塑注状态 液性指数IL 坚硬 IL≤0 硬塑 0＜IL≤0.25 可塑 0.25＜IL≤10.75 软塑 0.75＜IL≤1 流塑 IL＞1 6-1-3 土的工程分类与性质

6-1-3-1 土的工程分类

土的工程分类见表6-15。

土的工程分类 表6-15

土的分类 一类土 （松软土） 土的级别 土的名称 砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥（泥炭） 粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵（碎）石；种植土、填土 软及中等密实粘土；重三类土 （坚土） III 粉质粘土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土；压实的填土 坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石卵石的中IV 等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩 V~VI 硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白奎土；1.5~4.0 1.1~2.7 1.0~1.5 1.9 0.8~1.0 1.75~1.9 主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍 坚实系数f 0.5~0.6 密度（t/m） 0.6~1.5 3开挖方法及工具 用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬 I 二类土 （普通土） II 0.6~0.8 1.1~1.6 用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松 四类土 （砂砾坚土） 五类土 （软石） 整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤 用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石 泥岩、砂岩、砾岩；坚六类土 （次坚石） VII~IX 实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩及正长岩 大理石；辉绿岩；粉岩；七类土 （坚石） X~XIII 粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、10.0~18.0 片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩 安山岩；玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花八类土 18.0~25.0闪长岩、石英岩、XIV~XVI 岗岩、（特坚石） 以上 辉长岩、辉绿岩、粉岩、角闪岩 注：1．土的级别为相当于一般16级土石分类级别；

2．坚实系数f为相当于普氏岩石强度系数。

2.7~3.3 2.5~3.1 4.0~10.0 2.2~2.9 用爆破方法 用爆破方法开挖，部分用风镐 用爆破方法开挖 用爆破方法开挖 6-1-3-2 土的工程性质

1．土的可松性

土的可松性是土经挖掘以后，组织破坏，体积增加的性质，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积。土的可松性程度一般以可松性系数表示（表6-16），它是挖填土方时，计算土方机械生产率、回填土方量、运输机具数量、进行场地平整规划竖向设计、土方平衡调配的重要参数。

各种土的可松性参考数值 表6-16

土的类别 一类（种植土除外） 一类（植物性土、泥炭） 二类 三类 四类（泥灰岩、蛋白石除外） 四类（泥灰岩、蛋白石） 五~七类 八类 注：最初体积增加百分比

V2?V1V1体积增加百分比（%） 最初 8~17 20~30 14~28 24~30 26~32 33~37 30~45 45~50 最终 1~2.5 3~4 1.5~5 4~7 6~9 11~15 10~20 20~30 KP 可松性系数 K'P 1.01~1.03 1.03~1.04 1.02~1.05 1.04~1.07 1.06~1.09 1.11~1.15 1.10~1.20 1.20~1.30 1.08~1.17 1.20~1.30 1.14~1.28 1.24~1.30 1.26~1.32 1.33~1.37 1.30~1.45 1.45~1.50 V3?V1V1?100%；最后体积增加百分比?100%

KP——为最初可松性系数，KP＝V2/V1； K'P——为最终可松性系数，K'P＝V3/V1； V1——开挖前土的自然体积； V2——开挖后土的松散体积； V3——运至填方处压实后之体积。

2．土的压缩性

取土回填或移挖作填，松土经运输、填压以后，均会压缩，一般土的压缩性以土的压缩率表示，见表6-17。

土的压缩率P的参考值 表6-17

土的类别 一~二类土 土的名称 种植土 一般土 砂土 天然湿度黄土 三类土 一般土 干燥坚实黄士 土的压缩率 20% 10% 5% 12%~17% 5% 5%~7% 每m3松散土压实后的体积（m3） 0.80 0.90 0.95 0.85 0.95 0.94 一般可按填方截面增加10%~20%方数考虑。 3．土的休止角

土的休止角（安息角）是指在某一状态下的土体可以稳定的坡度，一般土的坡度值如表6-18所示。

土的休止角 表6-18

干土 土的名称 砾石 卵石 粗砂 中砂 细砂 重粘土 粉质粘土、轻粘土 粉土 腐殖土 填方的土 角度（°） 40 35 30 28 25 45 50 40 40 35 高度与底宽比 1：1.25 1：1.50 1：1.75 1：2.00 1：2.25 1：1.00 1：1.75 1：1.25 1：1.25 1：1.50 湿润土 角度（°） 40 45 35 35 30 35 40 30 35 45 高度与底宽比 1：1.25 1：1.00 1：1.50 1：1.50 1：1.75 1：1.50 1：1.25 1：1.75 1：1.50 1：1.00 潮湿土 角度（°） 35 25 27 25 20 15 30 20 25 27 高度与底宽比 1：1.50 1：2.75 1：2.00 1：2.25 1：2.75 1：3.75 1：1.75 1：2.75 1：2.25 1：2.00

6-1-4 土的现场鉴别方法

6-1-4-1 碎石土的现场鉴别

碎石土的现场鉴别见表6-19。

碎石土密实度现场鉴别方法 表6-19

密实度 密实 骨架颗粒含量和排列 骨架颗粒含量大于总重的可挖性 可钻性 钻进极困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁较稳定 钻进较困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象 钻进较容易，冲击钻探时，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌 钻进很容易，冲击钻探时，钻杆无跳动，孔壁极易坍塌 锹镐挖掘困难，用撬棍方能松动，井壁一般较70%，呈交错排列，连续接触 稳定 锹镐可挖掘，井壁有掉骨架颗粒含量等于总重的块现象，从井壁取出大60%~70%，呈交错排列，大颗粒处，能保持颗粒凹部分接触 面形状 骨架颗粒含量等于总重的锹可以挖掘，井壁易坍55%~60%，排列混乱大部分塌，从井壁取出大颗粒不接触 骨架颗粒含量小于总重的松散 后砂土立即坍落 锹易挖掘，井壁极易坍中密 稍密 55%，排列十分混乱绝大部分塌 不接触 注：1．骨架颗粒系指与表6-9相对应粒径的颗粒。

2．碎石土的密实度应按表列各项要求综合确定。

6-1-4-2 粘性土等的现场鉴别

粘性土的现场鉴别见表6-20。

粘性土的现场鉴别方法 表6-20

土的名称 湿润时用刀切 湿土用手捻摸时的感觉 土的状态 干土 湿土 湿土搓条情况 粘土 切面光滑，有粘刀阻力 塑性大，能搓成直径小于有滑腻感，感觉不土块坚硬，易粘着物0.5mm的长条到有砂粒，水分较用锤才能体，干燥后（长度不短于大，很粘手 打碎 不易剥去 手掌），手持一稍有滑腻感，有粘端不易断裂 能粘着物有塑性，能搓体，干燥后较易剥去 成直径为2~3mm的土条 稍有光滑面，粉质粘土 切面平整 无光滑面，切面稍粗糙 土块用力滞感，感觉到有少可压碎 量砂粘 有轻微粘滞感或土块用手无粘滞感，感觉到捏或抛扔有砂粒较多、粗糙 时易碎 粉土 不易粘着塑性小，能搓物体，干燥成直径为后一碰就2~3mm的短条 掉 砂土 无光滑面，切面粗糙 无粘滞感，感觉到松散 全是砂粒、粗糙 不能粘着无塑性，不能物体 搓成土条 人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别见表6-21。

人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别方法 表6-21

土的名称 观察颜色 夹杂物质 形状（构造） 浸入水中的现象 湿土搓条情况 干燥后强度 干燥后部分杂质脱落，故无定形，人工填土 无固定颜色 砖瓦碎块、夹杂物显露垃圾、炉灰于外，构造无等 规律 大部分变为稀软一般能搓成3mm淤泥，其余部分土条，但易断，遇为碎瓦、炉渣，有杂质甚多时，就稍微施加压在水中单独出现 不能搓条 力即行破碎 显著收缩，外观无显著变近于粉土，故能搓强度不大，化，在水面出现成3mm土条（长锤击时呈粉气泡 至少30mm），容易末状，用手断裂 指能捻碎 一般黄土相即行崩散而分成当于粉质粘散的颗粒集团，搓条情况与正常土，干燥后在水面上出现很的粉质粘土类似 多白色液体 的强度很高，手指不易捻碎 一般淤泥质土接干燥后体积池沼中有半夹杂物经仔淤泥 腐朽的细小细观察可以灰黑色有动植物遗发觉，构造常臭味 体，如草根、呈层状，但有小螺壳等 时不明显 黄土 黄褐两色的混合色 夹杂物质常有白色粉末清晰显见，构出现在纹理造上有垂直之中 大孔（肉眼可见） 有半腐朽的夹杂物有时泥炭 深灰或黑动植物遗可见，构造无（腐殖土） 色 体，其含量规律 超过60% 极易崩碎，变为一般能搓成干燥后大量稀软淤泥，其余1~3mm土条，但收缩，部分部分为植物根、残渣甚多时，仅能杂质脱落，动物残体渣滓悬搓成3mm以上土故有时无定浮于水中 条 形 6-1-5 特殊土

6-1-5-1 湿陷性黄土

凡天然黄土在上覆土的自重应力作用下，或在上覆土自重应力和附加应力共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土，称湿陷性黄土。湿陷性黄土广泛分布于我国甘肃、陕西、黑龙江、吉林、内蒙、山东、河北、河南、山西、宁夏、青海和新疆等地。

1．湿陷性黄土的特征

湿陷性黄土，又称大孔土，与其他黄土同属于粘性土，它具有以下特征：

（1）在天然状态下，具有肉眼能看见的大孔隙，孔隙比一般大于1，并常有由于生物作用所形成的管状孔隙，天然剖面呈竖直节理。

（2）颜色在干燥时呈淡黄色，稍湿时呈黄色，湿润时呈褐黄色。 （3）土中含有石英、高岭石成分，含盐量大于0.3%，有时含有石灰质结核（通常称为“礓石”）。

（4）透水性较强，土样浸入水中后，很快崩解，同时有气泡冒出水面。 （5）土在干燥状态下，有较高的强度和较小的压缩性，土质垂直方向分布的小管道几乎能保持竖立的边坡，但在遇水后，土的结构迅速破坏发生显著的附加下沉（这种下沉通常叫湿陷），产生严重湿陷。

湿陷性黄土按湿陷性质的不同又分非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土两种。

2．黄土湿陷性的判定

黄土的湿陷性，应按室内压缩试验，在一定压力下测定的湿陷系数δ定。

根据黄土的湿陷系数的大小，可按表6-22确定湿陷性黄土地基的类别。

黄土的湿陷性判别 表6-22

类别 湿陷系数 非湿陷性黄土 湿陷性黄土 s

来判

δs＜0.015 δs≥0.015 3．湿陷性黄土场地的自重湿陷性判定

一般根据计算自重湿陷量△zs（cm）并结合场地地质条件和当地建筑经验综合判定。根据计算的△zs值，可按表6-23确定黄土场地的湿陷性类别。

黄土的自重湿陷性场地判定 表6-23

类别 计算自重湿陷量 非自重湿陷性场地 自重湿陷比场地 △zs≤7cm △zs＞7cm 4．湿陷性等级的划分

湿陷性黄土地基的湿陷等级，可根据基底下各土层累计的总湿陷量△s（cm）和计算自重湿陷量△zs（cm）的大小等因素按表6-24判定。

湿陷性黄土地基的湿陷等级 表6-24

湿陷类型 计算自重湿陷量（cm） 总湿陷量△s（cm） 非自重湿陷性场地 △s＜7 自重湿陷性场地 7＜△zs＜35 △zs＞35 △s＜30 30＜△s＜60 △s＞60 I（轻微） II（中等） - II（中等） II或III III（严重） - III（严重） IV（很严重） 注：1．当总湿陷量30cm＜△s＜50cm，计算自重湿陷量7cm＜△zs＜30mm时，可判为II级；

2．当总湿陷量△s＞50cm，计算自重湿陷量△zs＞30cm时，可判为III级。

5．湿陷性黄土地基防治措施 （1）建筑结构措施

1）在山前斜坡地带，建筑物宜沿等高线布置，填方厚度不宜过大；散水坡宜用混凝土，宽度不宜小于1.5m，其下应设15cm厚的灰土或30cm厚的炉渣垫层，其宽宜超过散水50cm，散水每隔6~10m设一条伸缩缝；

2）选择适应不均匀沉降的结构和基础类型（如框架结构和墩式基础）； 3）加强建筑物的整体刚度，如控制长度比在3以内，设置沉降缝，增设横墙、钢筋混凝土圈梁等；

4）局部加强构件和砌体强度，底层窗台下设置钢筋砖带（一般用3υ8），底层横墙与纵墙交接处用钢筋拉结，宽大于1m的门窗设钢筋混凝土过梁等，以提高建筑物的整体刚度和抵抗沉降变形的能力，保证正常使用。

（2）地基处理 1）垫层法

将基础下的湿陷性土层全部或部分挖出，然后用黄土（或2：8、3：7灰土），经过筛后，在最优含水量状态下分层回填夯实或压实；垫层厚度约为1.0~2.0倍基础宽度，控制土的干密度不小于1.6t/m3，它能消除一定深度内（一般为1~3m）土的湿陷变形，改善土的工程性质，增强地基的防水效果，费用较低。适于地下水位以上进行局部或整片的处理。

2）重锤夯实法

将2~3t重锤，提到一定高度（4~6m），自由下落，一夯挨一夯如此重复夯打，使土的密度增加，减小或消除地基的湿陷变形，一般能消除1.0~2m厚土层的湿陷性。适于地下水位以上，饱和度Sr＜60%的湿陷性黄土进行局部或整片的处理。

3）强夯法

用8t以上的重锤，从10m以上高度自由下落，强力夯击土体。一般锤重10~12t，落距10~18m时，可消除3~6m深土层的湿陷性，并提高地基的承载能力。适于饱和度Sr＜60%的湿陷性黄土深层局部或整片的处理。

4）挤密法

是用机械（人工或爆扩）成孔的方法，将钢管打入土中，拔出钢管后在孔内填充素土或灰土，分层夯实，要求密实度不低于0.95。通过桩的挤密作用改善桩周土的物理力学性能，基本上可消除桩深度范围内黄土的湿陷性。处理深度一般可达5~10m，造价低。适于地下水位以上局部或整片的处理。

5）预浸水法

利用黄土浸水后自重湿陷的特性，在施工前挖坑进行大面积浸水，水深不小于30cm，使土体产生自重湿陷，其稳定标准为最后5d的平均湿陷量小于5mm，从而达到消除黄土的湿陷性。本法需要足够水量，处理时间较长（约3~6个月），同时应注意浸水对附近建筑物和场地边坡稳定性的影响，要求其间距不小于30m。处理后还应进行专门性的勘察工作，重新评定湿陷等级，并采取相应的设计措施。适于III、IV级自重湿陷性场地6m以下的处理，6m以上尚应采用垫层等方法处理，可处理土层厚度大于10m，自重湿陷量Δzs≥50cm的场地。

6）灌筑（预制）桩基础

将桩穿透厚度较大的湿陷性黄土层，使桩尖（头）落于承载力较高的非湿陷性黄土层上，荷重通过桩身和桩尖（扩大头）传到非湿陷性黄土层中。桩的长度和入土深度以及桩的承载力，应通过荷载试验或根据当地经验确定。处理深30m以内。采用桩基需消耗材料较多，费用一般较贵。适于基础荷载大，有可靠的持力层的处理。

（3）防水措施

1）做好总体的平面和竖向设主及防洪设施，保证场地排水畅通； 2）保证水池或管道与建筑物有足够的防护距离，防止管网和水池、生活用水渗漏；

3）做好屋面排水和地坪的防水措施。 （4）施工措施

1）合理安排施工程序，先施工地下工程，后施工地上工程；对体型复杂的

建筑物，先施工深、重、高的部分，后施工浅、轻、低的部分；敷设管道时，先施工防洪、排水管道，并保证其畅通；

2）临时防洪沟、水池、洗料场等应距建筑物外墙不小于12m，在自重湿陷性黄土场地不宜小于25m，严防地面水流入基坑或基槽内；

3）基础施工完毕，应用素土在基础周围分层回填夯实，至散水垫层底面或室内地坪垫层底面止，其压实系数不得小于0.9；

4）屋面施工完毕，应及时安装夭沟、水落管和雨水管道等，将雨水引至室外排水系统。

6-1-5-2 膨胀土

膨胀土是指粘粒成分主要由亲水性矿物组成，具有明显的吸水膨胀和失水收缩性能的高塑性粘土。多分布于我国湖北、广西、云南、贵州、河北、山东、陕西、江苏、四川、安徽、河南等地。这种土的强度较高，压缩性很小，并有较强烈的胀缩和反复胀缩变形的特点，性质极不稳定，故也称胀缩性土。

1．膨胀土的特征和判别

一般以根据野外特征，结合室内试验指标及建筑物的破坏特点进行综合判别的方法来定，其主要特征为：

（1）多出现于二级及二级以上河谷阶地、垅岗、山梁、斜坡、山前丘陵和盆池边缘，地形坡度平缓，无明显自然陡坎。

（2）在自然条件下，土的结构致密，多呈硬塑或坚硬状态；具有黄红、褐、棕红、灰白或灰绿等色；裂隙较发育，有竖向、斜交和水平三种，隙面光滑，有时可见擦痕，裂隙中常充填灰绿灰白色粘土，土被浸湿后裂隙回缩变窄或闭合。

（3）自由膨胀率≥40%；天然含水量接近塑限，塑性指数大于17，多数在22~35之间；液性指数小于零；天然孔隙比变化范围在0.5~0.8之间。

（4）土中成分含有较多亲水性强的蒙脱石、多水高岭石、伊利石（水云母）和硫化铁、蛙石等，有明显的湿胀干缩效应，暴露在空气中，易干缩龟裂。

（5）低层建筑物成群开裂，裂缝上大下小，常见于角端及横隔墙上，并随季节变化而变化或闭合。

2．膨胀土地基的膨缩潜势和等级 （1）膨胀土的膨胀潜势

膨胀土的膨胀潜势可按表6-25分为三类。

膨胀土的膨胀潜势分类 表6-25

自由膨胀率（%） 40＜δef＜65 65＜δef＜90 δef＞90 膨胀潜势 弱 中 强 注：自由膨胀率（δef）由人工制备的烘干土，在水中增加的体积与原体积之比按下式计算：

?ef?Vw?V0V0（6-4）

式中 Vw——土样在水中膨胀稳定后的体积（mL）；

V0——土样原有体积（mL）。

（2）膨胀土地基的胀缩等级

根据地基的膨胀、收缩变形对低层砖混房屋的影响程度，地基的膨胀等级，可按表6-26分为3级。

膨胀土地基的胀缩等级 表6-26

地基分级变形量sc（mm） 15＜sc＜35 35＜sc＜70 sc＞70 级别 I II III 破坏程度 轻微 中等 严重 注：计算分级变形量时，膨胀率的压力取50kPa。

3．膨胀土对建筑物的危害

膨胀土有受水浸湿后膨胀，失水后收缩的特性，故在其上的建筑物随季节变化而反复产生不均匀的升降，可高达10cm，使建筑物受到破坏。这种破坏，使建筑物产生大量竖向裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪上胀隆起，出现纵向长条和网格状裂缝，使建筑物开裂和损坏。一般成群出现，尤以对低层平房带来极大的危害，往往不易修复。

4．膨胀土地基防治措施 （1）建筑措施

1）选择场地条件简单、没有陡坎、地裂、冲沟不发育、地质分层均匀的有利地段设置建（构）筑物。

2）建筑物体型力求简单，不要过长，并尽可能依山就势平行等高线布置，保持自然地形，避免大挖大填。

3）山梁处、建筑平面转折部位和高度（荷重）有显著差异部位、建筑结构类型（或基础）不同部位，适当设置沉降缝分隔开，减少膨胀的不均匀性。

4）房屋四周场地种植草皮及蒸发量小的树种、花种或松柏等针叶树，减少水分蒸发。较大树种宜远离建筑物8m以外，以避免水的集中。

（2）结构措施

1）基础适当埋深（＞1.0m）或设置地下室，以减少膨胀土层厚度，增加基础自重，使作用于土层的压力大于膨胀土的上举力，或采用墩式基础以增加基础附加荷重。或采用灌筑桩穿透膨胀土层，并抵抗膨胀力。

2）采用对地基沉降不大敏感的结构，加强上部结构刚度，如设置地梁、圈梁，在角端和内外墙连接处设置水平钢筋加强连接等。控制同一建筑地基土的分级变形量之差不大于35mm。

（3）地基处理措施

采用换土、砂土垫层、土性改良等方法。换土系将膨胀土层部分或全部挖土，采用非膨胀土或灰土置换，换土厚度应通过变形计算确定。平坦场地上I、II级膨胀土的地基处理，宜采用砂、碎石垫层，垫层厚度不应小于300mm；垫层宽度应大于基底宽度。

（4）防水保湿措施

1）在建筑物周围做好地表防水、排水设施，如渗、排水沟等，沟底应作防水处理，以防下渗，尽量避免采用挖土明沟；散水坡适当加宽（可做成1.2~1.5m），其下做砂或炉渣垫层，并设隔水层，防止地表水向地基渗透；

2）对室内炉、窑、暖气沟等采取隔热措施，如做300mm厚的炉渣垫层，防止地基水分过多散失；

3）管道距建筑物外墙、基础外缘距离不少于3m；同时严防埋设的管道漏水，使地基尽量保持原有天然湿度；

4）屋面排水宜采用外排水。排水量较大时，应采用雨水明沟或管道排水。 （5）施工措施

1）合理安排施工程序，先施工室外道路、排水沟、防洪沟、截水沟等工程，疏通现场排水，避免建（构）筑物附近场地积水；

2）施工临时用水点应离建筑物5m以上，水池、淋灰池、洗料场应离建筑

物10m以上，加强施工用水管理，作好现场临时排水，防止管网漏水；

3）基坑开挖采取分段连续快速作业，挖好后，立即施工基础，及时回填夯实，避免基槽泡水或暴晒。填土料不宜用膨胀土，可掺入一定非膨胀性土料混合使用；

4）混凝土、砌体养护宜用湿草袋覆盖，浇水次数宜多，水量宜少； 5）对已因膨胀土胀缩产生裂缝的建筑物，应迅速修复由于断沟造成的漏水，堵住局部渗漏，加宽排水坡，作渗排水沟，以加快稳定。对裂缝进行修补加固，如加柱墩、抽砖加扒钉、配筋、压喷浆、拆除部分砖墙重新砌筑等。在墙外加砌砖垛和加拉杆，使内外墙连成整体，防止墙体局部倾斜、倒塌。

6-1-5-3 软土

软土是在静水或缓慢流水环境中沉积的、经生物化学作用形成的、天然含水量大的、承载力低的软塑到流塑状态的饱和粘性土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。软土分布较广，主要位于各河流的入海处，如天津、上海、宁波、温州、福州、广州等沿海地区，以及内陆洞庭湖、洪泽湖、太湖流域及昆明的滇池地区。软土按其沉积环境，大致可分为：海岸沉积、湖泊沉积、河滩沉积、沼泽沉积等四种类型。软土厚度较大的地区，地表面常有一层厚度不等（0~4m）的中压缩性或低压缩性的软土硬壳层或表土层，其承载力较下层软土为高，压缩性也较小，常可利用来作为浅基础的持力层。硬壳层下则为深灰、灰绿、暗灰或暗黑色淤泥或淤泥与泥炭交互层，厚度不等，海岸沉积淤泥厚度可达5~60m，湖泊沉积淤泥厚度一般为5~25m，河滩沉积淤泥厚度一般小于20m。

1．软土的特征

（1）天然含水量高，一般大于液限wL（40%~90%）。

（2）天然孔隙比e一般大于1.0，或等于1；当软土由生物化学作用形成，并含有机质，其天然孔隙比。大于1.5时称为淤泥；天然孔隙比。小于1.5而大于1.0时称为淤泥质土。

（3）压缩性高，压缩系数a1-2大于0.5MPa-1。

（4）强度低，不排水抗剪强度小于30kPa，长期强度更低。 （5）渗透系数小，k＝1310-6~1310-8cm/s。 （6）粘度系数低，η＝109~1012Pa2s。

2．软土的工程性质 （1）触变性

软土在未破坏时，具固态特征，一经扰动或破坏，即转变为稀释流动状态。 （2）高压缩性

压缩系数大，大部分压缩变形发生在垂直压力为0.1MPa左右时，造成建筑物沉降量大。

（3）低透水性

软土的透水性很低，可认为是不透水的，因此软土的排水固结需要相当长的时间，反映在建筑物的沉降延续时间长，常在数年至10年以上。

（4）不均匀性

软土由微细的和高分散的颗粒组成，土质不均匀，当平面上建筑荷载不均匀时，将会使建筑物产生较大的差异沉降，造成建筑物裂缝或损坏。

（5）流变性

在一定剪应力作用下，土发生缓慢长期变形的性质。因流变产生的沉降持续时间，可达几十年。软土的长期强度小于瞬时强度。

3．软土对建筑物的影响 （1）沉降大而不均匀

根据大量实测资料表明，一般三层砖混结构房屋，沉降量为15~20cm；四层为20~50cm，五至六层可达70cm。如土质不均匀、上部荷载的差异、复杂的体型，都会引起建筑物严重的差异沉降和倾斜，使房屋损坏，管道断裂，污水不能排出等。

（2）沉降速度快

随荷载的增加而增加，一般民用或工业建筑其活荷载小时，竣工时沉降速度约为0.5~1.5mm/d，活荷载较大的工业构筑物可达45.3mm/d。

（3）沉降稳定时间较长

一般建筑物的沉降持续时间常在10年以上，需进行长时间的维护。 4．软土地基防治措施 （1）建筑措施

1）建筑设计力求体型简单，荷载均匀。过长或体型复杂的建筑，应设置必

要的沉降缝或在中间用连接框架隔开；

2）选用轻型结构，如框架轻板体系、钢结构以及选用轻质墙体材料。 （2）结构措施

1）采用浅基础，利用软土上部硬壳层作持力层，避免室内过厚的填土； 2）选用筏片基础或箱形基础，提高基础刚度，减小基底附加压力，减小不均匀沉降。采用架空地面，减少回填土重量；

3）增强建筑物的整体刚度，如控制建筑物的长高比，不使过大（＜2.5），合理布置纵横墙，加强基础刚度，墙上设置多道圈梁等。

（3）地基处理措施

1）采用置换及拌入法，用砂、碎石等材料置换软弱地基中部分软弱土体，形成复合地基，或在软土中掺入水泥、石灰等，形成加固体，与未加固部分形成复合地基，达到提高地基承载力，减少压缩量的目的。常用方法有振冲置换法、生石灰桩法、深层搅拌法、高压喷浆法等。对暗埋的塘、洪、沟、坑穴等，可用局部挖除、换土垫层、灌浆、悬浮式短桩等方法；

2）对大面积厚层软土地基，采用砂井预压、真空预压、堆载预压等措施，以加速地基排水固结，提高其抗剪强度，适应荷载对地基的要求。

（4）施工措施

1）建筑物各部分差异较大时，合理安排施工顺序，先施工高度大、重量重的部分，使在施工期内先完成部分沉降，后施工高度低和重量轻的部分，以减少部分差异沉降；

2）施工注意基坑土的保护，通常可在坑底保留20cm厚左右，施工垫层时再挖除，避免扰动土体而破坏土的结构。如已被扰动，可挖去扰动部分，用砂、碎石回填处理。同时注意井点降低地下水位对邻近建筑物的影响；

3）对仓库建筑物或油罐、水池等构筑物，适当控制活载荷的施加速度，使软土逐步固结，地基强度逐步增长，以适应荷载增长的要求，同时可借以降低总沉降量，防止土的侧向挤出，避免建筑物产生局部破坏或倾斜。

6-1-5-4 盐渍土

土层中含有石膏、芒硝、岩盐（硫酸盐或氯化物）等易溶盐，其含量大于0.5%，且自然环境具有溶陷、盐胀等特性的土称为盐渍土。盐溃土多分布在气候

干燥、年雨量较少、地势低洼、地下水位高的地区，如内陆洼地盐湖、海河两岸、三角洲或山间低洼等地区，地表呈一层白色盐霜或盐壳，厚度由数厘米至数十厘米，随季节气候、水文地质变化而结晶溶解渗入土层内。

1．盐渍土的分类

盐渍土根据含盐性质和含盐量分类，见表6-27和表6-28。

盐渍土按含盐性质分类 表6-27

盐渍土名称 氯盐渍土 亚氯盐渍土 亚硫酸盐渍土 硫酸盐渍土 碱性盐渍土 ＞2 2~1 1~0.3 ＜0.3 - - - - - ＞0.3 注：表中数的比值。

、

，是指这些离子在100g土中所含毫摩

盐渍土按含盐量分类 表6-28

盐渍土名称 弱盐渍土 中盐渍土 强盐渍土 超强盐渍土 平均含盐量（%） 氯及亚氯盐 0.5~1.0 1~5 5~8 ＞8 硫酸及亚硫酸盐 - 0.5~2.0 2~5 ＞5 碱性盐 - 0.5~1.0 1~2 ＞2 2．盐渍土对地基的影响

土中含盐量小于0.5%时，对土的物理力学性能影响很小，当土中含盐量大于0.5%时，对土的物理力学性能有一定影响；含盐量大于3%时，土的物理力学性能主要取决于盐分和含盐的种类，土本身的颗粒组成将居于次要地位。含盐量愈多，则土的液限、塑限愈低，在含水量较小时，土就会达到液性状态，失去强度。

盐渍土在干燥时，盐类呈结晶状态，地基具有较高的强度，但在遇水后易崩解，造成土体失稳，强度降低，压缩性增大。用含盐量高的土料回填时，不易压实。

土中含硫酸盐类结晶时，产生强烈的机械膨胀作用，土体积随之膨胀，溶解后土体积缩小，易使地基产生溶陷。

土中含碳酸盐类时，液化后使土松散，会破坏地基的稳定性。另外盐分渗入与其接触的基础或墙体，会在结晶过程中将材料及其砌体鼓胀破坏，另外，对金属也具有一定的腐蚀性。

3．盐渍土地基防治处理措施 （1）防水措施

1）做好场地的竖向设计，避免大气降水、洪水、工业及生活用水、施工用水浸入地基或其附近场地，防止土中含水量的过大变化及土中盐分的有害运移，引起盐分向建筑场地及土中富聚，而造成建筑材料的腐蚀及盐胀；

2）对湿润性生产厂房应设置防渗层，室外散水应适当加宽，一般不宜小于1.5m；散水下部应做厚度不小于15cm的沥青砂垫层或厚不小于30cm的灰土垫层，防止下渗水流溶解土中可溶盐而造成地基的溶陷；

3）绿化带与建筑物距离应加大，严格控制绿化用水，严禁大水漫灌。 （2）防腐措施

1）采用耐腐蚀的建筑材料，并保证施工质量，一般不宜用盐渍土本身作防护层；在弱、中盐渍土区不得采用砖砌基础，管沟、踏步等应采用毛石或混凝土基础；对于强盐渍土区，室外地面以上1.2m墙体亦应采用浆砌毛石；

2）隔断盐分与建筑材料接触的途径。对基础及墙的干湿交替区和弱、中、强盐渍土区，可视情况分别采用常规防水、沥青类防水涂层、沥青或树脂防腐层作外部防护措施；

3）对强和超强盐渍土地区，基础防腐应在卵石垫层上浇100mm厚沥青混凝土，基础浇筑完后，外部先刷冷底子油一度，再刮沥青两度或贴二毡三油沥青卷材，室外贴至散水坡，室内贴至±0.00，外部回填土应用盐渍土回填分层夯实。

（3）防盐胀措施

1）清除地基表层松散土层及含盐量超过规定的土层，使基础埋于盐渍土层以下，或采用含盐类型单一和含盐低的土层，作为地基持力层，或清除含盐多的表层盐溃土而代之以非盐渍土类的粗颗粒土层（碎石类土或砂土垫层），隔断有害毛细水的上升；

2）铺设隔绝层或隔离层，以防止盐分向上运移；

3）采取降排水措施，防止水分在土表层的聚集，以避免土层中盐分含水量

的变化而引起盐胀。

（4）地基处理措施

1）采用垫层、重锤击实及强夯法处理浅部土层，可清除基土的湿陷量，提高其密实度及承载力，降低透水性，阻挡水流下渗而破坏土的原有毛细结构，阻隔土中盐水的向上运移；

2）厚度不大或渗透性较好的盐渍土，可采用浸水预溶，水头高度不应小于30cm，浸水坑的平面尺寸，每边应超过拟建房屋边缘不小于2.5m；

3）对溶陷性高、土层厚及荷载很大或重要建筑的上部地层软弱的盐沼地，可视情况采用桩基础、灰土墩、混凝土墩或砾石墩，埋置深度应大于盐胀临界深度及蜂窝状的淋滤层或溶蚀洞穴；

4）盐渍土边坡的坡度宜比非盐渍土的软质岩石边坡适当放缓；对软弱夹层破碎带及中、强风化带，应部分或全部加以防护。

（5）施工措施

1）做好现场排水、防洪等，防止施工用水、雨水流入地基或基础周围，各种用水点均应保持离基础10m以上距离，防止发生施工排水及突发性山洪浸入而引起地基事故；

2）先施工埋置较深、荷重较大或需采取地基处理措施的基础。基坑挖好后应及时进行基础施工，完后及时回填，认真夯实填土；

3）先施工排水管道，并保证其畅通，防止管道漏水；

4）换土地基应清除含盐的松散表层，应用不含有盐晶、盐块或含盐植物根茎的土料分层夯实，并控制夯实后的干密度不小于1.55t/m3（对粘土、粉土、粉质粘土、粉砂和细砂）~1.65t/m3（对中砂、粗砂、砾石、卵石）：

5）配制混凝土、砂浆应采用防腐蚀性较好的火山灰水泥、矿渣水泥或抗硫酸盐水泥；水应注意不使用pH≤4的酸性水和硫酸盐含量按SO4计超过1.0%的水；在强腐蚀的盐渍土地基中，应选用不含氯盐和硫酸盐的外加剂。

6-1-5-5 冻土

温度等于或小于0℃，含有固态冰，当温度条件改变时，其物理力学性质随之改变，并可产生冻胀、融陷、热融滑塌等现象的土称为冻土。

1．冻土的分类

冻土按冬夏季是否冻融交替分为季节性冻土和多年冻土两大类，见表6-29a、b、c。

冻土的分类 表6-29a

冻土分类 特征 冬季冻结，夏季融化，每年冻融季节性冻土 交替一次。冻土层在50cm以上，我国东北、华北、西北地区 最大可达3m左右 冬夏季均处在冻结状态，且连续主要分布于年平均气温均低于-2℃，冰冻保持三年以上。冻土层厚度可达期长达七个月以上的严寒地区，我国集中几米至几十米，最厚可达200m于内蒙和黑龙江大小兴安岭一带以及青藏左右 高原和甘新高山区等两大区域 分布地区 多年冻土 季节冻土与季节融化层土的冻胀性分类 表6-29b

冻前天然含水量w（%） 冻结期间地下水位距冻结面的最小距离hw（m） 碎（卵）石，砾、粗、中砂（粒径小于0.074mm的颗粒含量不大于15%）。细砂（粒径小于0.074mm的颗粒含量不大于10%） 碎（卵）石，砾、粗、中砂（粒径小于0.074mm的颗粒含量大于15%），细砂（粒径小于0.074mm的颗粒含量大于10%） 不考虑 不考虑 η≤1 I 不冻胀 平均冻胀率η（%） 冻胀等级 土的名称 冻胀类别 w≤12 12＜w≤18 ＞1.0 ≤1.0 ＞1.0 ≤1.0 ＞0.5 η≤1 1＜η≤3.5 3.5＜η≤6 6＜η≤12 η≤1 1＜η≤3.5 3.5＜η≤6 6＜η≤12 η＞12 η≤1 1＜η≤3.5 3.5＜η≤6 I II III IV I II III IV V I II III 不冻胀 弱冻胀 冻胀 强冻胀 不冻胀 弱冻胀 冻胀 强冻胀 特强冻胀 不冻胀 弱冻胀 冻胀 w＞18 ≤0.5 ＞1.0 ≤1.0 ＞1.0 ≤1.0 ＞1.0 ≤1.0 不考虑 ＞1.5 ≤1.5 ＞1.5 ≤1.5 ＞1.5 w≤14 14＜w≤19 19＜w≤23 w＞23 w≤19 粉土 19＜w≤22 22＜w≤26 粉砂

≤1.5 26＜w≤30 w＞30 w≤wp＋2 wp＋2＜w≤wp＋5 粘性土 wp＋5＜w≤wp＋9 wp＋9＜w≤wp＋15 w＞wp＋15 ＞1.5 ≤1.5 不考虑 ＞2.0 ≤2.0 ＞2.0 ≤2.0 ＞2.0 ≤2.0 ＞2.0 ≤2.0 不考虑 6＜η≤12 η＞12 η≤1 1＜η≤3.5 3.5＜η≤6 6＜η≤12 η＞12 IV V I II III IV V 强冻胀 特强冻胀 不冻胀 弱冻胀 冻胀 强冻胀 特强冻胀 注：1．wp——塑限含水量（%）；w——冻前天然含水量在冻层内的平均值；

2．盐渍化冻土不在表列；

3．塑性指数大于22时，冻胀性降低一级；

4．粒径小于0.005mm的颗粒含量大于60%时为不冻胀土；

5．碎石类土当填充物大于全部质量的40%时其冻胀性按填充物土的类别判定。

多年冻土的融沉性分类 表6-29c

土的名称 碎（卵）石，砾、粗、中砂（粒径小于0.074mm的颗粒含量不大于15%） 碎（卵）石，砾、粗、中砂（粒径小子0.074mm的颗粒含量大于15%） 总含水量 w（%） w＜10 w≥10 w＜12 12≤w＜15 15≤w＜25 w≥25 w＜14 14≤w＜18 18≤w＜28 w≥28 w＜17 17≤w＜21 21≤w＜32 w≥32 w＜wp 粘性土 wp≤w＜wp＋4 wp＋4≤w＜wp＋15 平均融沉 系数δ0 δ0≤1 1＜δ0≤3 δ0≤1 1＜δ0≤3 3＜δ0≤10 10＜δ0≤25 δ0≤1 1＜δ0≤3 3＜δ0≤10 10＜δ0≤25 δ0≤1 1＜δ0≤3 3＜δ0≤10 10＜δ0≤25 δ0≤1 1＜δ0≤3 3＜δ0≤10 融沉 等级 I II I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV 融沉 类别 不融沉 弱融沉 不融沉 弱融沉 融沉 强融沉 不融沉 弱融沉 融沉 强融沉 不融沉 弱融沉 融沉 强融沉 不融沉 弱融沉 融沉 强融沉 冻土类型 少冰冻土 多冰冻土 少冰冻土 多冰冻土 富冰冻土 饱冰冻土 少冰冻土 多冰冻土 富冰冻土 饱冰冻土 少冰冻土 多冰冻土 富冰冻土 饱冰冻土 少冰冻土 多冰冻土 富冰冻土 饱冻冻土 粉、细砂 粉土 wp＋15≤w＜wp＋35 10＜δ0≤25 含土冰层 w≥wp＋35 δ0＞25 V 融陷 含土冰层 注：1．总含水量w，包括冰和未冻水；

2．盐渍化冻土、冻结泥碳化土、腐殖土、高塑性粘土不在表列。

2．冻土地基的冻胀性特征与判定

冻土根据地基土的种类、含水量和地下水位情况，根据地基土冻胀性大小及其对建筑物的危害程度，分类见表6-30；而对于多年冻土，则以含冰情况不同而具有不同融陷性作为评价标准，按融陷性特征对多年冻土进行分类。

地基土冻胀性特征及对建筑物的危害 表6-30

冻胀类别 不冻胀土 （或称I类土） 冻胀率η η≤1% 特征 对建筑物危害性 冻结时无水分转移，在天然情况下，有时地面对一般浅埋基础均无危害 呈现冻缩现象 冻结时水分转移极少，一般无危害，在最不利条件弱冻胀土 （或称II类土） 1%＜η≤3.5% 冻土中的冰一般呈晶粒下建筑物可能出现细微裂状。地表或散水无明显缝，但不影响建筑物安全和隆起，道路无翻浆现象 正常使用 冻结时有水分转移，并埋置较浅的基础，建筑物将形成冰夹层，地面和散产生裂缝，在冻深较大地水明显隆起，道路有翻区，非采暖建筑物因基础侧浆现象 面受切向冻胀力而破坏 浅埋基础的建筑物将产生冻胀土 （或称III类土） 3.5%＜η≤6% 强冻胀土 （或称IV类土） η＞6% 冻结时有大量水分转严重破坏。在冻深较大地移，形成较厚或较密的区，即使基础埋深超过冻冰夹层。道路严重翻浆 深，也会因切向冻胀力而使建筑物破坏 注：冻胀率η＝Δh/ΔH。式中Δh为地表最大冻胀（cm）；ΔH为最大冻结深度（cm）。

3．地基冻胀对建筑物的危害

如基础埋深超过冻深时，则基础侧面承受切向冻胀力；如基础埋深浅于冻深时，则基础除侧面承受切向冻胀力外，还在基础底面承受法向冻胀力。因此，当基础自重及其上荷载不足以平衡法向和切向冻胀力，地基冻结时，基础就要隆起；融化时，冻胀力消失，基础产生沉陷。当房屋结构和采暖情况不同时，会使房屋周边产生周期性的不均匀冻胀和沉陷，对地基稳定性产生很大的影响，使墙身开裂，顶棚抬起，门口、台阶隆起，散水坡冻裂，严重时使建筑物倾斜或倾倒。

4．冻害防治措施

（1）建筑场地应尽量选择地势高、地下水位低、地表排水良好的地段。

（2）设计前应查明土质和地下水情况，正确判定土的冻胀类别、冻深，以便合理地确定基础的埋置深度。当冻深和土的冻胀性较大时，宜采用独立基础、桩基或砂垫层等措施，使基础埋设在冻结线以下。

（3）建筑物的平面形式，在保证使用的前提下，应力求简单，尽量避免凸凹多角的平面造型，同时增加建筑物的刚度和强度，如控制长高比、增加圈梁等，以增加对不均匀变形的抵抗能力。外门斗、门台阶等应与主体结构断开；散水坡应分段浇筑（或预制），每段长度以1.0~1.5m为宜。

（4）对低洼场地，宜在沿建筑物四周向外一倍冻深范围内，使室外地坪至少高出自然地面300~500mm。

（5）为避免施工和使用期间的雨水、地表水、生产废水和生活污水等浸入地基，应做好排水设施。在山区必须做好截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水，避免因基础堵水而造成冻害。

（6）对建在标准冻深大于2m及标准冻深大于1.5m，基底以上为冻胀土和强冻胀土上的非采暖建筑物，为防止冻切力对基础侧面的作用，可在基础侧面回填粗砂、中砂、炉渣等非冻胀性材料或其他保温材料。当基础梁下有冻胀性土时，应在梁下填以炉渣等松散材料，并留5~15cm空隙，以防止因冻胀将基础梁拱裂。

（7）对冬期开挖的工程，要随挖、随砌、随回填，严防地基受冻。对跨年度工程及冻前不能交付正常使用的工程，应对地基采取相应的过冬保温措施。

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