3.3 土的分类和鉴定

3.3.1 本条由《94规范》2.2.3和2.2.4条合并而成。

3.3.2 本条与《94规范》的规定一致。

3.3.3 本条与《94规范》的规定一致。

3.3.4 本条对于粉土定名的规定与《94规范》一致。
    粉土的性质介于砂土和黏性土之间，较粗的接近砂土而较细的接近于黏性土。将粉土划分为亚类，在工程上是需要的。在修订过程中，曾经讨论过是否划分亚类，并有过几种划分亚类的方案建议。但考虑到在全国范围内采用统一的分类界限，如果没有足够的资料复核，很难把握适应各种不同的情况。因此，这次修订仍然采用《94规范》的方法，不在全国规范中对粉土规定亚类的划分标准，需要对粉土划分亚类的地区，可以根据地方经验，确定相应的亚类划分标准。

3.3.5 本条与《94规范》的规定一致。

3.3.6 本条与《94规范》的规定基本一致，仅增加了“夹层厚度大于0.5m时，宜单独分层”。各款举例如下：
    1. 对特殊成因和年代的土类，如新近沉积粉土，残坡积碎石土等；
    2. 对特殊性土，如淤泥质黏土，弱盐渍粉土，碎石素填土等；
    3. 对混合土，如含碎石黏土，含黏土角砾等；
    4. 对互层，如黏土与粉砂互层；对夹薄层，如黏土夹薄层粉砂。

3.3.7 奉条基本上与《94规范》一致，仅局部修改了土的描述内容。
    有人建议，应对砂土和粉土的湿度规定划分标准。 《规范》修订组考虑，砂土和粉土取样困难，饱和度难以测准，规定了标准不易执行。作为野外描述，不一定都要有定量标准。至于是否饱和(涉及液化判别)，地下水位上下是明确的界线，勘察人员是容易确定的。
    对于黏性土和粉土的描述， 《94规范》比较简单，不够完整。参照美国ASTM土的统一分类法，关于土的目力鉴别方法和《土的分类标准》(GBJ 145)的简易鉴别方法，补充了摇振反应、光泽反应、干强度和韧性的描述内容。为了便于描述，给出了如表3. 1所示的描述等级。

表3. 1 土的描述等级

3.3.7 [修订说明]
    本条1～4款规定描述的内容，有时不一定全部需要，故将“应”改为“宜”。土的光泽反应、摇振反应、干强度和韧性的鉴定是现场区分粉土和黏性土的有效方法，但原文在执行中产生一些误解，以为必须描述，成为例行套话，故增加第7款，明确目力鉴别的用途。

3.3.8 对碎石土密实度的划分，《94规范》只给出了野外鉴别的方法，完全根据经验进行定性划分，可比性和可靠性都比较差。在实际工程中，有些地区已经积累了用动力触探鉴别碎石土密实度的经验，这次修订时在保留定性鉴别方法的基础上，补充了重型动力触探和超重型动力触探定量鉴别碎石土密实度的方法。现作如下说明：
    1. 关于划分档次
    对碎石土的密实度，表3.3.8-1分为四档，表3.3.8-2分为五档，附录A表A.0.6分为三档，似不统一。这是由于N_63.5较N₁₂₀能量小，不适用于“很密”的碎石土，故只能分四档；野外鉴别很难明确客观标准，往往因人而异，故只能粗一些，分为三档；所以，野外鉴别的“密实”，相当于用N₁₂₀的“密实”和，“很密”；野外鉴别的“松散”，相当于用动力触探鉴别的“稍密”和“松散”。由于这三种鉴别方法所得结果不一定一致，故勘察报告中应交待依据的是“野外鉴别”、“重型圆锥动力触探”还是“超重型圆锥动力触探”。
    2. 关于划分依据
    圆锥动力触探多年积累的经验，是锤击数与地基承载力之间的关系；由于影响承载力的因素较多，不便于在全国范围内建立统一的标准，故本次修订只考虑了用锤击数划分碎石土的密实度，并与国标《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)协调；至于如何根据密实度或根据锤击数确定地基承载力，则由地方标准或地方经验确定。
    表3.3.8-1是根据铁道部第二勘测设计院研究成果，进行适当调整后编制而成的。表3.3.8-2是根据中国建筑西南勘察研究院的研究成果，由王顺富先生向本《规范》修订组提供的。
    3. 关于成果的修正
    圆锥动力触探成果的修正问题，虽已有一些研究成果，但尚缺乏统一的认识；这里包括杆长修正、上覆压力修正、探杆摩擦修正、地下水修正等；作为国家标准，目前做出统一规定的条件还不成熟；但有一条原则，即勘察成果首先要如实反映实测值，应用时可以进行修正，并适当交待修正的依据。应用表3.3.8-1和表3.3.8-2时，根据该成果研制单位的意见，修正方法列在本规范附录B中；表B.0.1和表B.0.2中的数据均源于唐贤强等著《地基工程原位测试技术》(中国铁道出版社，1996)。为表达统一，均取小数点后二位。

3.3.9 砂土密实度的鉴别方法保留了《94规范》的内容，但在修改过程中，曾讨论过对划分密实度的标准贯入击数是否需要修正的问题。
    标准贯入击数的修正方法一般包括杆长修正和上覆压力修正。本规范在术语中规定标准贯入击数N为实测值；在勘察报告中所提供的成果也规定为实测值，不进行任何修正。在使用时可根据具体情况采用实测值或修正后的数值。
    采用标准贯入击数估计土的物理力学指标或地基承载力时，其击数是否需要修正应与经验公式统计时所依据的原始数据的处理方法一致。
    用标准贯入试验判别饱和砂土或粉土液化时，由于当时建立液化判别式的原始数据是未经修正的实测值，且在液化判别式中也已经反映了测点深度的影响，因此用于判别液化的标准贯入击数不作修正，直接用实测值进行判别。
    在《94规范》报批稿形成以后，曾有专家提出过用标准贯入击数鉴别砂土密实度时需要进行上覆压力修正的建议，鉴于当时已经通过审查会审查，不宜再进行重大变动，因此将这一问题留至本次修订时处理。
    本次修订时，经过反复论证，认为应当从用标准贯入击数鉴别砂土密实度方法的形成历史过程来判断是否应当加以修正。采用标准贯入击数鉴别砂土密实度的方法最早由太沙基和泼克在1948年提出，其划分标准如表3.2所示。这一标准对世界各国有很大的影响，许多国家的鉴别标准大多是在太沙基和泼克1948年的建议基础上发展的。

表3.2 太沙基和泼克建议的标准

    我国自1953年南京水利实验处引进标准贯入试验后，首先在治淮工程中应用，以后在许多部门推广应用。制定《工业与民用建筑地基基础设计规范》(TJ 7-74)时将标准贯入试验正式作为勘察手段列入规范，后来在修订《建筑地基基础设计规范》《GBJ 7-89)时总结了我国应用标准贯入击数划分砂土密实度的经验，给出了如表3.3所示的划分标准。这一标准将小于10击的砂土全部定为“松散”，不划分出“很松”的一档；将10～30击的砂土划分为两类，增加了击数为10～15的“稍密”一档；将击数大于30击的统称为“密实”，不划分出“很密”的密实度类型；而在实践中当标准贯入击数达到50击时一般就终止了贯入试验。

表3.3 我国通用的密实度划分标准

    从上述演变可以看出，我国目前所通用的密实度划分标准实际上就是1948年太沙基和泼克建议的标准，而当时还没有提出杆长修正和上覆压力修正的方法。也就是说，太沙基和泼克当年用以划分砂土密实度的标准贯入击数并没有经过修正。因此，根据本规范对标准贯入击数修正的处理原则，在采用这一鉴别密实度的标准时，应当使用标准贯入击数的实测值。本次修订时仍然保持《94规范》的规定不变，即鉴别砂土密实度时，标准贯入击数用不加修正的实测值N。

3.3.10 本条与《94规范》一致。
    在征求意见的过程中，有意见认为粉土取样比较困难，特别是地下水位以下的土样在取土过程中容易失水，使孔隙比减小，因此不易评价正确，故建议改用原位测试方法评价粉土的密实度。在修订过程中曾考虑过采用静力触探划分粉土密实度的方案，但经资料分析发现，静力触探比贯入阻力与孔隙比之间的关系非常分散，不同地区的粉土，其散点的分布范围不同。如图3.1所示，分别为山东东营粉土、江苏启东粉土、郑州粉土和上海粉土，由于静力触探比贯入阻力不仅反映了土的密实度，而且也反映了土的结构性。由于不同地区粉土的结构强度不同，在散点图上各地的粉土都处于不同的部位。有的地区粉土具有很小的孔隙比，但比贯入阻力不大；而另外的地区粉土的孔隙比比较大，可是比贯入阻力却很大。因此，在全国范围内，根据目前的资料，没有可能用静力触探比贯入阻力的统一划分界限来评价粉土的密实度。但是在同一地区的粉土，如结构性相差不大且具备比较充分的资料条件，采用静力触探或其他原位测试手段划分粉土的密实度具有一定的可能性，可以进行试划分以积累地区的经验。

图3.1 孔隙比与比贯入阻力的散点图

    有些建议认为，水下取土求得的孔隙比一般都小于0.75，不能反映实际情况，采用孔隙比鉴别粉土密实度会造成误判。由于取土质量低劣而造成严重扰动时，出现这种情况是可能的，但制定标准时不能将取土质量不符合要求的情况作为依据。只要认真取土，采取合格的土样，孔隙比的指标还是能够反映实际情况的。为了验证，随机抽取了粉土地区的勘察报告，对东营地区的粉土资料进行散点图分析。该地区地下水位2～3m，最大取土深度9～12m，取样点在地下水位上下都有，多数取自地下水位以下。考虑到压缩模量数据比较多，因此分析了压缩模量与各种物理指标之间的关系。
    图3.2显示了压缩模量与孔隙比之间存在比较好的规律性，孔隙比分布在0.55～1.0之间，大约有2/3的孔隙比大于0.75，说明无论是水上或水下，孔隙比都是反映粉土力学性能比较敏感的指标。如果用含水量来描述压缩模量的变化，则从图3.3可以发现，当含水量小于20％时，含水量增大，模量相应增大；但在含水量超过20％以后则出现相反的现象。在低含水量阶段，模量随含水量增大而增大的变化规律可能与非饱和土的基质吸力有关。采用饱和度描述时，在图3.4中，当土处于低饱和度时，压缩模量也随饱和度增大而增大；但当饱和度大于80％以后，压缩模量与饱和度之间则没有明显的规律性。对比图3.2和图3.4，也说明地下水位以下处于饱和状态的粉土，影响其力学性质的主要因素是土的孔隙比而不是饱和度。
    从散点图分析，可以说明对于粉土的描述，饱和度并不是一个十分重要的指标。鉴别粉土是否饱和不在于饱和度的数值界限，而在于是否在地下水位以下，在地下水以下的粉土都是饱和的。饱和粉土的力学性能取决于土的密实度，而不是饱和度的差别。孔隙比对粉土的力学性质有明显的影响，而含水量对压缩模量的影响在20％左右出现一个明显的转折点。
    鉴于上述分析，认为没有充分理由修改规范原来的规定，因此仍采用孔隙比和含水量描述粉土的密实度和湿度。

图3.2 压缩模量与孔隙比的散点图

3.3.11 本条与《94规范》的规定一致。
    在修订过程中，也提出过采用静力触探划分黏性土状态的建议。对于这一建议进行了专门的研究，研究结果认为，黏性土的范围相当广泛，其结构性的差异比粉土更大，而黏性土中静力触探比贯入阻力的差别在很大程度上反映了土的结构强度的强弱而不是土的状态的不同。其实，直接采用静力触探比贯入阻力判别土的状态，并不利于正确认识与土的Atterberg界限有关的许多工程性质。静力触探比贯入阻力值与采用液性指数判别的状态之间存在的差异，反映了客观存在的结构性影响。例如比贯入阻力比较大，而状态可能是软塑或流塑，这正说明了土的结构强度使比贯入阻力比较大，一旦扰动结构，强度将急剧下降。可以提醒人们注意保持土的原状结构，避免结构扰动以后土的力学指标的弱化。

图3.3 压缩模量与含水量的散点图

图3.4 压缩模量与饱和度的散点图