第五节 土（岩）的工程分类

一、分类目的与原则

自然界的土类众多，工程性质各异。为了对土的工程特性作出合理的评价，有必要对土进行科学的分类，这是土木工程勘察、设计的前提。土的工程分类的目的在于初步判断土的基本工程特性，采用相应的研究内容与方法，选择相应的改良与加固方法。

土的分类应遵循的原则是：①有利于土的划分和土料的区分；②可以利用较简单的土的物理试验成果划分土类，选用对土的工程性质最有影响，最能反映土的基本属性，又便于测定的指标作为土的分类依据；③有利于对各种土的力学性能进行总结、比较和分析；④简单易记，不宜繁杂太细。

二、分类体系与方法

我国土的分类方法迄今尚未统一，由于各类工程的特点不同，分类依据的侧重面就不同，不同的部门依据各自的行业特点建立了各自的分类体系。这里介绍《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）和《土的分类标准》（GBJ 145—1990）对土（岩）的工程分类。

（一）《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）对土（岩）的分类

这种分类方法简单明确，科学性和实用性强，多年来已被我国工程界所熟悉和广泛应用。《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）将作为建筑地基的土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土和特殊土七大类。

1.岩石

岩石应为颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙的岩体。岩石的坚硬程度根据岩块的饱和单轴抗压强度可分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩，岩石按风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。

2.碎石土

粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土为碎石土。碎石土按颗粒形状、粒组含量分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾，见表1-7。

3.砂土

粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%，且粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50%的土称为砂土。砂土按粒组含量分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂，见表1-8。

4.粉土

塑性指数I_P≤10，且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土为粉土。粉土的颗粒级配以0.005～0.075mm的粒组为主，其工程性质介于黏性土和砂土之间。

5.黏性土

黏性土指塑性指数I_P＞10的土，按塑性指数分为黏土、粉质黏土，见表1-9。

6.人工填土

由于人类活动而堆填的土称为人工填土，根据组成和成因，可分为素填土、压实填土、杂填土、冲填土。素填土为由碎石土、砂土、粉土、黏性土等组成的填土。压实填土为经过压实或夯实的素填土。杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。人工填土的物质成分比较复杂，均匀性较差，一般不宜作为地基使用。

7.特殊土

特殊土指在特定地理环境或人为条件下形成的具有特殊性质的土，它一般具有特殊成分、状态和结构特征，分布一般具有明显的区域性。

（1）淤泥或淤泥质土。淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，天然含水率ω＞ω_L，天然孔隙比e≥1.5的黏性土。淤泥质土为天然含水率ω＞ω_L，1≤e＜1.5的黏性土或粉土。淤泥或淤泥质土大多具有高灵敏度的结构性，分布于我国沿海一带及内陆河流下游湖泊与沼泽地区。

（2）红黏土。红黏土指碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑性黏土，其液限一般大于50。红黏土经再搬运后仍保留其基本特征，其液限大于45的土为次生红黏土。我国的红黏土主要分布于云贵高原、南岭山脉南北两侧以及湘西、鄂西丘陵山地等地。

（3）膨胀土。膨胀土指在环境的温度和湿度变化时，具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性，自由膨胀率大于或等于40%的黏性土。膨胀土在一般情况下强度较高，压缩性较低，而一旦遇水，膨胀土中的亲水性矿物使土体吸水膨胀，可能对与其接触的建筑物产生强烈的膨胀上抬作用而导致建筑物开裂、变形而破坏；而土中水分减少时，土体失水收缩可使土体产生程度不同的裂隙，导致其自身强度的降低或消失。我国是膨胀土分布最广、面积最大的国家之一。

（4）湿陷性土。湿陷性土指浸水后结构迅速破坏，强度大大削弱，产生附加沉降，湿陷系数不小于0.015的土。湿陷性土有湿陷性黄土、干旱和半干旱地区的具有崩解性的碎石土和砂土等。

（二）《土的分类标准》（GBJ 145—1990）对土（岩）的分类

GBJ 145—1990对岩土的分类体系源于美国卡萨格兰德（A.Casagrande，1948）的分类，与一些欧美国家的土分类体系原则上没有太大的差别，只是在某些细节上有所变动。它是我国的国家标准，适用于各类工程用土，包括一般土和特殊土，但不包括混凝土用砂、石料和有机土。下面介绍《土的分类标准》（GBJ 145—1990）对细粒土的分类方法。

图1-11 10mm液限塑性图

试样中粒径小于0.075mm的粒组质量不小于总质量50%的土称为细粒土。细粒土可根据塑性图进行分类。塑性图是由卡萨格兰德在大量试验资料的基础上首先提出来的，塑性图的横坐标为土的液限ω_L，纵坐标为塑性指数I_P。根据所采用的液限标准不同有两种塑性图，当取液限仪锥尖入土深度为10mm对应的含水率为液限时，采用图1-11进行分类。当取液限仪锥尖入土深度为17mm对应的含水率为液限时，所采用的塑性图不同。目前，国内不同行业选用的液限标准不同，应用时要注意。

若对应于土的塑性指数和液限的点位于图1-11中A线以上，且I_P≥10，表示土的塑性高，属黏土或有机质黏土。若对应于土的塑性指数和液限的点位于A线以下，且I_P＜10，表示土的塑性低，属粉土或有机质粉土。在图1-11中用一条竖线B，又将黏土和粉土各细分为两类。当对应土的液限的点在B线左侧时为低液限黏土（CL）或低液限粉土（ML），液限在B线右侧时为高液限黏土（CH）或高液限粉土（MH）。土的具体定名和代号见表1-10。

若细粒土内粗粒含量为25%～50%，则该土属含粗粒的细粒土，并对含粗粒的类型进行分类。粗粒中砾粒占优势，称为含砾细粒土，在细粒土代号后缀以代号G；当粗粒中砂粒占优势，则该土属含砂细粒土，在细粒土代号后加S，如CLS、MHS等。

若细粒土内含部分有机质，则土名前加有机质，土代号后加O，如高液限有机质黏土（CHO），低液限有机质粉土（MLO）等。

必须指出的是，塑性图给出的是以符号表示的土类名称，而不是土名称。在同一土类中，可以包括许多名称不同而性质相近的土，如低液限无机黏土可包括砂质黏土、粉质黏土、黄土等。因此，在确定土类以后，还应根据地质名称、习惯名称等为土命名，并进行必要的描述。