岩土的工程分类与性能

岩土的工程分类及工程性质是建筑地基设计与施工的核心基础，也是勘察工作及勘察报告的关键内容，直接影响后续施工方法选择、成本核算等环节。

一、岩土的工程分类

1. 土的多维度分类

土的分类可从多个维度划分：

• 按粒组相对含量：巨粒类土、粗粒类土、细粒类土（土的基本分类）
• 按地质成因：残积土、坡积土、洪积土、冲击土、淤积土、冰积土、风积土
• 按粒径和塑性指数：碎石土、砂土、粉土、黏性土

2. 岩石的坚硬程度分类

岩石按坚硬程度分为：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩

3. 建筑地基岩土分类

作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土

4. 按土方开挖难易程度的八类土石划分

该分类用于选择施工方法、确定劳动量，为计算劳动力、机具及工程费用提供依据，具体分为：

一类土：松软土

• 包含：砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥(泥炭)等
• 坚实系数：0.5～0.6
• 开挖方式：锹、锄头挖掘，少许用脚蹬

二类土：普通土

• 包含：粉质黏土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，粉土混卵(碎)石，种植土、填土等
• 坚实系数：0.6～0.8
• 开挖方式：锹、锄头挖掘，少许用镐翻松

三类土：坚土

• 包含：软及中等密实黏土，重粉质黏土、砾石土，干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质黏土，压实的填土等
• 坚实系数：0.8～1.0
• 开挖方式：主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍

四类土：砂砾坚土

• 包含：坚硬密实的黏性土或黄土，含碎石卵石的中等密实的黏性土或黄土，粗卵石，天然级配砂石，软泥灰岩等
• 坚实系数：1.0～1.5
• 开挖方式：先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分使用楔子及大锤

五类土：软石

• 包含：硬质黏土，中密的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软石灰及贝壳石灰石等
• 坚实系数：1.5～4.0
• 开挖方式：用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法

六类土：次坚石

• 包含：泥岩、砂岩、砾岩，坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩、片麻岩及正长岩等
• 坚实系数：4.0～10.0
• 开挖方式：爆破方法开挖，部分用风镐

七类土：坚石

• 包含：大理石，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云石、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，微风化安山岩，玄武岩等
• 坚实系数：10.0～18.0
• 开挖方式：爆破方法开挖

八类土：特坚石

• 包含：安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩、角闪岩等
• 坚实系数：18.0～25.0以上
• 开挖方式：爆破方法开挖

二、岩土的工程性能

岩土的工程性能主要是强度、弹性模量、变形模量、压缩模量、黏聚力、内摩擦角等物理力学性能，各种性能应按标准试验方法经过试验确定。

1. 内摩擦角

• 定义：土体中颗粒间相互移动和胶合作用形成的摩擦特性，其数值为强度包线与水平线的夹角

意义：土的抗剪强度指标，是土力学及工程设计的重要参数，反映土的摩擦特性；力学上可理解为块体在斜面上的临界自稳角，用于分析边坡稳定性

2. 土抗剪强度

• 定义：土体抵抗剪切破坏的极限强度
• 参数：内摩擦角（φ）和黏聚力（c）

测定方式：通过剪切试验测定

3. 黏聚力

• 作用：能使物质聚集成液体或固体；在与固体接触的液体附着层中，黏聚力与附着力的相对大小决定液体是否浸润固体

4. 土的天然含水量

• 定义：土中所含水的质量与土的固体颗粒质量之比的百分率
• 影响：对挖土的难易、土方边坡的稳定、填土的压实等均有直接影响

5. 土的天然密度

• 定义：土在天然状态下单位体积的质量
• 特点：随土的颗粒组成、孔隙的多少和水分含量而变化，不同的土密度不同

6. 土的干密度

• 定义：单位体积内土的固体颗粒质量与总体积的比值

意义：干密度越大，表明土越坚实；土方填筑时，常以土的干密度控制土的夯实标准

7. 土的密实度

• 定义：土被固体颗粒所充实的程度，反映了土的紧密程度

8. 土的可松性

• 定义：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍不能完全恢复到原来的体积的性质
• 意义：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

综上，岩土的分类是土石方施工方法选择、成本核算的核心前提，而其工程性能则直接决定地基稳定性、施工效率及工程整体质量，是建筑工程土石方施工环节中必须精准把控的关键依据。