土力学与地基基础：土的工程分类

自然界中土的种类不同，其工程性质也必不相同。从直观上，可以粗略地把土分成两大类，一类是土体中肉眼可见的松散颗粒，颗粒间联结弱，这就是前面提到的无黏性土（粗粒土）；另一类是颗粒非常细微，颗粒间联结力强，这就是前面提到的黏土。实际工程中，这种粗略的分类远远不能满足工程的要求，还必须用更能反映土的工程特性的指标来系统分类。前面已介绍过，影响土的工程性质的主要因素是土的三相组成和土的物理状态，其中最主要的因素是三相组成中土的固体颗粒，如颗粒的粗细、颗粒的级配等。目前，国际、国内对土的工程分类并不统一。即使同一国家的各个行业、各个部门，土的分类体系也都是结合本专业的特点而制定的。本节主要介绍我国《土的工程分类标准》（GB/T 50145—2007）和《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）对土的分类。

1.《土的工程分类标准》（GB/T 50145—2007）对土的分类

为了与国际接轨，我国特制定了《土的工程分类标准》（GB/T 50145—2007），这一分类体系与一些欧美国家的土的分类体系原则相近，仅根据我国的实际情况作了适当修正。按该分类法，土的总分类体系如图1-24所示。

图1-24　土的总分类体系

对土进行分类时，首先根据有机质的含量把土分成有机土和无机土两大类。无机土中，再根据土中各粒组的相对含量把土再分为巨粒土、含巨粒土、粗粒土和细粒土。根据土的分类标准，各粒组还可进一步细分。

（1）巨粒土和含巨粒土

土体颗粒粒径在60 mm以上的称巨粒。若土中巨粒含量高于50%，该土属巨粒土；若土中巨粒含量为15%～50%，该土属含巨粒土。巨粒土和含巨粒土可依据其中所含漂石粒含量进一步划分，见表1-17。

表1-17　巨粒土和含巨粒土的分类

（2）粗粒土

粗粒土中粒径大于0.075 mm的粗粒含量在50%以上。粗粒土分为砾类土和砂类土两类。若土中粒径大于2 mm的砾粒含量多于50%，则该土属砾类土；不足50%，则属砂类土。

砾类土和砂类土再按细粒土（粒径小于0.075 mm）的含量进一步细分。具体细粒含量和其他相关指标见表1-18、表1-19。

表1-18　砾类土的分类

表1-19　砂类土的分类

（3）细粒土

细粒土中粒径小于0.075 mm的细粒含量在50%以上，且粗粒含量少于25%。细粒土按塑性图分类。塑性图以液限ωL为横坐标，塑性指数IP纵坐标，如图1-25所示。图中用A、B两条线和ωP＝6和ωP＝10及ωL＜26%的两段水平线将整张图分成5个区域。若土的液限和塑性指数在图中A线以上，B线以左，ωP＝10线之上，则该土属低液限黏土；若土的液限和塑性指数在图中A线以下，B线以右，则该土属高液限粉土。土的具体分类和名称见表1-20。

图1-25　塑性图

表1-20　细粒土的分类

2.《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）对土的分类

这种分类方法的体系比较简单，按照土颗粒的大小、粒组的土颗粒含量把地基土分成碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。按我国《土的工程分类标准》，碎石土和砂土属于粗粒土，粉土和黏性土属于细粒土。粗粒土按粒径级配分类，细粒土则按塑性指数分类。

（1）碎石土(www.xing528.com)

粒径大于2 mm的颗粒含量大于50%的土属碎石土。根据粒组含量及颗粒形状，可细分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾，具体见表1-21。

表1-21　碎石土的分类

注：分类时应根据粒组含量栏从上到下以最先符合者确定。

（2）砂土

粒径大于2 mm的颗粒含量在50%以内，同时粒径大于0.075 mm的颗粒含量超过50%的土属砂土。砂土根据粒组含量不同又分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类。具体见表1-22。

表1-22　砂土的分类

注：分类时应根据粒组含量栏从上到下以最先符合者确定。

（3）粉土

粒径大于0.075 mm的颗粒含量小于50%且塑性指数小于等于10的土属粉土。该类土的工程性质较差，如抗剪强度低、防水性差、黏聚力小等。

（4）黏性土

粒径大于0.075 mm的颗粒含量在50%以内，塑性指数大于10的土属黏性土。根据塑性指数的大小可细分为黏土和粉质黏土，具体见表1-23。

表1-23　黏性土的分类

（5）淤泥

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，其天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土。当天然含水率大于液限而天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的黏性土或粉土为淤泥质土。

（6）红黏土

红黏土为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。

（7）人工填土

人工填土根据其组成和成因，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。经过压实或夯实的素填土为压实填土。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。

（8）膨胀土

膨胀土为土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性，其自由膨胀率大于或等于40%的黏性土。

（9）湿陷性土

湿陷性土为浸水后产生附加沉降，其湿陷系数大于或等于0.015的土。