土工及土工合成材料试验+PPT.ppt

福建省建设工程质量安全监督总站 1 土工及土工合成材料试验 2010年市政工程检测人员培训 福建省建设工程质量安全监督总站 2 主要内容 一 工程建设法规对建设市场各方主体的基本要求二 贯彻实施新版市政工程施工与质量验收规范应注意的几个问题三 土的基本性质四 简易土工试验五 土工合成材料 福建省建设工程质量安全监督总站 3 工程建设法规对建设市场各方主体的基本要求 福建省建设工程质量安全监督总站 4 一 工程建设法规体系1 法律 建筑法 招投标法 安全生产法 2 行政法规 建设工程质量管理条例 建设安全生产管理条例 3 地方性法规 福建省建设工程质量管理条例 福建省安全生产条例 2008年12月1日起施行 4 规章 福建省建设工程安全生产管理办法 2009年8月1日施行 福建省建设工程质量安全监督总站 5 二 工程建设法规对市场各方主体的基本要求 1 建设单位2 勘察单位 设计单位3 施工单位4 工程监理单位5 建设工程质量检测单位 福建省建设工程质量安全监督总站 6 对各方主体总体要求 一是要严格按照基本建设程序1 规划 选址意见书 建设用地规划许可证 建设工程规划许可证 2 施工许可3 施工图审查4 竣工验收备案二是遵守质量安全规范现场管理 别把习惯当成标准 要把标准变为习惯 三是遵守民事行为中的法定义务 福建省建设工程质量安全监督总站 7 地处温州市中心 高22层的中银大厦在历经了8年的辛苦建设之后 因主体工程质量不合格被判为危楼 这幢大楼不仅创下温州的一项纪录 牵出了温州金融系统有史以来最大的一桩腐败案 涉案金额3000多万元 涉案人员多达43名 它还创下一项全国纪录 成为国内定向爆破的最高烂尾楼 2004年4月26日 福建省建设工程质量安全监督总站 8 建设单位 1 依法发包2 正确指示3 委托监理4 建材合格5 安全装修6 组织验收 福建省建设工程质量安全监督总站 9 勘察 设计单位 1 勘察 设计单位应当依法取得相应资质 并在其资质等级许可的范围内承揽工程 不得转包或违法分包所承揽的工程 2 勘察 设计单位必须按照工程建设强制性标准进行勘察 设计 注册执业人员应当在设计文件上签字 对设计文件负责 3 除有特殊要求的建筑材料 专用设备 工艺生产线等外 设计单位不得指定生产厂 供应商 设计单位有在设计文件中注明所选用建筑材料 建筑构配件和设备的规格 型号 性能等技术指标的权力和义务 福建省建设工程质量安全监督总站 10 加拿大魁北克大桥坍塌 事故时间 1916年9月11日坍塌原因 由于设计上的缺陷 导致桥体实际承载量远低于设计承载量 并导致该桥两度坍塌 首次坍塌时间为1907年 死亡人数 95人 设计 加拿大工学院 福建省建设工程质量安全监督总站 11 施工单位 1 施工单位应当依法取得相应等级的资质证书 并在其资质等级许可的范围内承揽工程 禁止施工单位超越本单位资质等级许可的业务范围或者以其他施工单位的名义承揽工程 禁止施工单位允许其他单位或者个人以本单位的名义承揽工程 施工单位不得转包或者违法分包工程 2 按图施工 3 施工质量安全职责 福建省建设工程质量安全监督总站 12 上海13层楼房瞬间倒塌场景2009年6月 福建省建设工程质量安全监督总站 13 监理单位 1 工程监理单位应当依法取得相应等级的资质证书 并在其资质等级许可的范围内承担工程监理业务 2 工程监理单位与被监理工程的施工承包单位以及建筑材料 建筑构配件和设备供应单位有隶属关系或者其他利害关系的 不得承担该项建设工程的监理业务 3 工程监理单位应当依照法律 法规以及有关技术标准 设计文件和建设工程承包合同 代表建设单位对施工质量实施监理 并对施工质量承担监理责任 4 工程监理单位应当选派具备相应资格的总监理工程师和监理工程师进驻施工现场 未经监理工程师签字 建筑材料 建筑构配件和设备不得在工程上使用或者安装 施工单位不得进行下一道工序的施工 未经总监理工程师签字 建设单位不拨付工程款 不进行竣工验收 5 监理工程师应当按照工程监理规范的要求 采取旁站 巡视和平行检验等形式 对建设工程实施监理 福建省建设工程质量安全监督总站 14 建设工程质量检测单位 建设工程质量检测单位出具的检测数据和检测结论必须真实 准确 并对检测数据和检测结论负责 建设工程质量检测单位不得接受与其有隶属关系或者其他利害关系的施工单位 以及建筑材料 建筑构配件 设备的送检单位和供应商的检测业务 建设工程质量检测单位出具错误的检测结论的 责令改正 并可处一万元以上五万元以下的罚款 情节严重的 责令停业整顿 撤销部分检测业务或者降低资质等级 建设工程质量检测单位出具虚假的检测结论的 处以五万元以上十万元以下的罚款 吊销资质证书 对具有执业资格的直接责任人员 吊销其资格证书 福建省建设工程质量安全监督总站 15 一场大雨过后 成都两楼房倾斜 面贴面 鉴定报告及赔偿方案遭业主质疑 福建省建设工程质量安全监督总站 16 贯彻实施新版市政工程施工质量验收规范应注意的几个问题 福建省建设工程质量安全监督总站 17 1 道路工程 主要涉及3本规范标准 城镇道路工程施工与质量验收规范 CJJ1 2008 城镇沥青路面施工技术规程 DBJ13 98 2008 城镇水泥路面施工技术规程 DBJ T13 114 2009 2 桥梁工程 主要涉及2本规范标准 城市桥梁工程施工与质量验收规范 CJJ2 2008 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 3 管道工程 主要涉及2本规范标准 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 2008 给水排水构筑物工程施工及验收规范 GB50141 2008 4 隧道工程 主要涉及3本规范标准 城市隧道工程质量验收标准 DBJ13 25 2008 地下铁道工程施工及验收规范 GB50299 1999 盾构法隧道施工与验收规范 GB50466 2008 市政工程施工质量验收主要规范标准 福建省建设工程质量安全监督总站 18 1 道路硅酸盐水泥 GB13693 20052 公路工程岩石试验规程 JTGE41 20053 公路工程集料试验规程 JTGE42 20054 普通砼用砂 石质量及检验方法标准 JGJ52 20065 混凝土路面砖 JC T466 20006 透水砖 JC T945 20057 土工试验方法标准 GB T50123 1999 2008年版 8 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB T50081 20029 建筑砂浆基本性能试验方法标准 JGJ70 200910 城市道路设计规范 CJJ37 9011 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 JTGE51 200912 公路路面基层施工技术规范 JTJ034 200013 城镇道路工程施工与质量验收规范 CJJ1 200814 城镇水泥路面施工技术规程 DBJ T13 114 200915 城镇沥青路面施工技术规程 DBJ13 98 200816 公路路基路面现场测试规程 JTGE60 200817 沥青混合料配合比设计规程 DBJ13 69 200518 改性沥青玛蹄脂碎石混合料 SMA 施工技术规程 DBJ13 54 200319 土工合成材料应用技术规范 GB50290 199820 土工合成材料系列标准GB T等 市政工程材料检验相关规范标准 福建省建设工程质量安全监督总站 19 1 验评分离 强化验收 完善手段 过程控制 是国家新的工程建设标准修订指导方针 认真理解该十六字方针是贯彻实施好市政工程新版施工与质量验收规范的关键 2 市政工程新版验收规范只设 合格 等级 取消了 优良 评定 工程质量验收按检验批 分项 分部 子分部 和单位 子单位 工程分层次进行 并设置主控项目和一般项目作为验收内容 3 市政工程新版验收规范和 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300 相结合 建筑工程施工质量验收统一标准 是规定质量验收程序及组织的规定和单位 子单位 工程的验收指标 市政工程新版验收规范是各分项工程质量验收指标的具体内容 因此应用标准时必须相互协调 同时满足二者的要求 各分项工程验收的具体方法见市政工程新版验收规范 贯彻实施新版市政工程施工与质量验收规范应注意的几个问题 福建省建设工程质量安全监督总站 20 4 做好单位 子单位 分部 子分部 分项工程和检验批的划分及验收 按照 城镇道路工程施工与质量验收规范 等相关规范规定 并结合工程实际 做好道路 桥梁 给排水管道和构筑物等工程的单位 子单位 分部 子分部 分项工程和检验批的划分 单位 子单位 分部 子分部 分项工程和检验批的划分要纳入施工组织设计 并严格按划分的单位 子单位 分部 子分部 分项工程和检验批进行验收 5 新规范修订的主要内容 新增了施工技术要求条款 修订了单位工程 分部工程 子分部工程 分项工程 验收批的质量检验内容 标准和程序 质量检验分为主控项目和一般项目两类 新增施工现场质量管理要求条款 明确了强制性条文 福建省建设工程质量安全监督总站 21 6 新规范主要特点 新规范将施工技术标准与质量验收内容合而为一 各节的施工技术与质量检验项目一一对应 实现对施工与验收的质量控制 方便施工技术人员使用 原标准只有质量检验和评定章节 新规范明确了工程施工技术要求和质量验收要求 实际上是重新建立一个标准体系 以此统一市政工程施工技术要求和质量验收的方法 程序和技术质量指标 新规范加强了对原材料 构配件的的质量控制 本次修订强调了对水泥 混凝土 钢材 钢筋 预应力筋等原材料的质量要求 其产品质量必须满足国家标准或相应的行业标准 对进场原材料和配配件的质量控制 检验项目均纳入主控项目 主控项目的合格率要求达到100 并明确了进场检查和复验要求 修订了单位工程 分部工程 子分部工程 分项工程 检验批的划分原则及工程质量验收要求 原标准将工程划分为工序 部位 单位工程 新规范修订为分项工程 分部工程 单位工程 同时新增加 子分部工程 和 检验批 新内容 与国标 GB50300 相统一 新规范规定工程质量 工程实体的检验只有 合格 不合格 两项 不再评定优良等级 福建省建设工程质量安全监督总站 22 质量检验分为主控项目和一般项目两类 并提高了质量验收合格标准 1 对于主控项目的确定 原标准中有主要检查项目 项目 和非主要检查项目 新规范参照GB50300的规定 划分为 主控项目 和 一般项目 两项分类 新规范对安全 卫生 环境和公众利益起决定性作用的检验项目列为主控项目 主控项目的合格率要求达到100 2 质量验收合格标准的对比 原标准规定 非主要检查项目的合格率均应达到70 且不符合本标准要求的点其最大偏差应在允许偏差的1 5倍之内 在特殊情况下 如最大偏差超过1 5倍 但不影响下道工序施工 工程结构和使用功能 仍可评为合格 新规范规定 一般项目的质量应经抽样检验合格 当采用计数检验时 除有专门要求外 一般项目的合格点率应达到80 及以上 且不合格点的最大偏差值不得大于规定允许偏差值的1 5倍 后者明显比前者严格 新规范规定决定工程质量与安全的强制性条文 并加强了对施工过程的控制 福建省建设工程质量安全监督总站 23 7 市政工程新版验收规范颁布实施后 一些标准同时废止 2008年10月1日后 废止的有关市政工程标准主要有 1 市政道路工程质量检验评定标准 CJJ1 90 2 市政桥梁工程质量检验评定标准 CJJ2 90 3 市政排水管渠工程质量检验评定标准 CJJ3 90 4 粉煤灰石灰类道路基层施工及验收规程 CJJ4 97 5 煤渣石灰类道路基层施工暂行技术规定 CJJ5 83 6 市政工程质量检验评定标准 城市防洪工程 CJJ9 85 7 钢渣石灰类道路基层施工及验收规范 CJJ35 90 8 市政供热管网工程质量检验评定标准 CJJ38 90 9 乳化沥青路面施工及验收规程 CJJ42 91 10 城市道路路基工程施工及验收规范 CJJ44 91 11 柔性路面设计参数测定方法标准 CJJ T59 94 12 联锁型路面砖路面施工及验收规程 CJJ79 98 13 固化类路面基层和底基层技术规程 CJJ T80 98 福建省建设工程质量安全监督总站 24 土的基本性质 福建省建设工程质量安全监督总站 25 一 概述1 土的定义 土是地表岩石经过长期风化的产物 是各种矿物颗粒组成的松散颗粒集合体 所以土的定义是相当广泛的 它不仅包括粘土 粉土 还包括了砂 砾 甚至卵石 漂石 必须说明 我们这一课涉及的内容如定义 分类 试验规程等 仅适用于各类工程用土 而不适用于混凝土所用的砂 石料等 所谓工程用土指的是 工程勘察 建筑地基 路堤填料和地基处理等所涉及的土类 福建省建设工程质量安全监督总站 26 2 参用的规范 国标 土工试验方法标准 GB T50123 1999 土的工程分类标准 GB T50145 2007 公路行业标准 公路土工试验规程 JTJE40 2007 铁路行业标准 铁路工程试验方法 TBJ102 96 水利行业标准 土工试验规程 SL237 1999 以及电力行业标准 水电水利工程土工试验规程 DL T5355 2006 等 福建省建设工程质量安全监督总站 27 3 土的基本性质与其它连续介质相区别最主要的特征 就是土的散体性和多孔性 所谓散体性是指土是松散颗粒的集合体 颗粒之间的联结强度远比颗粒本身强度为小 甚至完全没有联结 所谓多孔性是指在一般情况下 土的颗粒间有大量的孔隙 而孔隙中通常有水和空气 而土中水和空气的含量会随着外部条件的变化而变化 福建省建设工程质量安全监督总站 28 4 土的主要特点复杂性 易变性 土的种类繁多 分布复杂 性质各异 复杂性首先表现在土的成因不同 由于成土母岩不同和风化历史 形成原因的不同 在自然界中 同一地点 地基中可能埋藏多种土层 同一土层的土质也因其所处环境的不同而有所差异 所以绝对不能认为只要有一个土名就能概括该种土的全部性质指标 这种复杂性甚至反映在各行业的规范中 如水利 公路 铁路 建筑等 各行业的规范中土的分类 定名 甚至与国标不同 至今还不统一 福建省建设工程质量安全监督总站 29 土的易变性表现在同一种土 它的性质 包括它的强度 变形模量 以及它的物理状态等 都会因外界的温度 湿度 外力作用等的影响而发生显著变化 这是由土的基本性质所决定的 与其它材料相比土的易变性进一步导致了土的工程性质的复杂性 福建省建设工程质量安全监督总站 30 例如钢材重复受力 在一定极限范围内 它的承载力是不变的 每次重复受力的变形也都是不变的 而软土地基重复受力 由于土的排水因素 也就是土中的孔隙 水 空气的含量发生变化 而导致它的承载力发生变化 而每次重复受力的变形也都不一样 又如淤泥 含水量大的时候是可塑甚至流塑状态的 强度很低 人站上去脚会陷进去 太阳晒干后就变成了固态 强度也提高了 人可以站上去 这就是由于含水量变化而导致土的物理状态的变化和强度的变化 福建省建设工程质量安全监督总站 31 某些特殊土类 甚至含水量没有变化 仅仅是由于土颗粒内部结构的破坏也会导致土的性质发生根本的变化 例如 一般土St 2 4灵敏土St 4 8高灵敏土St 8 福建省建设工程质量安全监督总站 32 二 土的组成1 土的组成土是松散的矿物颗粒的集合体 它是由固体 液体和气体三部分所组成 也称为土的三相系 固体部分即为土粒 由矿物颗粒及有机物组成 这一部分构成土的骨架或称为土的结构 骨架中布满了许多孔隙 孔隙为液体 气体所分据 水及其溶解物构成土中液体部分 空气及其它一些气体构成土中的气体部分 这些组成部分之间的数量比例关系和相互作用 决定了土的物理力学性质 福建省建设工程质量安全监督总站 33 土的各组成部分的数量比例随土所存在的具体条件的不同而变化 干土的孔隙中仅含有空气 饱和土的孔隙中则全充满水 干土和饱和土都属于二相土 而湿土的孔隙里既有空气又有水 属三相土 福建省建设工程质量安全监督总站 34 2 土的工程分类从建筑施工的角度 根据土石坚硬程度 即施工开挖难易程度不同 可将土石分为八类 以便选择施工方法和确定劳动量 为计算劳动力 机具及工程费用提供依据 1 一类土 松软土 2 二类土 普通土 3 三类土 坚土 4 四类土 砂砾坚土 5 五类土 软石 6 六类土 次坚石 7 七类土 坚石 8 八类土 特坚石 岩土的分类是按照岩土的可松性系数Ks Ks 确定的 Ks 自然状态土经开挖后的松散体积与原自然状态下的体积之比 Ks 土经压实后的体积与原自然状态下的体积之比 系数越大 土的类别越高 对于一类土 Ks为1 08 1 17 Ks 为1 01 1 03 对于八类土 Ks为1 45 1 50 Ks 为1 20 1 30 福建省建设工程质量安全监督总站 35 3 土的工程性质土的性质是确定地基处理方案和制定施工方案的重要依据 对土方工程的稳定性 施工方法 工程量 劳动量和工程造价都有影响 下面对与施工有关的土的基本性质加以说明 1 土的天然含水量 土中所含水的质量与土的固体颗粒质量之比的百分率 称为土的天然含水量 用 表示 土的含水量对挖土的难易 土方边坡的稳定性 填土的压实等均有影响 所以在制定土方施工方案 选择土方机械和决定地基处理时 均应考虑土的含水量 2 土的天然密度 土在天然状态下单位体积的质量 称为土的天然密度 用 表示 土的天然密度随着土的颗粒组成 孔隙的多少和水分含量而变化 不同的土 密度不同 福建省建设工程质量安全监督总站 36 3 土的干密度 单位体积内土的固体颗粒质量与总体积的比值 称为土的干密度 用 d表示 干密度越大 表明土越坚实 在土方填筑时 常以土的干密度控制土的夯实标准 4 土的密实度 土的密实度是指土被固体颗粒所充实的程度 反映了土的紧密程度 填土压实后 必须要达到要求的密实度 现行的 建筑地基基础设计规范 规定以设计规定的土的压实系数 作为控制标准 5 土的可松性 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 这种性质称为土的可松性 在进行土方的平衡调配 计算填方所需挖方体积 确定基坑 槽 开挖时的留弃土量以及计算运土机具数量时 应考虑土的可松性 6 土的渗透性 土的渗透性即指土体被水所透过的性质 也称土的透水性 土的渗透性主要取决于土体的孔隙特征和水力坡度 不同的土其渗透性不同 一般用渗透系数K做为土的渗透性强弱的衡量指标 福建省建设工程质量安全监督总站 37 4 土的物理性质指标土的物理性质指标一共有9个 反映土松密程度的指标有 土的孔隙比e 孔隙率n 反映土的含水程度的指标有 含水量 饱和度Sr 特定条件下土的重度有 重度 干重度 d 饱和重度 sat 浮重度 以及土粒比重 相对密度 Gs 其中土的三项基本物理性质指标 土的重度 土粒比重Gs 土的含水量 由实验室直接测定 福建省建设工程质量安全监督总站 38 为了便于说明各种物理性质指标的定义和它们之间的相互关系 我们常利用所谓土的三相图把土体中的土颗粒 固体 液体 气体等三相物质分开表示 如图 1 所示 图中m代表质量 v代表体积 脚标a w s和v分别表示气 水 土粒和孔隙 如ms就表示土粒的质量 Vv表示孔隙的体积 福建省建设工程质量安全监督总站 39 土的物理性质指标就是表示土中三相比例关系的一些物理量 土的物理性质指标可分类为两类 一类是必须通过试验测定的 如含水率 密度 土粒比重 另一类可通过测定的物理性质指标和土的三相图关系换算 福建省建设工程质量安全监督总站 40 1 土粒比重 Gs 土粒比重是土粒的质量与同体积4 时纯水的质量之比 即 其中 w 4 时纯水的密度 1g 3土粒比重是土的基本物理性指标之一 是计算孔隙比和评价土类的主要指标 需通过试验测定 通常在室内用比重瓶法测定 土工试验方法标准 比重瓶法 浮称法和虹吸筒法三种 它实际上是相对密度的概念 是一个无因次的量 即是一个没有单位的数值 常见值 土粒比重的大小取决于土粒的矿物成分 一般为砂土为2 65 2 69 粉土为2 70 2 71 粘性土为2 72 2 75 土工试验中粗颗粒土的比重 实际上是视比重 也就是说土粒的体积是包括土粒内封闭空隙体积在内的 福建省建设工程质量安全监督总站 41 2 含水率 土的含水率是土在 105 110 下烘至恒量时所失去的水分质量mw与土粒质量ms的比值 以百分数计 含水率表示土中所含水分的多少 反映土的干湿状态 它的变化将使土的一系列力学性质随之而异 是检测土工构筑物施工质量的重要指标 需由试验测定 通常以烘干法为准 天然土层的含水量变化范围很大 它与土的种类 埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关 一般砂土为2 65 2 69 粘性土为2 72 2 75 有四种测定方法 分别为 烘箱法 适用于粘性土 粉土与砂土常规试验 红外线法 适用于少量试样试验 酒精燃烧法 适用于少量试样快速试验 铁锅炒干法 适用卵石与砂夹卵石 福建省建设工程质量安全监督总站 42 3 土的湿密度 土的湿密度是单位体积的土的质量 这一指标反映了土的密实状态 它的单位为g 3 土的湿密度也常简称为土的密度 即土由土粒 水及空气三相组成时的密度 土的湿密度也是土的一个基本指标 通常用环刀法测定 易破裂的土和形状不规则的坚硬土可用蜡封法 现场测定可用试坑灌水法 灌砂法 福建省建设工程质量安全监督总站 43 4 干密度 d 土的干密度是指单位体积土中的固体颗粒 干土 的质量 干密度是控制填土施工质量的一个指标 在工程中 土的干密度通常用作填方工程土体压实质量控制的标准 土的干密度越大 表明土体压得越密实 土的工程质量越好 福建省建设工程质量安全监督总站 44 5 土的孔隙比 e 孔隙比和孔隙率都是表示孔隙在土中所占的相对体积的指标 它也反映土的紧密程度 孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比 是一个无因次量 按岩土工程勘察规范 e 0 75密实0 75 e 0 9中密e 0 9稍密常见值 砂土e 0 5 1 0 当砂土e1 0时 为软弱地基 福建省建设工程质量安全监督总站 45 6 孔隙率 n 孔隙率是土中孔隙体积与土的整个体积之比 也就是单位体积的土体中孔隙所占的体积 常以百分数表示 孔隙比与孔隙率之间的换算关系为 土的孔隙比越大 土的压缩性和透水性就越大 而其强度就越小 因而工程上常用它判定土的密实程度和土的工程性质 福建省建设工程质量安全监督总站 46 7 土的饱和度 Sr 土的饱和度是指土孔隙中水的体积占全部孔隙体积的百分比 它可以用以判定土的干湿程度 土的干湿程度对细 粉砂的强度很有影响 因为饱和的细 粉砂在振动或渗流下容易丧失其稳定性 所以对砂土的湿度 按其饱和度可划分为三种状态 稍湿Sr 50 很湿50 Sr 80 饱和Sr 80 福建省建设工程质量安全监督总站 47 以上介绍了7个土的物理性质指标 包括它们的定义 用途 其中比重Gs 含水率W 天然密度 是通过试验测定 而其它的指标可借助于土的三相图与它们各自的定义加以换算 也就是说试验测出Gs W 后就可以推算出其余4个物理性质指标的数值 若设定了其中任意三个指标的数值也就可以反推出其余4个指标的数值 福建省建设工程质量安全监督总站 48 三 土的物理状态指标1 粘土的稠度粘性土随着含水量不断增加 土的状态变化为固态 半固态 可塑状态 液体状态 相应的地基土的承载力基本值会逐渐下降 因此 粘性土的物理特性可以用稠度表示 稠度表征粘性土在某一含水率下所具有的状态 是固态 是塑态 还是流 液态 它可以用土的几个物理状态指标来表示 如图 2 所示 福建省建设工程质量安全监督总站 49 粘性土从一种状态过渡到另外一种状态的分界含水量称为界限含水量 粘性土呈液态与塑态之间的分界含水量称为液限wL 粘性土呈塑态与半固态之间的分界含水量称为塑限wp 粘性土呈半固态与固态之间的分界含水量称为缩限wS 0wswPwL固态半固态塑态液态w 福建省建设工程质量安全监督总站 50 1 液限 WL 是粘土处于可塑状的上限含水率 所谓可塑是指土体在一定条件下 主要是含水率 当它受力时可发生变形 但又不产生裂缝 且当外力移去时 仍能保持既成的形状 如蜡在适当的温度下 即具有塑性 钢铁在高温下也具有塑性 碟式液限仪测定法 将调成糊状的试样装在碟内 刮平表面 用特制开槽器将土样划开 形成V型槽 以每秒两转的速度转动手柄 使碟子反复起落 坠击底座 当击数为25次 V型槽合拢长度为13mm时 试样的含水量即为液限wL 福建省建设工程质量安全监督总站 51 2 塑限 Wp 是粘土处于可塑状态的下限含水率 当含水率降低至塑限以下后 土就不再具有塑性 土的液 塑限可用液 塑限联合测定仪测定 国外多用碟式仪测定液限 液限有两种 分别对应于落锥深度10mm 与17mm时的含水率 后者指标与碟式仪测出的结果相对应 但前者在我国应用历史很长 大多数规范指的是前者 这一点请大家在应用时提起重视 滚搓法 用手将天然湿度的土样搓成小圆球 球径小于10mm 放置在毛玻璃板上 再用手掌搓滚成细条 当土条搓到直径3mm时 恰好产生裂缝并开始断裂 则此时土条的含水量即为塑限Wp 若土条搓不到直径3mm就已经有裂缝 说明土样的含水量小于塑限 则须加少量水调匀后再搓条 福建省建设工程质量安全监督总站 52 液 塑限联合测定法 测定时 将土调成不同含水量的试样 制备3份不同稠度的试样 试样的含水量分别为接近液限 塑限和两者的中间状态 先后分别装满盛土杯 刮平杯口表面 将76g质量的圆锥仪放在试样表面中心 使其在重力作用下徐徐沉试样 测定圆锥仪在5s时下沉的深度和相应的含水量 然后以含水量为横坐标 圆锥下沉深度为纵坐标 绘于双对数坐标纸上 将测得的3点连成直线 由含水量与圆锥下沉深度关系曲线上 查出下沉10mm对应的含水量即为10mm液限wL 查得下沉17mm对应的含水量为17mm液限wL 下沉2mm对应的含水量即为塑限wP 福建省建设工程质量安全监督总站 53 3 缩限 Wn 土的缩限是指饱和黏质土的含水率减少至土体体积不再变化时的界限含水率 当含水率小于这个界限时 土呈固体状态 若继续减少土中水分 则体积不再收缩 土的缩限应按下式计算 准确至0 1 缩限wn 主要用收缩皿法测定 福建省建设工程质量安全监督总站 54 4 塑性指数 Ip 塑性指数Ip 粘性土与粉土的液限与塑限的差值 即塑性上 下限两个界限含水率之差 去掉百分数 称为塑性指数 表明细颗粒土体处于可塑状态下 含水量变化的最大取间 土粒愈细 粘粒含量愈多 其比表面积也愈大 与水作用和进行交换的机会愈多 塑性指数Ip也愈大 Ip越大 表明土能吸附结合水越多 并仍处于可塑状态 亦即该土粘粒含量高或矿物成分吸水能力强 在工程中 用塑性指数作为粘性土与粉土的定名标准 Ip WL Wp塑性指数一直被认为是代表粘土的塑性性能较为理想的指标 因此长期以来不少国家都把它作为粘性土分类的一个重要依据 福建省建设工程质量安全监督总站 55 5 液性指数 IL 液性指数IL 又称相对稠度 是用土的含水量与塑限之差除以塑性指数 反映粘性土天然状态的软硬程度 液性指数IL在建筑工程中可作为确定粘性土承载力的重要指标 根据液性指数的大小 将粘性土划分为5种状态 如下表所示 注 当用静力触探探头阻力或标准贯人试验锤击数判定粘性土的状态时 可根据当地经验确定 福建省建设工程质量安全监督总站 56 2 砂土密实度工程中通常用相对密实度的指标表示砂土的密实程度 式中 e 砂土的天然孔隙比emax 最大孔隙比 即砂土最松状态时的孔隙比emin 最小孔隙比 即砂土最密实状态时的孔隙比最大孔隙比和最小孔隙比可通过砂土的相对密实度试验求得 砂土的松密标准规定 Dr 1 3时砂土是疏松的1 3 Dr 2 3时砂土是中密的Dr 2 3时砂土是密实的一般填方工程 要求砂土达到中密状态 福建省建设工程质量安全监督总站 57 3 压实填土现场质量检验击实试验测定土的最大干密度只是模拟工地现场压实的一种试验方法 大型及重要填方工程还需要通过工地现场压实试验来校核干密度和含水量的关系 并确定碾压机械 铺土厚度 碾压遍数等施工参数 一般情况下填土的现场质量检验参数是压实系数 dmax 由击实试验测定或设计方提出要求注意 土工试验方法标准 给出四种密度试验方法 环刀法 蜡封法 灌水法和灌砂法 城镇道路施工与质量验收规范 只给出环刀法 灌水法和灌砂法三种检验方法 福建省建设工程质量安全监督总站 58 碎石或卵石的现场干密度也可用试坑灌水法测定 还可以利用核子密度计 贯入仪或钢筋贯入检验等简易工具检验填土质量 但必须首先通过现场试验 在达到设计要求的压实系数的试验区内 测得相对应的参数 然后再以此作为控制施工压实系数的标准 福建省建设工程质量安全监督总站 59 按福建省建筑地基基础勘察设计规范 一般工程压实系数为 c 0 9 0 96按原国标 土方与爆破工程施工及验收规范 一般工程压实系数为 c 0 9 且设计干密度 实测最小干密度 0 08g cm3 不合格率 10 并且不合格点不允许集中分布 土的现场干密度 一般用环刀法测定 每层填土检验点密度 室内一般为每100 50 一组 基坑每20 50m3一组 基槽20 50m一组 场地平整400 900 一组 应有一个检验点 福建省建设工程质量安全监督总站 60 简易土工试验 节选 福建省建设工程质量安全监督总站 61 城镇道路工程施工与质量验收规范 CJJ1 2008 第6 1 4条规定 施工前 应根据工程地质勘察报告 对路基土进行天然含水量 液限 塑限 标准击实 CBR试验 必要时应做颗粒分析 有机质含量 易溶盐含量 冻膨胀和膨胀量等试验 依据工程需要按现行国家标准 土工试验方法标准 GB T50123的规定 福建省建设工程质量安全监督总站 62 土方路基 路床 主要检验项目 压实度检验用环刀法 灌砂法 灌水法检测 每1000m2每层1组 3点 弯沉值检测每车道 每20m测1点 检测结果符合设计要求 平整度检测路面宽度 9m 检测1幅 路面宽度9 15m 检测2幅 路面宽度 15m 检测3幅 用3m直尺检测 每20m用3m直尺和塞尺连续量取两尺 取最大值 其中的压实度和弯沉值两项内容是土方路基 路床 质量检验的主控项目 是质量监控的重点 主控项目得合格率是100 福建省建设工程质量安全监督总站 63 现场密度检测方法的适用范围 环刀法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度测试 但对无机结合料稳定细粒土 其龄期不宜超过2d 且宜用于施工过程中的压实度检验 灌砂法适用于在现场测定基层 或底基层 砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度 也适用于沥青表面处治 沥青贯入式面层的密度和压实度检测 但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙的压实度检测 灌水法适用于粗粒土 大孔洞和大孔隙的密度检测 福建省建设工程质量安全监督总站 64 路基压实度标准 福建省建设工程质量安全监督总站 65 3试样制备和饱和3 1试样制备3 1 1本试验方法适用于颗粒粒径小于60mm的原状土和扰动土 3 1 2根据力学性质试验项目要求 原状土样同一组试样间密度的允许差值为0 03g cm3 扰动土样同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于 0 01g cm3 一组试样的含水率与要求的含水率之差不得大于 1 3 1 3试样制备所需的主要仪器设备 应符合下列规定 1细筛 孔径0 5mm 2mm 2洗筛 孔径0 075mm 3台秤和天平 称量10kg 最小分度值5g 称量5000g 最小分度值1g 称量1000 最小分度值0 5g 称量500g 最小分度值0 1g 称量200g 最小分度值0 01g 4环刀 不锈钢材料制成 内径61 8mm和79 8mm 高20mm 内径61 8mm 高40mm 5击样器 如图3 1 3 1所示 6压样器 如图3 1 3 2所示 7抽气设备 应附真空表和真空缸 8其他 包括切土刀 钢丝锯 碎土工具 烘箱 保湿缸 喷水设备等 福建省建设工程质量安全监督总站 66 福建省建设工程质量安全监督总站 67 3 1 4原状土试样制备 应按下列步骤进行 1将土样筒按标明的上下方向放置 剥去蜡封和胶带 开启土样筒取出土样 检查土样结构 当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时 不应制备力学性质试验的试样 2根据试验要求用环刀切取试样时 应在环刀内壁涂一薄层凡士林 刃口向下放在土样上 将环刀垂直下压 并用切土刀沿环刀外侧切削土样 边压边削至土样高出环刀 根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样 擦净环刀外壁 称环刀和土的总质量 3从余土中取代表性试样测定含水率 比重 颗粒分析 界限含水率等项试验的取样 应按本标准第3 1 5条2款步骤的规定进行 4切削试样时 应对土样的层次 气味 颜色 夹杂物 裂缝和均匀性进行描述 对低塑性和高灵敏度的软土 制样时不得扰动 3 1 5扰动土试样的备样 应按下列步骤进行 1将土样从土样筒或包装袋中取出 对土样的颜色 气味 夹杂物和土类及均匀程度进行描述 并将土样切成碎块 拌和均匀 取代表性土样测定含水率 福建省建设工程质量安全监督总站 68 2对均质和含有机质的土样 宜采用天然含水率状态下代表性土样 供颗粒分析 界限含水率试验 对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样 置于通风处凉干至可碾散为止 对砂土和进行比重试验的土样宜在105 110 温度下烘干 对有机质含量超过5 的土 含石膏和硫酸盐的土 应在65 70 温度下烘干 3将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散 对不含砂和砾的土样 可用碎土器碾散碎 土器不得将土粒破碎 4对分散后的粗粒土和细粒土 应按本标准表B 0 1的要求过筛 对含细粒土的砾质土 应先用水浸泡并充分搅拌 使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛 3 1 6扰动土试样的制样 应按下列步骤进行 1试样的数量视试验项目而定 应有备用试样1 2个 2将碾散的风干土样通过孔径2mm或5mm的筛 取筛下足够试验用的土样 充分拌匀 测定风干含水率 装入保湿缸或塑料袋内备用 3根据试验所需的土量与含水率 制备试样所需的加水量应按下式计算 福建省建设工程质量安全监督总站 69 4称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内 将水均匀喷洒于土样上 充分拌匀后装入盛土容器内盖紧 润湿一昼夜 砂土的润湿时间可酌减 5测定润湿土样不同位置处的含水率 不应少于两点 含水率差值应符合本标准第3 1 2条的规定 6根据环刀容积及所需的干密度 制样所需的湿土量应按下式计算 福建省建设工程质量安全监督总站 70 7扰动土制样可采用击样法和压样法 1 击样法 将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的击样器内 击实到所需密度 2 压样法 将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的压样器内 以静压力通过活塞将土样压紧到所需密度 8取出带有试样的环刀 称环刀和试样总质量 对不需要饱和 且不立即进行试验的试样 应存放在保湿器内备用 福建省建设工程质量安全监督总站 71 4含水率试验4 0 1本试验方法适用于粗粒土 细粒土 有机质土和冻土 4 0 2本试验所用的主要仪器设备 应符合下列规定 1电热烘箱 应能控制温度为105 110 2天平 称量200g 最小分度值0 01g 称量1000g 最小分度值0 1g 4 0 3含水率试验 应按下列步骤进行 1取具有代表性试样10 30g或用环刀中的试样 有机质土 砂类土和整体状构造冻土为50g 放入称量盒内 盖上盒盖 称盒加湿土质量 准确至0 01g 2打开盒盖 将盒置于烘箱内 在105 110 的恒温下烘至恒量 烘干时间对粘土 粉土不得少于8h 对砂土不得少于6h 对含有机质超过干土质量5 的土 应将温度控制在65 70 的恒温下烘至恒量 3将称量盒从烘箱中取出 盖上盒盖 放入干燥容器内冷却至室温 称盒加干土质量 准确至0 01g 福建省建设工程质量安全监督总站 72 4 0 4试样的含水率 应按下式计算 准确至0 1 4 0 5对层状和网状构造的冻土含水率试验应按下列步骤进行 用四分法切取200 500g试样 视冻土结构均匀程度而定 结构均匀少取 反之多取 放入搪瓷盘中 称盘和试样质量 准确至0 1g 待冻土试样融化后 调成均匀糊状 土太湿时 多余的水分让其自然蒸发或用吸球吸出 但不得将土粒带出 土太干时 可适当加水 称土糊和盘质量 准确至0 1g 从糊状土中取样测定含水率 其试验步骤和计算按本标准第4 0 3 4 0 4条进行 福建省建设工程质量安全监督总站 73 4 0 6层状和网状冻土的含水率 应按下式计算 准确至0 1 4 0 7本试验必须对两个试样进行平行测定 测定的差值 当含水率小于40 时为1 当含水率等于大于40 时为2 对层状和网状构造的冻土不大于3 取两个测值的平均值 以百分数表示 4 0 8含水率试验的记录格式见附录D表D 1 福建省建设工程质量安全监督总站 74 5密度试验5 1环刀法5 1 1本试验方法适用于细粒土 5 1 2本试验所用的主要仪器设备 应符合下列规定 1环刀 内径61 8mm和79 8mm 高度20m 2天平 称量500g 最小分度值0 1g 称量200g 最小分度值0 01g 5 1 3环刀法测定密度 应按本标准第3 1 4条2款的步骤进行 5 1 4试样的湿密度 应按下式计算 5 1 6本试验应进行两次平行测定 两次测定的差值不得大于0 03g cm3 取两次测值的平均值 5 1 7环刀法试验的记录格式见附录D表 2 福建省建设工程质量安全监督总站 75 用环刀法检测时的注意事项 检测路基的频率每1000m2一次 检测数量按 规范 中的规定取样 为便于取土 在试验前 宜在环刀内壁涂抹少许油或凡士林 由于碾压土层的密度一般是从上到下减小的 在试验时 应将压实层表层浮动及不平整的部分铲去 达到一定深度 使环刀打下后 能达到要求的取土深度 但不得挠动下层土 样品取出后应密封 防止水分蒸发 避免影响检测结果 填写委托单时必须填清楚工程名称 委托单位 施工单位 代表起止桩号 每个测点的桩号及部位 击实指标 设计或标准要求达到的压实度等信息 福建省建设工程质量安全监督总站 76 5 3灌水法5 3 1本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度 5 3 2本试验所用的主要仪器设备 应符合下列规定 1储水筒 直径应均匀 并附有刻度及出水管 2台秤 称量50kg 最小分度值10g 5 3 3灌水法试验 应按下列步骤进行 1根据试样最大粒径 确定试坑尺寸见表5 3 3 2将选定试验处的试坑地面整平 除去表面松散的土层 3按确定的试坑直径划出坑口轮廓线 在轮廓线内下挖至要求深度 边挖边将坑内的试样装入盛土容器内 称试样质量 准确到10g 并应测定试样的含水率 福建省建设工程质量安全监督总站 77 4试坑挖好后 放上相应尺寸的套环 用水准尺找平 将大于试坑容积的塑料薄膜袋平铺于坑内 翻过套环压住薄膜四周 5记录储水筒内初始水位高度 拧开储水筒出水管开关 将水缓慢注入塑料薄膜袋中 当袋内水面接近套环边缘时 将水流调小 直至袋内水面与套环边缘齐平时关闭出水管 持续3 5min 记录储水筒内水位高度 当袋内出现水面下降时 应另取塑料薄膜袋重做试验 5 3 4试坑的体积 应按下式计算 福建省建设工程质量安全监督总站 78 5 3 5试样的密度 应按下式计算 5 3 6灌水法试验的记录格式见附录D表D 4 福建省建设工程质量安全监督总站 79 用灌水法检测时的注意事项 检测频率每1000m2一次 检测数量按 规范 中的规定取样 试坑挖好后 放上相应尺寸的套环 用水准尺找平 将大于试坑容积的塑料薄膜袋平铺于坑内 翻过套环压住薄膜四周 记录储水筒内初始水位高度 拧开储水筒出水管开关 将水缓慢注入塑料薄膜袋中 当袋内水面接近套环边缘时 将水流调小 直至袋内水面与套环边缘齐平时关闭水管 持续3 5min 记录储水筒内水位高度 当袋内出现水面下降时 应另取塑料薄膜袋重做试验 福建省建设工程质量安全监督总站 80 5 4灌砂法5 4 1本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度 5 4 2本试验所用的主要仪器设备 应符合下列规定 1密度测定器 由容砂瓶 灌砂漏斗和底盘组成 图5 4 2 灌砂漏斗高135mm 直径165mm 尾部有孔径为13mm的圆柱形阀门 容砂瓶容积为4L 容砂瓶和灌砂漏斗之间用螺纹接头联接 底盘承托灌砂漏斗和容砂瓶 福建省建设工程质量安全监督总站 81 2天平 称量10kg 最小分度值5g 称量500g 最小分度值0 1g 5 4 3标准砂密度的测定 应按下列步骤进行 1标准砂应清洗洁净 粒径宜选用0 25 0 50mm 密度宜选用1 47 1 61g cm3 2组装容砂瓶与灌砂漏斗 螺纹联接处应旋紧 称其质量 3将密度测定器竖立 灌砂漏斗口向上 关阀门 向灌砂漏斗中注满标准砂 打开阀门使灌砂漏斗内的标准砂漏入容砂瓶内 继续向漏斗内注砂漏入瓶内 当砂停止流动时迅速关闭阀门 倒掉漏斗内多余的砂 称容砂瓶 灌砂漏斗和标准砂的总质量 准确至5g 试验中应避免震动 4倒出容砂瓶内的标准砂 通过漏斗向容砂瓶内注水至水面高出阀门关阀门 倒掉漏斗中多余的水 称容砂瓶 漏斗和水的总质量准确到5g 并测定水温 准确到0 5 重复测定3次 3次测值之间的差值不得大于3mL 取3次测值的平均值 5 4 4容砂瓶的容积 应按下式计算 福建省建设工程质量安全监督总站 82 福建省建设工程质量安全监督总站 83 5 4 5标准砂的密度 应按下式计算 5 4 6灌砂法试验 应按下列步骤进行 1按本标准第5 3 3条1款的步骤挖好规定的试坑尺寸 并称试样质量 2向容砂瓶内注满砂 关阀门 称容砂瓶 漏斗和砂的总质量 准确至0 1g 3将密度测定器倒置 容砂瓶向上 于挖好的坑口上 打开阀门 使砂注入试坑 在注砂过程中不应震动 当砂注满试坑时关闭阀门 称容砂瓶 漏斗和余砂的总质量 准确至10g 并计算注满试坑所用的标准砂质量 5 4 7试样的密度 应按下式计算 福建省建设工程质量安全监督总站 84 5 4 9灌砂法试验的记录格式见附录D表D 5 福建省建设工程质量安全监督总站 85 用灌砂法检测时的注意事项 检测频率每1000m2一次 检测数量按 规范 中的规定取样 当集料的最大粒径小于15mm 测定层的厚度不超过150mm时 宜采用 100mm的小型灌砂筒测试 当集料的粒径大于或等于15mm 但不大于40mm 测定层厚度超过150mm 但不超过200mm时 应用 150mm的大型灌砂筒测试 灌砂试验前 应对标准砂的密度和锥体质量进行标定 挖坑时 试坑应周壁竖直 避免出现上大下小或上小下大的情形 否则 检测密度偏大或偏小 样品取出后应密封 防止水分蒸发 避免影响检测结果 填写委托单时必须填清楚工程名称 委托单位 施工单位 代表起止桩号 每个测点的桩号及部位 击实指标 设计或标准要求达到的压实度等信息 福建省建设工程质量安全监督总站 86 8界限含水率试验 8 1液 塑限联合测定法8 1 1本试验方法适用于粒径小于0 5mm以及有机质含量不大于试样总质量5 的土 8 1 2本试验所用的主要仪器设备 应符合下列规定 1液 塑限联合测定仪 图8 1 2 包括带标尺的圆锥仪 电磁铁 显示屏 控制开