水电勘察初期一般土的分类及定名的探索与应用

钟 果，鄂 宇

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072）

水电勘察初期一般土的分类及定名的探索与应用

钟 果，鄂 宇

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072）

水电工程中对土的分类主要按国家标准《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）、《土的分类标准》（GBJ145－90）及电力行业标准《水电水利工程土工试验规程》（DL／T 5355－2006）等规范，其分类过于简短或繁复，不仅在勘察初期未进行系统室内试验的条件下不易定名分类，也不利于水电勘察初期对坝址区第四纪覆盖层的整体把握认识及对场地的工程特性及工程地质问题的判断。在实际应用中我公司地质专业曾采用过一套定名原则，但不系统且仍有不足之处，笔者在此基础上试图加以改进，以求探索一套水电勘察初期地质专业简便实用的初判手段对一般土进行分类定名。

水电勘察；土类定名；工程地质

1 研究背景

水电勘察中常需对工程区广泛分布的第四纪覆盖层作深入研究，特别在坝址区，不仅因河谷演化时期长、改造因素多样化而造成了河床覆盖层相对深厚，层次复杂；水电工程本身的特殊性也造成了需对大坝下的覆盖层地基作出相关工程地质问题的解答。因此，在勘探初期对钻孔取样的土层进行初判及分类划分显得尤为重要。如何围绕工程地质问题，在未进行系统室内试验的条件下，宏观把握坝区覆盖层总体特征，并能在简短的土类定名中得以体现，是有实际意义的。

2 现有规范对一般土的分类定名简述

《岩土工程勘察规范》（GB 50021－2001）中（以下简称国标）除对特殊类土的定名外，土的分类主要按粒径大小并结合颗粒级配划分，细颗粒土（粉土及黏性土）则加入塑性指数Ip参与定名划分。定名仅包含一种粒径级配，虽其颗粒质量百分比大于总质量的50%，但仍因所占比重有限，在工程中不能很好反映某些土的特性，例如碎石类土（见表1），仅能反映粒径大于200 mm的颗粒质量未超过总质量的50%，且大于20 mm的颗粒质量超过总质量50%的一类土，却不能反映该类土中其余部分组成，例如是另含有40%的粗砂还是40%的砾石，而这40%的粗砂或砾石对该土层的工程特性影响显然不尽相同。

表1 岩土工程勘察规范 碎石土的分类

《水电水利工程土工试验规程》（DL／T 5355－2006）（以下简称行业标准）为行业规范，且主要以试验为前提，因此其土的分类、代号及参数繁多，如对细粒土的分类用到了塑性指数Ip及液限WL（见表2）；而粗粒及巨粒类土则用到了多个百分比界限，如5%、15%、50%及75%等，另还有不均匀系数Cu和曲率系数Cc等参数，可见如未进行室内试验，在野外仅靠地质工程师现场判断，是很难对其划分的。另外，对细砂～砾砂的定名划分与国标差异较大，该规范主要关注砾或砂中细粒土（即粉粒和黏粒）的含量，而国标仍采取“过筛”的分类方式，主要考虑相对粒径较大的颗粒所占比重。所以该规范将砾和砂两个大类归为粗粒土，而国标则分别归为碎石土及砂土类。《土的分类标准》（GBJ145－90）（以下简称国家工程建设标准）同行业标准一样，总体将一般土分为巨粒、粗粒及细粒三类。判别方法与行业标准类似，其土名也有相同特点，即名称较为繁复，土名中作为后缀的有石、土、砾和砂四种，土还包含了粗粒类的如“漂石混合土”和细粒类的如“高液限黏土”两大类，容易产生混淆。

由上可见，国标定名反映不够细致，而行业标准定名需由试验确定且与国家工程建设标准一样定名繁复，这就难免使工作产生滞后性。而实际生产工作中需要在第一时间准确把握土层特性并对其定名，达到听其名便知其大致成分的目的，而不必去看繁臃的钻孔鉴定的详细内容，这样不仅便于工作的开展，也便于迅速对下一步勘探工作进行合理调整，由此看来，形成一套简便准确的定名原则，是有实际生产意义的。

表2 水电水利工程土工试验规程 细粒土的基本分类和定名

3 土的定名方式研究

我公司地质专业现仍采用一套内部定名法则，概括来讲，虽避免了上述两种命名的弊端，能较好的体现土体实际特征，却较为臃长，较典型的如含漂（块）卵（碎）砾石层、碎砾石土层等。此类定名法则仍有不足之处，如前者包括了土中所有出现过的粒组，却难以表明各自所占比例，采用的仅是按粒径排序的定名原则，甚至同级配下漂石和块石的相对比例及卵石和碎石的比例也不能确定；后者为2个粒组范围，却因名称后的“土”造成一定歧义，不知到底是“土”占的比例较大还是原意为宏观的土层定名。

笔者认为，为了较为准确明了的定名土的名称，综合以上几种土类命名方法、方式并加以改进，以符合水电勘察中地质专业的实际生产需求是较为合适的，经比较研究，总结出以下定名原则：

针对水电工程勘察的地质工作，因砂土在地震环境下可能存在液化，被归为不良地基，所以取国标中的分类模式较为合理，即把行业标准中工程特性相近的巨粒类和砾类土合并为一类，其粒径划分标准仍按国家工程建设标准中的粒组划分原则（即2～6原则，不再赘述）。一般土的粒组分为三个大类：石、砂及土类，分别对应国标中的碎石土、砂土及粉土和黏性土类。土类定名总体也分为上述三个大类，采取前缀＋土类的方式，这样三类工程地质特性均有明显差异的土可通过名称迅速得以判别。

3.1 石类定名原则

（1）石类定名一般为一级级配＋石（情况1）或两级级配＋石（情况2）的定名方式，特殊情况下为三级级配＋石的定名方式（情况3）。首先参与定名的级配组仍采取国标的原则，即颗粒级配由大到小先满足颗粒质量超过总质量50%者为第一级级配颗粒的定名，位置靠后在大类之前。

（2）第二级级配定名原则为，除去已参与定名的第一级颗粒，级配质量百分比最高的颗粒（如另两级相等则取较大级配组）质量百分比为0～15%则不参与定名，此时土类定名为情况1，如质量百分比为15%～30%，则参与定名，在一级级配之前，加含字，此时为情况2。如质量百分比为30%～50%，则参与定名，在一级级配之前，此时同样为情况2。

（3）如除去已参与定名的第一级级配颗粒，另还有两组级配颗粒含量均超过30%，则采用三级级配定名，颗粒由大至小排列，此时为情况3。如果另两组级配颗粒含量均在15%～30%，则仅较大级配组参与定名，加含字，此时为情况2。

（4）漂块、卵碎两组按其磨圆程度仅选其一参与定名，原则为含量较高者。砾石粒径较小，圆砾和角砾不参与定名，可见于详细描述当中。

3.2 砂类定名原则

（1）砂类定名，一般为一级级配定名，同样按国标原则确定，若为二级级配定名，则表示该段砂层不均一，且不易划分为多个一级级配＋砂的层次，例如中粗砂或中细砂。

（2）质量百分比最大的前两位级配如分属石类和砂类，即为跨层次定名，同样按国标原则先确定大类，如果为石类，且砂类百分比大于30%，则统一定名砂＋首先满足质量百分比大于50%的粒径级配名称；如果为石类，且砂类百分比为15%～30%，则统一定名含砂＋首先满足质量百分比大于50%的粒径级配名称，否则按石类定名原则定名；如果为砂类，则按国标的砂土分类定名，即统称砾砂。

3.3 土类定名原则

（1）土类定名分为粉土、粉质黏土及黏土，定义均同国标，砂土类跨层次定名仅有砂质粉土，定义同国标粉砂。

下面以举例的方式说明较复杂的石类定名（见表3，省略漂石及卵石）：

表3 石类定名

4 结 论

按以上定名方式，仅从定名末的石、砂或土即可得出土层颗粒级配的总体认识，参与定名的1～3个级配的颗粒质量百分比一般在60%～70%以上，多则能达80%以上，能较好的反映土层的综合情况，且从土层定名当中可较为准确的获知含量百分比最高的几类级配颗粒的含量排序关系和大致含量范围，而名称也相对简短。细粒的砂及土类实际工作中一般粒径相对较均一，从整体粒径大小已经可以获知其性状，故勘察初期定名相对简单，也基本能满足生产需要，而如需获得详细参数或最终的准确定名，则仍须通过后期试验数据加以判断或修正。

［1］岩土工程勘察规范（GB 50021－2001）［S］.中国建筑工业出版社，2009.

［2］水电水利工程土工试验规程（DL／T 5355－2006）［S］.中国电力出版社，2009.

P642.1

B

1003－9805（2015）01－0037－03

2014－11－17

钟 果（1983－），男，四川成都人，工程师，研究方向：工程地质。