土工試驗(yàn)中存在的一些問題及建議

摘 要：土工試驗(yàn)是關(guān)系到工程勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量與工程安全的關(guān)鍵基礎(chǔ)之一，是我國工程勘察質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)。因此，要想確保其土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，就要明白當(dāng)前土工試驗(yàn)中常見的一些問題，并在試驗(yàn)過程中避免這些問題的發(fā)生。本文分析了土工試驗(yàn)中存在的一些問題，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：土工試驗(yàn) 設(shè)備 取樣

一、儀器設(shè)備問題

土工試驗(yàn)儀器設(shè)備問題主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（1）設(shè)備的老化。從我國目前的情況來看，我國部分項(xiàng)目中的土工試驗(yàn)室里使用的儀器設(shè)備更新速度慢，一些甚至出現(xiàn)了嚴(yán)重的老化問題，這些設(shè)備已經(jīng)不具備精準(zhǔn)的檢測(cè)功能，進(jìn)而使得檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。（2）儀器設(shè)備的計(jì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下試驗(yàn)儀器設(shè)備每年都應(yīng)當(dāng)開展計(jì)量認(rèn)證工作，但是這樣工作的進(jìn)行需要投入一定的資金，部分小型的土工試驗(yàn)室來講，為了節(jié)省費(fèi)用沒有進(jìn)這一項(xiàng)工作；還有一些企業(yè)由于工程量大，儀器設(shè)備常常處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，更沒有空閑去接受計(jì)量認(rèn)證，為了獲取計(jì)量合格證甚至通常一些非常規(guī)手段，從而使得數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性大大降低。

根據(jù)上述情況來講，土工試驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)做好試驗(yàn)時(shí)儀器設(shè)備管理，投入一定的維護(hù)管理資金，保證儀器設(shè)備能夠正常開展計(jì)量認(rèn)證和維護(hù)工作，減少儀器設(shè)備帶病作業(yè)和超負(fù)荷作業(yè)。同時(shí)對(duì)于一些已經(jīng)更不上時(shí)代需求和嚴(yán)重老化的儀器設(shè)備進(jìn)行淘汰，購進(jìn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的正規(guī)、質(zhì)量較好的儀器設(shè)備，這樣既能保證試驗(yàn)質(zhì)量又能減輕試驗(yàn)人員的工作強(qiáng)度。

二、人員素質(zhì)問題

土工試驗(yàn)室人員主要有兩部分，一部分是技術(shù)負(fù)責(zé)人，另一部分是土工試驗(yàn)操作人員。通常大型的正規(guī)工程勘察設(shè)計(jì)單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人都具備較高的素質(zhì)，他們畢業(yè)于專門的院校，掌握了良好的土工試驗(yàn)理論基礎(chǔ)，并且具備相應(yīng)的資質(zhì)。但是市場(chǎng)上部分小實(shí)驗(yàn)室的工作人員并不是相關(guān)專業(yè)出身，沒有很好的理論基礎(chǔ)，他們對(duì)于相關(guān)的試驗(yàn)不熟悉，并且在大量的試驗(yàn)工作下沒有及時(shí)的接受培訓(xùn)，操作相當(dāng)不規(guī)范，嚴(yán)重影響了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

為此我們需要通過以下方式來提升試驗(yàn)人員素質(zhì)，規(guī)范試驗(yàn)操作：一是提高實(shí)驗(yàn)人員的進(jìn)行門檻，對(duì)于一些沒有相應(yīng)專業(yè)理論知識(shí)和資質(zhì)的人員要嚴(yán)格篩選；二是要加強(qiáng)在職人員的培訓(xùn)工作，通過及時(shí)的、定期的開展土工試驗(yàn)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和最新知識(shí)的培訓(xùn)來提高在職人員的理論水平，同時(shí)通過一對(duì)一的師帶徒的培訓(xùn)方式進(jìn)行實(shí)踐操作的培訓(xùn)，提高實(shí)操水平。三是要加強(qiáng)土工試驗(yàn)相關(guān)人員的工作責(zé)任心，將其工作的完成情況與績(jī)效進(jìn)行掛鉤從而激勵(lì)其自主學(xué)習(xí)、積極研究新試驗(yàn)方法的進(jìn)取心和工作中認(rèn)知負(fù)責(zé)的態(tài)度。

三、試驗(yàn)方法問題

我國大量土工試驗(yàn)工作者在長(zhǎng)期的工作中提出了各個(gè)各樣的試驗(yàn)方法，一些試驗(yàn)方法已經(jīng)被普遍認(rèn)可，并應(yīng)用于試驗(yàn)中，還有一些方法仍有待提升。特別是一些方法的適用情況差別較大，所以我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行操作，同時(shí)要根據(jù)具體情況來具體分析。如三軸試驗(yàn)中試樣的多級(jí)加荷剪切法的應(yīng)用范圍等。除了嚴(yán)格按照規(guī)范開展工作外，我們還應(yīng)當(dāng)致力于新的土工試驗(yàn)新方法的研究以提高試驗(yàn)的工作效率，比如開展袖珍貫入儀試驗(yàn)，非飽和土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)等等。這些研究能夠獲取大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)積累起來能夠大大提升土工試驗(yàn)效率。

采取恰當(dāng)?shù)耐凉ぴ囼?yàn)方式，并且針對(duì)相關(guān)巖土工程的參數(shù)進(jìn)行細(xì)致的測(cè)定，在試驗(yàn)開始之前需要明確土樣的類型和級(jí)別，加強(qiáng)土樣鑒別的實(shí)驗(yàn)操作，并且力求試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)和理論依據(jù)可以吻合，最大限度的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土樣的剪切條件進(jìn)行模擬，深入的分析土質(zhì)的滲透系數(shù)、壓縮參數(shù)以及抗剪強(qiáng)度參數(shù)等等，力求為工程開展提供有利的條件。

四、土工試驗(yàn)技術(shù)問題

1.取樣。土體取樣是土工試驗(yàn)的開端，因此必須打好基礎(chǔ)，特別對(duì)于軟土結(jié)構(gòu)要更加重視取樣工作。如果取樣時(shí)粗心大意一是會(huì)對(duì)土體造成較大的擾動(dòng)引發(fā)地質(zhì)問題，二是會(huì)破壞土體，使土體無法保持原始結(jié)構(gòu)和水分。正確的取樣方式是這樣的：（1）要保證環(huán)刀內(nèi)壁和試樣之間沒有間隙，并且用力應(yīng)當(dāng)均勻，垂直向下切，如果用力不均勻，就會(huì)導(dǎo)致土體的密度變出現(xiàn)間隙。（2）如果發(fā)現(xiàn)環(huán)刀表面試樣有大顆粒，要馬上將這些顆粒除掉，并且補(bǔ)上原狀土，如果是細(xì)粒土，因?yàn)榧?xì)顆粒中包含多種多樣的物質(zhì)，所以要用小刀把細(xì)顆粒挑出來。（3）對(duì)于部分對(duì)觸動(dòng)比較敏感的土體，千萬不能夠反復(fù)的進(jìn)行刮削活動(dòng)，而是要利用切土刀在其表面一刀切下來，減低對(duì)土體擾動(dòng)。

2.土的液限、塑限試驗(yàn)。土的液限、塑限是細(xì)粒土處于可塑狀態(tài)的上限和下限含水量。土的液限、塑限對(duì)于工程有著比較重要的實(shí)用意義，用它們可計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，按照塑性指數(shù)進(jìn)行土質(zhì)分類。測(cè)定土的液限、塑限，選取標(biāo)準(zhǔn)樣，對(duì)于含較多砂粒的土樣先采用篩分法確定砂粒含量，如試樣判定為砂土，則不必做液限、塑限試驗(yàn)，反之，則進(jìn)行試驗(yàn)確定土名。一般采用搓條法和液塑限聯(lián)合測(cè)定儀法，在試驗(yàn)中要注意減少人為誤差，尤其是搓條法，試驗(yàn)人員對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果影響較大，要注意試驗(yàn)人員的專業(yè)培訓(xùn)。

土的液塑限實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：（1）將備好的土樣攪拌均勻，分層裝入盛圖杯，壓密，使空氣逸出。 （2）測(cè)測(cè)錐入深度前，要使錐尖與土樣剛好接觸，錐體下落，5s時(shí)度數(shù)的錐入深度h1。改變錐尖與土的接觸位置，測(cè)得錐入深度h2，h1與h2允許誤差0.5mm，否則應(yīng)重做，取h1，h2平均值作為該點(diǎn)的錐入深度h。（3）測(cè)定其含水率前，要注意去掉錐尖處的凡士林，取10g以上的土樣兩個(gè)，計(jì)算含水率平均值ω。

3.無機(jī)結(jié)合料中水泥或石灰劑量的測(cè)定。無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料常用作路面基層材料，是在粉碎或原狀的土（或砂礫）中摻入一定量的無機(jī)膠結(jié)材料和適量的水，經(jīng)拌和、壓實(shí)與養(yǎng)生后，得到的具有較高后期強(qiáng)度，整體性和水穩(wěn)定性均較好的材料。根據(jù)基層材料的不同無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料分為穩(wěn)定土和穩(wěn)定砂礫。由于采用不同的無機(jī)膠結(jié)材料，其又可分為水泥穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類、綜合穩(wěn)定類、工業(yè)廢渣穩(wěn)定類（主要是石灰粉煤灰穩(wěn)定類）。穩(wěn)定類材料組成設(shè)計(jì)，也稱混合料設(shè)計(jì)，即根據(jù)對(duì)某種穩(wěn)定材料規(guī)定的技術(shù)要求，選擇合適的原材料、摻配用料（需要時(shí)），確定結(jié)合料的種類和劑量及混合料的最佳含水量。穩(wěn)定類材料組成設(shè)計(jì)是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分?；旌狭辖M成設(shè)計(jì)所要求達(dá)到的目標(biāo)是：滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，抗裂性達(dá)到最優(yōu)，且便于施工?；旌狭辖M成設(shè)計(jì)的基本原則是：結(jié)合料劑量合理、盡可能采用綜合穩(wěn)定以及集料應(yīng)有一定級(jí)配。結(jié)合料劑量太低不能形成半剛性材料，劑量太高則剛度太大，容易脆裂。采用綜合穩(wěn)定時(shí)，水泥可提高早期強(qiáng)度，石灰可使剛度不太大，摻入一定的粉煤灰可以降低收縮系數(shù)。集料的級(jí)配以集料靠攏而不緊密為原則，其空隙讓無機(jī)結(jié)合料填充，形成各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

中水泥和石灰的劑量，并可以用檢查拌和的均勻性。用于穩(wěn)定的土可以是細(xì)粒土，也可以是中粒土和粗粒土。本法不受水泥和石灰穩(wěn)定土齡期（7d以內(nèi)）的影響。工地水泥和石灰穩(wěn)定土含水量的少量變化，實(shí)際上不影響測(cè)定結(jié)果。用本法進(jìn)行一次劑量測(cè)定，只需10min左右。此法也可以用來測(cè)定水泥和石灰綜合穩(wěn)定土中結(jié)合料的劑量。

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