土工試驗(yàn)成果在巖土工程勘察中應(yīng)用的常見問題與策略分析

施虹

摘 要：土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的重要組成部分，能夠?yàn)榻ㄖこ淘O(shè)計(jì)、施工提供數(shù)據(jù)參數(shù)信息，其試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性關(guān)系著整個(gè)工程的施工質(zhì)量安全。所以，試驗(yàn)人員在試驗(yàn)過程中必須要本著負(fù)責(zé)的態(tài)度，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)校審、分析，解決可能出現(xiàn)的各種問題，真實(shí)反映工程性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：土工試驗(yàn)；巖土工程；成果

1.土工試驗(yàn)成果的組成與作用

1.1土工試驗(yàn)成果表組成

土工試驗(yàn)成果表由報(bào)告提交時(shí)間、工程編號、工程名稱，試驗(yàn)土樣的含水率、密度、比重以及顆粒組成、界限含水率、界限系數(shù)、固結(jié)孔隙比、壓縮系數(shù)、壓縮模量、剪切指標(biāo)（c、φ值）等組成。

1.2土工試驗(yàn)成果表的作用

土工試驗(yàn)成果表中工程名稱和提交日期在與巖土工程勘察報(bào)告配合下能夠?yàn)榻ㄔO(shè)單位提供相關(guān)準(zhǔn)確的工程信息；鉆孔編號與平面布置圖、巖土工程勘察報(bào)告中勘探點(diǎn)一覽表是相對應(yīng)的，便于施工圖審查以及設(shè)計(jì)對應(yīng)查找原始數(shù)據(jù)；顆粒組成與界限系數(shù)顯示本場地所揭露地層砂類土的級配情況及土的粒度組成分布，通過數(shù)據(jù)表明土中所含各粒組的含量，以此反映土的性質(zhì)，對粗粒土的分類定名、對水位以下飽和粉土液化的判定提供了有力依據(jù)。固結(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為巖土工程工程勘察報(bào)告中計(jì)算沉降、變形提供相關(guān)原始數(shù)據(jù)，提供各土層的承載力，如果有基坑開挖和再加荷的影響時(shí)，還應(yīng)提供土的壓縮指數(shù)和回彈指數(shù)。通過剪切試驗(yàn)測定細(xì)粒土的抗剪強(qiáng)度，提供c、φ值為基坑開挖與支護(hù)提供設(shè)計(jì)參數(shù)。

2.土工試驗(yàn)成果在巖土工程勘察應(yīng)用中的常見問題

2.1含水率、天然密度和比重

土工試驗(yàn)中天然密度主要受其礦物成分及密實(shí)狀態(tài)影響，比重主要由礦物成分決定，而含水率是最不穩(wěn)定的，其中面臨的問題有以下幾點(diǎn)：①選樣缺乏合理性。接近樣皮的部分會(huì)出現(xiàn)水分流失現(xiàn)象，滲流也會(huì)導(dǎo)致各個(gè)部位含水量存在差異，所以要選取中間段代表性強(qiáng)的土體。②烘干時(shí)間及溫度的控制有失。根據(jù)土工試驗(yàn)規(guī)范取代表性試樣15～30g，在105～110℃下黏土、粉土不少于8h，砂土不少于6h。實(shí)際操作中，取土重量往往大于30g，若烘干時(shí)間依然不變就會(huì)出現(xiàn)烘干不透的現(xiàn)象，導(dǎo)致含水率最終結(jié)果不準(zhǔn)確。③來樣失真。在取樣、運(yùn)輸過程中造成擾動(dòng)較為顯著，土樣已經(jīng)受損無法替代原始狀態(tài)。④環(huán)刀切樣不規(guī)范。沒有削去四周多余的土體，切樣方向沒有保證垂直度及環(huán)刀表面沒有凡士林等。

2.2界限含水率

在工程施工建設(shè)過程中，通過液限、塑限對塑性指數(shù)、液性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算及對細(xì)粒土地基承載力進(jìn)行評估。使用液性指數(shù)（IL）來判定土的物理狀態(tài)，當(dāng)IL>1.0時(shí)，只能說是土被破壞了天然狀態(tài)呈流塑狀態(tài)，但對結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的土，由于具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在含水率很高的天然狀態(tài)下，這種土可能并不呈流塑狀態(tài)。

2.3抗剪強(qiáng)度

土的抗剪強(qiáng)度測試主要包括直剪、三軸壓縮、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度三種試驗(yàn)方法。粘聚力c和內(nèi)摩擦角φ為抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，c、φ的測定受很多因素的影響，如試驗(yàn)時(shí)的排水條件、剪切速率、試樣的受壓歷史、使用的儀器類型和操作方法不同都會(huì)影響結(jié)果。此外，當(dāng)土樣的取樣、運(yùn)送及切樣的過程中造成的擾動(dòng)對試驗(yàn)結(jié)果也是有很大的影響，針對飽和軟黏土的檢測，也可運(yùn)用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)獲得抗剪強(qiáng)度。

2.4壓縮系數(shù)和壓縮模量

壓縮系數(shù)和壓縮模量大小反映了土的壓縮性高低，在評價(jià)地基的工程性質(zhì)及具體計(jì)算建筑物的沉降中，都使用到該指標(biāo)。試驗(yàn)過程中加荷范圍及加荷級數(shù)應(yīng)充分考慮前期應(yīng)力發(fā)展、上覆壓力、設(shè)計(jì)荷載、卸荷等各方面因素。如果只是簡單的以50kPa，100kPa，200kPa等壓力為主，就會(huì)導(dǎo)致最終呈現(xiàn)的壓縮曲線無法真實(shí)體現(xiàn)土體力學(xué)狀態(tài)及滿足工程的實(shí)際需要。

3.解決巖土工程勘察土工試驗(yàn)中的問題

3.1規(guī)范土工試驗(yàn)樣本采集

在土工試驗(yàn)中規(guī)范土工試驗(yàn)樣本采集對試驗(yàn)結(jié)果有著重要影響。在巖土樣本采集時(shí)，先利用銷土刀將斷面修理平整，切莫隨意進(jìn)行采樣。接著，根據(jù)樣本的顏色、軟硬度等來初步估算巖土物理學(xué)性質(zhì)。在室內(nèi)開展巖土試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該對巖土樣本物理特性進(jìn)行細(xì)致描繪。

3.2加強(qiáng)設(shè)備采購質(zhì)量的控制以及對設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量的管控

土工試驗(yàn)所產(chǎn)生的結(jié)果對巖土工程勘察有著重要的意義，由于土工試驗(yàn)中出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題，工商管理部門需要加大監(jiān)管力度。從設(shè)備生產(chǎn)廠家、試驗(yàn)室等幾方面入手，杜絕不達(dá)標(biāo)、不合格設(shè)備的生產(chǎn)與使用，可以構(gòu)建一套土工試驗(yàn)管理規(guī)范。

3.3加強(qiáng)試驗(yàn)人員對土工試驗(yàn)的重要性的認(rèn)識(shí)，提高試驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)性

對試驗(yàn)人員加大教育、宣傳力度，強(qiáng)化他們的安全意識(shí)，讓他們意識(shí)到土工試驗(yàn)在整個(gè)巖土勘察，甚至是整個(gè)建筑工程施工中的重要作用。單位可以定期組織相關(guān)試驗(yàn)操作人員開展試驗(yàn)交流會(huì)，并邀請同行業(yè)的工作人員出席，共同探討土工試驗(yàn)問題。此外，單位還可以給予更多土工試驗(yàn)操作人員培訓(xùn)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，使他們認(rèn)識(shí)到自身工作中存在的問題，并加以改進(jìn)，提高自身工作質(zhì)量和效率，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.結(jié)語

總而言之，土工試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性在巖土工程勘察中有著非常重要的作用，特別是對于那些地質(zhì)條件比較復(fù)雜等各項(xiàng)工程來說，作用更大，必須要通過試驗(yàn)為工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參數(shù)，以此提高工程建設(shè)質(zhì)量。但試驗(yàn)極易受到地質(zhì)條件、采樣規(guī)范性等各方面因素的影響，產(chǎn)生的誤差也比較大，這就要求試驗(yàn)操作人員重視試驗(yàn)采樣工作、不斷地規(guī)范自身操作行為，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。