水利工程巖土試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)研究

廖宏 石立群 石立君

摘 要 為確保水利工程施工質(zhì)量，巖土試驗(yàn)檢測(cè)是極其重要的環(huán)節(jié)，檢測(cè)數(shù)據(jù)不僅是水利工程設(shè)計(jì)和施工方案的重要依據(jù)，同時(shí)也對(duì)整體施工質(zhì)量有直接影響，通過(guò)對(duì)地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)重要性的闡述，探討地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)的有效方法。

關(guān)鍵詞 水利工程;地基基礎(chǔ);巖土試驗(yàn)

1巖土試驗(yàn)檢測(cè)的基本概念

1.1 巖土試驗(yàn)檢測(cè)分類

地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)包括室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)兩個(gè)方面。室內(nèi)檢測(cè)是根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目要求，對(duì)檢驗(yàn)樣品進(jìn)行加工，使得樣品具有一定的外觀形狀便于試驗(yàn)，并通過(guò)模擬手段對(duì)樣品進(jìn)行物理檢測(cè)，得出科學(xué)的檢測(cè)結(jié)果。室內(nèi)檢測(cè)相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)最大優(yōu)勢(shì)就在于節(jié)省人力、物力以及時(shí)間，且不受客觀條件所限制，不過(guò)缺點(diǎn)也相當(dāng)明顯，即檢測(cè)過(guò)程和檢測(cè)結(jié)果沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)來(lái)得直觀。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)是直接在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)處于天然狀態(tài)的地基巖層進(jìn)行力學(xué)測(cè)試，從而確定巖土層的力學(xué)參數(shù)及性質(zhì)，因此又被稱作原位測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)主要包括荷載試驗(yàn)、靜力觸探、動(dòng)力觸探、旁壓試驗(yàn)等，其中荷載試驗(yàn)是最常用、最基本的試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)地基受力狀態(tài)的模擬，得出直觀檢測(cè)數(shù)據(jù)。但現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)受到場(chǎng)地條件限制而無(wú)法全面檢測(cè)，只能選取一部分具有代表性的地層進(jìn)行試驗(yàn)，因此，要保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，試驗(yàn)場(chǎng)地的選擇就顯得尤為重要。

1.2 巖土質(zhì)量檢測(cè)的特點(diǎn)

（1）施工隱蔽性。水利工程最主要的施工內(nèi)容就包含地基處理、樁基施工、防護(hù)措施，這些施工環(huán)節(jié)都具有隱蔽性較強(qiáng)的特點(diǎn)。

（2）不確定性。我國(guó)幅員遼闊、地形多變、地貌復(fù)雜，巖土性質(zhì)受環(huán)境和氣候條件變化影響，巖土勘測(cè)報(bào)告很難充分體現(xiàn)，并且水利工程施工對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生影響，引起巖土特性某些改變。

由于不同區(qū)域可能存在較大的地質(zhì)、巖性差別，同樣的檢測(cè)方法用在不同區(qū)域，也可能得出差異化的結(jié)果。

2地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)要點(diǎn)

2.1 樣品選擇

（1）嚴(yán)格控制數(shù)量。在同一個(gè)區(qū)域選擇試驗(yàn)樣品時(shí)，應(yīng)確保樣品的代表性。在不同厚度地基選取樣品時(shí)，應(yīng)保證均衡性，確保地基巖土的物理性質(zhì)。由于地下水位也會(huì)對(duì)巖土結(jié)構(gòu)造成影響，使巖土結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)松散分布，所以在選擇樣品時(shí)，必須控制土壤結(jié)構(gòu)變化。同時(shí)，需要全面了解地層結(jié)構(gòu)，在樣品采樣時(shí)積極采取措施，避免發(fā)生采樣方案與實(shí)際脫節(jié)。

（2）注重天氣變化。巖土性質(zhì)隨著天氣變化而改變，干旱天氣比較密集，雨水天氣則應(yīng)考慮巖土松散度變化，邊坡土體蠕動(dòng)等情況。

（3）優(yōu)化樣品選擇流程。按原狀土樣和樣品采用不同方法流程。原狀土樣采用取土器和鉆孔聯(lián)合方式。樣品采用，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際情況，嚴(yán)格控制取樣時(shí)間和地點(diǎn)。

2.2 采樣方式

在開(kāi)展巖土測(cè)試之前，應(yīng)當(dāng)選擇代表性樣品，以確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，明確合理的采樣方式。巖土采樣主要包括未干擾土壤采樣和巖石采樣，保證樣品的代表性。為保證采樣工作順利完成，現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)做好詳細(xì)記錄，包括采樣區(qū)域信息、樣品規(guī)格信息等。合理規(guī)劃采用區(qū)域，對(duì)采樣點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行控制，確保采樣點(diǎn)設(shè)置的合理性，在同一垂直面和水平面均勻采樣。對(duì)于滑坡和斜坡部位，由于土壤層極易受到水源影響，導(dǎo)致土壤狀態(tài)發(fā)生改變，使樣品無(wú)法代表所有巖土[1]。

2.3 樣品存儲(chǔ)

（1）土層樣品。合理存儲(chǔ)樣品是確保采樣工作的有效性重要一環(huán)。在采集樣品之后，通常不會(huì)立刻投入使用，因此為了確保樣品使用價(jià)值，必須做好樣品存儲(chǔ)工作。將樣品置于取土筒中，外部做好標(biāo)識(shí)，使用膠帶進(jìn)行密封處理，防止水分和空氣進(jìn)入筒內(nèi)，并做好涂抹融蠟。如土壤采集無(wú)法填滿取土筒，則需要填充筒壁和土壤樣品縫隙。

（2）巖石樣品。巖石樣品需確保其天然濕度，應(yīng)被良好包裝并處于封閉狀態(tài)，妥善處理巖土樣品包裝，減少外界因素的影響。硅脂硬巖較為特殊，不具備直接取樣的條件。泥質(zhì)巖樣品需使用紗布包裹，用熔蠟澆筑，避免由于條件不同而導(dǎo)致的結(jié)果誤差[2]。

2.4 樣品運(yùn)輸

完成樣品采集后，應(yīng)及時(shí)運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)檢測(cè)，運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免樣品受到損壞。運(yùn)送巖石樣品時(shí)應(yīng)避免顛簸或振動(dòng)而致使樣品破壞。為了防止樣品與樣品、樣品與箱體之間碰撞，可用麥稈、軟紙等軟質(zhì)材料進(jìn)行填充，并且要規(guī)范樣品裝卸方法，相關(guān)負(fù)責(zé)人做好接樣手續(xù)，以此保證樣品的準(zhǔn)確性。

2.5 數(shù)據(jù)離散處理

檢驗(yàn)環(huán)節(jié)不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤差，檢測(cè)數(shù)據(jù)可能存在一定離散性，為了保證檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確，對(duì)一些試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍，將離散性大的數(shù)據(jù)去除后重新進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，減少人為因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏離。

3巖土試驗(yàn)檢測(cè)方法

（1）靜載試驗(yàn)法。通過(guò)靜載試驗(yàn)，能夠檢測(cè)出樁體豎向與水平承載力，采用靜載試驗(yàn)檢測(cè)法有助于提升地基基礎(chǔ)檢測(cè)精度，減少檢測(cè)誤差[3]。

（2）鉆孔取芯法。鉆孔取芯法更多是對(duì)樁類地基基礎(chǔ)進(jìn)行質(zhì)量控制，利用對(duì)地基基礎(chǔ)樁身混凝土強(qiáng)度檢測(cè)來(lái)加強(qiáng)樁身混凝土膠結(jié)離析的控制，評(píng)定結(jié)構(gòu)質(zhì)量，和非破損方法形成互補(bǔ)。優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、信息直接，缺點(diǎn)是具有破損性、成本較高、工時(shí)較長(zhǎng)。

（3）瑞利波法。瑞利波一種常見(jiàn)的界面彈性波，是沿半無(wú)限彈性介質(zhì)自由表面?zhèn)鞑サ钠癫ǎ鹄ㄔ趥鞑ミ^(guò)程中，波速會(huì)受到介質(zhì)和頻率的影響而發(fā)生改變，具有彌散性，從而可以反演巖土特性。瑞利波法的優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)單、使用方便、經(jīng)濟(jì)性好。

（4）探地雷達(dá)法。探地雷達(dá)最早起源于國(guó)外，優(yōu)勢(shì)在于應(yīng)用范圍相對(duì)廣，冰山水文、地基道路均可采用探地雷達(dá)法進(jìn)行檢測(cè)，甚至在隧道工程、堤壩工程中也得到了廣泛應(yīng)用。

4結(jié)束語(yǔ)

水利工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，對(duì)整個(gè)水利工程的質(zhì)量和安全造成直接影響。在開(kāi)展巖土試驗(yàn)檢測(cè)之前，應(yīng)當(dāng)明確施工現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)情況、巖土物理特性，結(jié)合不同試驗(yàn)檢測(cè)方式，對(duì)樣品特性進(jìn)行分析，并且注重樣品采集過(guò)程和運(yùn)輸過(guò)程的管理，有效提高巖土檢測(cè)工作的效率和質(zhì)量，為我國(guó)水利工程快速、順利發(fā)展提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳建途.水利水電工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)要點(diǎn)探討[J].珠江水運(yùn)，2019（9）：43-44.

[2] 張文學(xué).水利水電工程巖土試驗(yàn)檢測(cè)方法及技術(shù)分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019（17）：214-215.

[3] 徐偉偉.水利工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)分析[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2016（15）：84-85.