水利工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)分析

胡建平

北京潤(rùn)宏技術(shù)檢測(cè)有限公司 北京 102206

在水利工程建設(shè)中，如何確保水利水電工程的基本施工質(zhì)量，特別是如何做好巖土工程的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。由于我國(guó)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，巖土分布的特殊性，使得巖土工程難以進(jìn)行，所以，必須對(duì)水工建筑物進(jìn)行安全檢測(cè)，并對(duì)其工程地質(zhì)情況進(jìn)行論證，從而指導(dǎo)其施工。通過(guò)對(duì)工程地質(zhì)條件的分析，對(duì)工程地質(zhì)條件進(jìn)行分析，得出了工程地質(zhì)條件較差的結(jié)論，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。水利水電工程通常是一項(xiàng)大型、高成本的工程，在整個(gè)工程中，巖土工程質(zhì)量檢驗(yàn)費(fèi)用雖然在整個(gè)工程中所占比例不大，但卻起著舉足輕重的作用。同時(shí)，也可以幫助設(shè)計(jì)者、建設(shè)者正確處理好項(xiàng)目與周邊環(huán)境之間的關(guān)系，使項(xiàng)目在有利的地質(zhì)條件下順利開(kāi)展，從而減少項(xiàng)目的安全隱患。在此基礎(chǔ)上，為供水系統(tǒng)的建設(shè)提供了一種新的思路，為供水系統(tǒng)的建設(shè)提供了一種新的思路。因此，在水利水電工程施工過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)地基土體的測(cè)試工作。

1 地基巖土試驗(yàn)檢測(cè)概述

地基巖土試驗(yàn)檢測(cè)在我國(guó)這個(gè)對(duì)于建筑行業(yè)有著極大發(fā)展前景的國(guó)家內(nèi)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟，通常對(duì)其工作地點(diǎn)不同有著兩種分類方式，一種是比較簡(jiǎn)單的原位試驗(yàn)檢驗(yàn)，一種是在室內(nèi)進(jìn)行的試驗(yàn)檢驗(yàn)，由于兩種方法的工作場(chǎng)所不一樣，因此相應(yīng)的可以獲得的試驗(yàn)資料和試驗(yàn)裝置也有很大的區(qū)別，而在戶外試驗(yàn)檢測(cè)中，由于與地基的位置有很大的聯(lián)系，因此進(jìn)行的試驗(yàn)常常會(huì)針對(duì)地基的受力狀況展開(kāi)研究，利用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)觸探實(shí)驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、靜力觸探實(shí)驗(yàn)、荷載試驗(yàn)等。

1.1 水利工程中巖土質(zhì)量檢測(cè)工作的重要性

在每一個(gè)國(guó)家，水利工程都具有舉足輕重的地位，為了減少巖土地質(zhì)因素對(duì)水利工程施工的影響，確保工程地基施工的質(zhì)量和穩(wěn)定性，就需要開(kāi)展巖土工程質(zhì)量檢驗(yàn)工作。可以讓建設(shè)單位更好的了解現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，以便有針對(duì)性的進(jìn)行建設(shè)。如果地方基礎(chǔ)不好，可以根據(jù)測(cè)試的成果，立即采取相應(yīng)的措施，防止出現(xiàn)在施工中。水利工程是一項(xiàng)規(guī)模較大，投入較高的工程，是一項(xiàng)耗費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間的工程。如果在施工期間或完成之后，出現(xiàn)了巖土質(zhì)量問(wèn)題，地基建設(shè)存在隱患，則會(huì)造成巨大的費(fèi)用的損失。與之相比，巖土質(zhì)量的測(cè)試工作雖然在成本上比較少，但它可以為后續(xù)的維修和管理工作節(jié)省巨大的開(kāi)支，還可以減少項(xiàng)目的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高項(xiàng)目的安全系數(shù)，因此它在水利工程中占有不可忽略的位置[1]。

1.2 地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)的特性

與公路等常規(guī)工程相比，水利工程有著更加顯著的特點(diǎn)，它的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在巖土工程的隱蔽性方面，為此而采取的保護(hù)措施或者是樁基的施工操作都會(huì)在比較隱蔽的環(huán)境中進(jìn)行，如果不能對(duì)工程的質(zhì)量進(jìn)行充分的控制，那么就會(huì)存在許多的安全問(wèn)題。為了有效地應(yīng)對(duì)這一難題，需要采用持續(xù)的追蹤監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的監(jiān)督，從而提高工程施工的品質(zhì)。因?yàn)樵趲r土工程的測(cè)試中，存在著很多不確定因素，再加上中國(guó)的國(guó)土面積很大，所以在針對(duì)巖土工程進(jìn)行勘察時(shí)，得到的結(jié)果很可能會(huì)產(chǎn)生一些畸變，一些地區(qū)的巖土特性還會(huì)隨著天氣的改變而一起發(fā)生改變，因此在后續(xù)施工過(guò)程中，因?yàn)槿藶榈脑蚨斐闪艘延械膸r土狀態(tài)等問(wèn)題，這些都是不可避免的。因此，深入到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取樣并進(jìn)行分析，以得到的結(jié)果為準(zhǔn)，給出切實(shí)可行的解決方案。采用相同的測(cè)試方法，對(duì)不同地區(qū)進(jìn)行不同的地質(zhì)條件進(jìn)行分析，得到的結(jié)果會(huì)有一定的差別，這種差別與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件有關(guān)，并且由于不同地區(qū)的地質(zhì)條件的不同，得到的結(jié)果也會(huì)有很大的差別。在進(jìn)行土工試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，制定出切實(shí)可行的技術(shù)指標(biāo)，以便為以后的建設(shè)工作提供依據(jù)。

2 水利水電工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)常用技術(shù)

2.1 靜載試驗(yàn)技術(shù)

在水利水電工程中，使用靜載試驗(yàn)技術(shù)，將采用試驗(yàn)分析測(cè)算的方法進(jìn)行各種操作，首先，工作人員需要根據(jù)工程地基基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其水平承載力進(jìn)行判斷，從而確定其在豎直承載環(huán)節(jié)的最大受壓能力。這樣，工作人員就可以利用靜載試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行后續(xù)的操作試驗(yàn)，從而達(dá)到對(duì)地基基礎(chǔ)質(zhì)量進(jìn)行控制的目的。其次，工作人員采用這種方法，可以在一定程度上提高地基基礎(chǔ)測(cè)試工作的使用品質(zhì)，防止測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)太大的錯(cuò)誤，讓各個(gè)單位的工作人員，可以采用全方位的操作模式，進(jìn)行靜態(tài)載荷測(cè)試[2]。

2.2 瑞利波測(cè)試技術(shù)

瑞利波測(cè)試技術(shù)，就是利用瑞利波的傳播特性，來(lái)探測(cè)不同的巖層，從而確保不同的巖層，在特定的速度下，能夠分辨出不同的巖層。如此，工作人員就可以通過(guò)這種檢驗(yàn)方式，對(duì)所檢驗(yàn)的設(shè)備的工作范圍進(jìn)行控制，確保在一定程度上，可以抑制常規(guī)檢驗(yàn)方法中的缺點(diǎn)，從而體現(xiàn)出這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益通過(guò)這種方法，可以克服常規(guī)檢測(cè)方法的缺陷，降低瑞利波檢測(cè)技術(shù)使用中的限制，使工作人員能夠采用綜合檢測(cè)方法，確保水利水電工程的科研工作能夠順利進(jìn)行。

2.3 巖芯取樣檢測(cè)技術(shù)

巖心采樣和測(cè)試技術(shù)主要是在鉆井中進(jìn)行的一種作業(yè)方法。首先，員工可以按照鉆井取心測(cè)試的基本模式，實(shí)施測(cè)試測(cè)試作業(yè)，讓員工了解測(cè)試作業(yè)的真實(shí)情況，并以此為依據(jù)，進(jìn)行測(cè)試測(cè)試作業(yè)，員工可以從不同的視角來(lái)進(jìn)行分析，從而達(dá)到對(duì)巖心采樣測(cè)試費(fèi)用的有效控制。但是，在工程實(shí)踐中，該測(cè)試技術(shù)的運(yùn)行過(guò)程比較煩瑣，測(cè)試周期較長(zhǎng)，因此，在小型工程測(cè)試階段，更適合采用巖心采樣測(cè)試技術(shù)。其次，在實(shí)施檢驗(yàn)工作時(shí)，工作人員可以采用鉆井取樣的方法，對(duì)被檢驗(yàn)物進(jìn)行取樣，對(duì)被檢驗(yàn)物進(jìn)行檢驗(yàn)，促進(jìn)了樁基的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也確保了檢驗(yàn)工作的全面性，從而防止檢驗(yàn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生不合理的問(wèn)題。所以，在水利水電工程的實(shí)際操作中，施工人員要認(rèn)識(shí)到各種檢測(cè)技術(shù)實(shí)施方式的差別，采取相應(yīng)的對(duì)策，推動(dòng)巖土試驗(yàn)檢測(cè)工作的順利進(jìn)行，從而為后續(xù)的施工操作做好準(zhǔn)備，使得試驗(yàn)檢測(cè)全程操作順暢，減少在實(shí)際操作中出現(xiàn)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，保證工作人員進(jìn)行前期勘察，保持水利水電工程正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高工程質(zhì)量[3]。

2.4 電磁波探測(cè)技術(shù)

電磁波探測(cè)技術(shù)具有比較普遍的用途，在運(yùn)用時(shí)具有比較高的精度，能夠被運(yùn)用到更多的領(lǐng)域，例如：堤壩工程等，從而凸顯出電磁波探測(cè)技術(shù)在水利水電工程中的適用性。但是，因?yàn)樵摷夹g(shù)的運(yùn)用方法比較煩瑣，需要工作人員具有很強(qiáng)的運(yùn)用技巧，所以能夠在這個(gè)階段發(fā)揮出該檢測(cè)探測(cè)技術(shù)的實(shí)用價(jià)值，使得各個(gè)部門(mén)的地基基礎(chǔ)巖石探測(cè)學(xué)者，能夠加大對(duì)這一方面的學(xué)習(xí)力度。

3 水利工程地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

3.1 采樣方式

為了確保取樣的品質(zhì)，必須掌握好取樣的正確方法，而對(duì)巖體取樣和對(duì)無(wú)擾動(dòng)的土體取樣是最主要的兩種取樣方法。其次，為保證取樣工作的平穩(wěn)性和科學(xué)性，應(yīng)聘用專門(mén)的專家，有針對(duì)性地進(jìn)行取樣工作。并對(duì)取樣區(qū)域、取樣時(shí)間和樣品說(shuō)明作了詳盡的記載。只有這樣，才能為測(cè)試提供更為精確的數(shù)據(jù)，讓測(cè)試具有更為完整的基礎(chǔ)，才能確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了保障樣本的代表性，需要對(duì)樣本區(qū)域進(jìn)行科學(xué)的分區(qū)，設(shè)置適當(dāng)?shù)臄?shù)量和位置，使樣本的樣本資料有較高的參考價(jià)值。此外，為了防止樣本的代表性不足，應(yīng)選用相同垂直平面的樣本。由于邊坡、滑坡體土層容易被地下水源和降水侵蝕，且受污染物組分等因素的作用，使得邊坡、滑坡體土層的形態(tài)改變，難以對(duì)樣本進(jìn)行有效表征[4]。

3.2 樣品質(zhì)量

試樣的好壞直接影響到試樣的好壞，因此，在試樣取樣時(shí)，應(yīng)選擇合適的試樣，確保試樣的好壞，才能提高試樣的準(zhǔn)確度。任何巖石測(cè)試用來(lái)測(cè)試的巖石，都要保持其最自然、最真實(shí)的狀態(tài)，不能因?yàn)槿藶榈脑蚨艿接绊?。為了使試樣保持原?lái)的形態(tài)，使其不脫離自身的天然環(huán)境。只有這樣，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和實(shí)用性才能確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和實(shí)用性，試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以反映當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況。樣本應(yīng)能真實(shí)地反映這一地區(qū)的土壤狀況。樣本的代表性要突出，在樣本收集過(guò)程中，一定要確保樣本是天然的，或者沒(méi)有特別的測(cè)試坑、平孔、導(dǎo)孔、軸與鉆孔。不僅要確保樣本中含有最自然的物質(zhì)，還要確保樣本中的水分和原來(lái)的土壤一模一樣。這樣，就可以保證試件的質(zhì)量，從而保證試件的質(zhì)量，在測(cè)試的時(shí)候，可以更好的反應(yīng)出巖石的真實(shí)情況。為了使樣本具有典型意義，在打孔過(guò)程中，必須保證每一孔直徑不大于12厘米。在取樣過(guò)程中，應(yīng)盡可能選擇薄壁平地。該設(shè)備是一種專用設(shè)備，可防止由于采礦而引起的周邊土質(zhì)改變。在選取樣本點(diǎn)時(shí)，也應(yīng)該堅(jiān)持不對(duì)土壤狀況造成任何影響這一原則，通常被選擇的采樣點(diǎn)包括：基巖的露頭部分，基巖坑、井、溝、洞與鉆孔中，施工現(xiàn)場(chǎng)的巖床或鉆孔巖心[5]。要防止由于人為原因引起的巖石試樣開(kāi)裂，在試樣收集和儲(chǔ)存過(guò)程中要注意對(duì)試樣的防護(hù)，防止試樣由于人為原因而出現(xiàn)不合格現(xiàn)象。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免地會(huì)有一些粗糙程度小于規(guī)范，或者不符合規(guī)范的規(guī)范。這樣的樣本不應(yīng)該被否定，而應(yīng)該確定它的存在。此外，所收集的試件，其高徑之比必須維持在1:1或1:2。

3.3 樣品保存

在取樣工作中，做好樣本的妥善保管是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因?yàn)闃颖臼占蟛荒芰⒓磻?yīng)用，因此需要對(duì)樣本進(jìn)行妥善的保管，以保證樣本在應(yīng)用前不發(fā)生任何變化。一般都是把樣本存放在密閉容器中，將樣本與外界隔離開(kāi)來(lái)，防止樣本與大氣中的成分起作用而影響樣本的使用，并在密閉容器上作好標(biāo)志，以免樣本與外界產(chǎn)生化學(xué)變化而影響樣本的使用。要將密閉的木筒用布條粘牢，保證木筒的空隙被填滿，避免泥土被污染，水分侵入。對(duì)樣本進(jìn)行保管，既要保證樣本在最初的情況下，又要保證樣本在第一時(shí)間內(nèi)被送回化驗(yàn)室。樣本要放置在一個(gè)溫度和濕度都比較合適的儲(chǔ)存庫(kù)中，這樣才能確保樣本在水分上保持原樣，對(duì)于不同的樣本，在保存上也要采用不同的方法，只有確保樣本在品質(zhì)上和收集時(shí)沒(méi)有顯著的差別，樣本的保存工作才算是順利完成。就拿泥土樣本來(lái)說(shuō)，為了保證樣本的安全，必須先用無(wú)菌紗布將其包裹起來(lái)，再用容器將其澆鑄起來(lái)，并將其標(biāo)注好，交給實(shí)驗(yàn)室，這樣才能進(jìn)行下一步的測(cè)試。樣本必須滿足相應(yīng)的參照條件，才能保證檢測(cè)結(jié)果具有一定的價(jià)值，不然，若樣本達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，則檢測(cè)結(jié)果差別將很大。

3.4 樣品運(yùn)輸安全性和可靠性

樣品收集之后還要通過(guò)運(yùn)送進(jìn)入化驗(yàn)室，這是一個(gè)很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都會(huì)導(dǎo)致樣本的質(zhì)量下降。所以在運(yùn)送樣本時(shí)，要注意兩個(gè)重要的問(wèn)題：集裝箱與空間。一般來(lái)說(shuō)，若所運(yùn)輸?shù)臉颖緸槭^，則所使用的集裝箱應(yīng)為集裝箱。用盒子作為包裝，便于樣本的搬運(yùn)，而在車上，由于盒子的存放，樣本的晃動(dòng)和晃動(dòng)也會(huì)大大降低，從而降低了外界環(huán)境對(duì)樣本的影響，保證了樣本的參考價(jià)值。從間隙處理的角度來(lái)說(shuō)，由于試樣處于車廂內(nèi)，在運(yùn)送過(guò)程中，由于受到了震動(dòng)，不可避免地會(huì)發(fā)生碰撞。因此使用了軟質(zhì)的保護(hù)物質(zhì)來(lái)進(jìn)行填充，使得試樣與試樣之間沒(méi)有間隙，從而降低了大量的摩擦，比如泡沫塑料、泡沫紙等都是較為常用的軟質(zhì)填料，若沒(méi)有，也可以使用軟紙、谷殼、麥稈等來(lái)代替。在樣本抵達(dá)化驗(yàn)室之后，有關(guān)的搬運(yùn)人員要對(duì)盒子展開(kāi)一次又一次的裝載和卸載，在中間的時(shí)候要注意輕手輕腳，盡量降低盒子間的碰撞，保證樣本可以安全地被運(yùn)送出去[6]。在樣本的運(yùn)輸中，有許多不確定因素，應(yīng)該盡可能地將其消除，消除其中的各種危險(xiǎn)，從而為樣本的運(yùn)輸創(chuàng)造一個(gè)更加安全的環(huán)境。快速發(fā)展的信息時(shí)代，為樣本運(yùn)輸提供了更好的管理基礎(chǔ)，物流跟蹤系統(tǒng)的建立，使運(yùn)輸工作在全過(guò)程都得到了監(jiān)控，不僅可以保證樣本的安全，也可以讓整個(gè)運(yùn)送過(guò)程的管理變得更加有序。

4 結(jié)束語(yǔ)

地基是水利工程的重要組成部分，對(duì)保證水利工程的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，為此，開(kāi)展水利水電開(kāi)發(fā)中的土體試驗(yàn)，掌握其地質(zhì)情況，提出相應(yīng)的改進(jìn)方案，對(duì)于提升水利水電開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)與建設(shè)水平，有著十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。水利水電工程中的基巖和土體的質(zhì)量檢驗(yàn)是一種非常繁復(fù)、非常精密的工作，在檢驗(yàn)時(shí)只要有一點(diǎn)點(diǎn)的差錯(cuò)，其檢驗(yàn)結(jié)果就可能相差很大。為了做好水利水電開(kāi)發(fā)中的巖土測(cè)試工作，需要對(duì)水利水電開(kāi)發(fā)中所涉及的地質(zhì)情況及巖石的物性特性進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)，并且要對(duì)巖石材料的力學(xué)性能進(jìn)行全面的測(cè)試。