巖土工程勘察土工試驗(yàn)中常見(jiàn)問(wèn)題研究

鄭海倫，于立宏，張 婧

(中國(guó)電建集團(tuán)北京勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100024)

0 引言

巖土工程勘察是工程建設(shè)的基礎(chǔ)工作[1]，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及地質(zhì)、水文、氣象、環(huán)境、生物等多方面的知識(shí)，需要進(jìn)行多方面分析和研究工作，土工試驗(yàn)做為巖土工程勘察的重要組成部分，在巖土工程勘察中起著重要的作用，是獲得土體性質(zhì)定量指標(biāo)的重要手段。通過(guò)對(duì)土工試驗(yàn)成果的分析、研究，能夠掌握土體的生成、經(jīng)歷和存在環(huán)境[2]、土體結(jié)構(gòu)特征、土體的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)等，據(jù)此可為巖土工程勘察結(jié)論提供必要的技術(shù)支撐[3]。

在實(shí)際巖土工程勘察過(guò)程中，由于各種因素影響，土工試驗(yàn)成果往往會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)相關(guān)性差等各種各樣的問(wèn)題[4]，究其原因，主要是由于試驗(yàn)者取樣不規(guī)范、試驗(yàn)設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題、試驗(yàn)者在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤、土體本身特殊性造成的[5]。為了保障巖土工程勘察的質(zhì)量，保障土工試驗(yàn)成果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)土工試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和研究是必要的。

1 土工試驗(yàn)常見(jiàn)問(wèn)題

1.1 取樣不規(guī)范

在土工試驗(yàn)過(guò)程中，取樣是基礎(chǔ)，是整個(gè)試驗(yàn)的起點(diǎn)，其質(zhì)量直接關(guān)系到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。土樣采集時(shí)操作不規(guī)范會(huì)對(duì)土樣質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，如本來(lái)計(jì)劃采集不擾動(dòng)樣或輕微擾動(dòng)樣，由于采樣過(guò)程的不規(guī)范操作，樣品受到明顯擾動(dòng)，那么，針對(duì)此樣品的土工試驗(yàn)成果將是錯(cuò)誤的。而本來(lái)計(jì)劃采集擾動(dòng)樣，由于采樣過(guò)程的不規(guī)范性，采集的樣品中混入了其它土層的物料，樣品試驗(yàn)的結(jié)果值也將是有問(wèn)題的。

1.2 設(shè)備問(wèn)題

土工試驗(yàn)的設(shè)備是影響試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素之一[7]，它決定著試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和有效性。由于土工試驗(yàn)設(shè)備的不完善或更新不及時(shí)，只能運(yùn)用陳舊、功能單一的設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，這就需要試驗(yàn)者做大量重復(fù)工作，同時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)試驗(yàn)樣品不足和樣品不能被充分利用的現(xiàn)象，試驗(yàn)成果的保證率也難以實(shí)現(xiàn)等窘狀[8]，給巖土工程勘察帶來(lái)很多不必要的麻煩。

1.3 人為因素

土工試驗(yàn)工作者的綜合能力直接影響著試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性[9]，在實(shí)際工作中，很多試驗(yàn)工作者工作態(tài)度不端正，對(duì)工作不認(rèn)真負(fù)責(zé)，甚至敷衍了事。還有一些試驗(yàn)工作者由于個(gè)人能力問(wèn)題，如缺乏耐心、對(duì)待試驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)、沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤等問(wèn)題而導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果出現(xiàn)，所以在土工試驗(yàn)過(guò)程中一定要嚴(yán)格按試驗(yàn)流程做事，并對(duì)試驗(yàn)成果嚴(yán)格把關(guān)。另外還有一些工作者由于對(duì)新技術(shù)、新方法缺乏了解而造成土工試驗(yàn)的錯(cuò)誤，因此土工試驗(yàn)人員一定要及時(shí)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，掌握最新的測(cè)試方法和技術(shù)手段，及時(shí)了解最新的土工試驗(yàn)研究成果。除此之外還要加大對(duì)土工試驗(yàn)工作人員的培訓(xùn)力度，提高其專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平，這樣才能有效保證土工試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.4 土質(zhì)本身特殊性

土體成因及經(jīng)歷的過(guò)程復(fù)雜，土體成份復(fù)雜[10]，在土工試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)遇到一些土質(zhì)較為特殊的情況，比如：黏性土、濕陷性黃土等。在土工試驗(yàn)過(guò)程中遇到一些特殊情況時(shí)，應(yīng)采取有效措施加以輔助。比如淤泥質(zhì)黏土壓縮性相對(duì)較大，對(duì)其進(jìn)行壓縮試驗(yàn)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)試驗(yàn)難以結(jié)束的現(xiàn)象。強(qiáng)黏性土與濕陷性黃土等也存在這種情況。因此，在實(shí)際工作中應(yīng)該將特殊土體與常規(guī)土體區(qū)別對(duì)待，尤其是強(qiáng)黏性土，對(duì)于其壓實(shí)試驗(yàn)應(yīng)該格外注意，采取相應(yīng)的措施消除不利影響，以取得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 土工試驗(yàn)問(wèn)題解決方案

2.1 試驗(yàn)樣品在制備中的注意事項(xiàng)

由于土的組成和結(jié)構(gòu)的差異，試樣制備時(shí)所取試樣往往具有較大的差異，這就要求對(duì)試樣進(jìn)行反復(fù)的制備，以保證其具有足夠的代表性。土工試驗(yàn)中試樣制備方法不同，在制備試樣時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

(1)同一土樣在制備前應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行分類(lèi)，不同類(lèi)型的試樣應(yīng)分別制備，并對(duì)土樣進(jìn)行編號(hào)，以便于區(qū)分和操作。

(2)對(duì)于土的顆粒級(jí)配曲線試驗(yàn)所用樣品，其制備方法一般與其他試驗(yàn)相同，但在具體操作時(shí)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康倪x用相應(yīng)的方法。

(3)對(duì)于含水量較大且有機(jī)質(zhì)含量較高的土樣，應(yīng)在制備前對(duì)其進(jìn)行必要的處理以去除部分有機(jī)質(zhì)。

(4)對(duì)于含較多粉砂或粉土的土樣，應(yīng)在制備前對(duì)其進(jìn)行必要的加工處理以提高其顆粒級(jí)配曲線的代表性[11]。

2.2 對(duì)土工試驗(yàn)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行定期更換和檢定

在進(jìn)行土工試驗(yàn)的過(guò)程中，有很多設(shè)備由于其使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，性能會(huì)有所下降，對(duì)土工試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定影響。在進(jìn)行土工試驗(yàn)時(shí)，如果土樣的篩分設(shè)備已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間，而土樣也已經(jīng)篩分完畢，那么就應(yīng)該及時(shí)更換。除此之外，對(duì)于那些性能較差、損壞嚴(yán)重的設(shè)備應(yīng)及時(shí)更換和修理。例如：在對(duì)砂樣進(jìn)行剪切試驗(yàn)時(shí)，剪切板的刀口會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損現(xiàn)象，這樣就會(huì)造成試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。因此就要對(duì)剪切板進(jìn)行定期檢查和更換，不斷加強(qiáng)對(duì)土工試驗(yàn)設(shè)備的管理和維護(hù)。只有這樣才能保證土工試驗(yàn)設(shè)備的正常使用和測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，確保土工試驗(yàn)結(jié)果能夠真實(shí)反映工程實(shí)際情況[12]。

2.3 提升土工試驗(yàn)工作人員的綜合素質(zhì)

(1)定期開(kāi)展學(xué)習(xí)，提高土工試驗(yàn)人員的整體素質(zhì)。要加強(qiáng)對(duì)土工試驗(yàn)人員的培訓(xùn)，提高他們的專(zhuān)業(yè)水平和綜合素質(zhì)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)試驗(yàn)人員的監(jiān)督和考核。

(2)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在實(shí)際操作過(guò)程中，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，對(duì)于不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況要及時(shí)整改，確保試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤。

(3)做好儀器設(shè)備的維護(hù)工作。儀器設(shè)備是土工試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的基礎(chǔ)，要經(jīng)常對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備故障，以確保土工試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

(4)做好技術(shù)交底工作。試驗(yàn)人員要熟讀和研判工程區(qū)巖土工程勘察資料，尤其工程區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)資料。在具體試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)人員要與設(shè)計(jì)人員，尤其要與工程地質(zhì)專(zhuān)業(yè)人員及時(shí)溝通和交流，充分了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和試驗(yàn)?zāi)康摹Ｍ瑫r(shí)要做好技術(shù)交底工作，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確說(shuō)明和解釋?zhuān)_保試驗(yàn)人員能夠正確理解相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。對(duì)于一些比較復(fù)雜的試驗(yàn)項(xiàng)目還要提前進(jìn)行技術(shù)交底工作，以保障土工試驗(yàn)人員能夠順利進(jìn)行操作。

2.4 解決不同區(qū)域土質(zhì)存在的差異性問(wèn)題

在對(duì)不同區(qū)域的土質(zhì)進(jìn)行勘察時(shí)，就需要針對(duì)不同區(qū)域土質(zhì)的具體特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況制定科學(xué)的土工試驗(yàn)方案，并提前做好相應(yīng)的實(shí)施措施。針對(duì)土工試驗(yàn)所涉及土體的特殊性，在進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)定，并對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題加以歸納和總結(jié)。在進(jìn)行土工試驗(yàn)時(shí)，相關(guān)工作者對(duì)每個(gè)步驟都要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮?。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的正確性和有效性，必須對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中所涉及到的土體性質(zhì)及試驗(yàn)成果實(shí)施分析。在開(kāi)展工作的時(shí)候，提前要針對(duì)每個(gè)不同的地區(qū)開(kāi)展差異性總結(jié)，從而規(guī)避試驗(yàn)中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題，并對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題、異常及時(shí)進(jìn)行分析和解決。

3 結(jié)語(yǔ)

土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的重要組成部分，試驗(yàn)過(guò)程中涉及的因素較多，在實(shí)際的巖土工程勘察過(guò)程中一定要重視土工試驗(yàn)工作。文中僅列舉出了土工試驗(yàn)過(guò)程中可能遇到的一些常見(jiàn)問(wèn)題，略顯不足，文中指出了土工試驗(yàn)過(guò)程中要規(guī)范工作，定期檢查、更新設(shè)備，加強(qiáng)試驗(yàn)者專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的重要性，指出了試驗(yàn)人員工作中要加強(qiáng)與相關(guān)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)人員溝通，加深對(duì)試驗(yàn)工作理解的重要性，土工試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)人員要認(rèn)真分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，理論與實(shí)踐相結(jié)合，及時(shí)研究分析可能遇到的問(wèn)題，避免土工試驗(yàn)中出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題，即可保障巖土工程勘察成果的質(zhì)量。