美標(biāo)在巖土工程勘察中的應(yīng)用研究

劉亮 吳奇

摘要：隨著國(guó)家提倡走出去的戰(zhàn)略下，促使更多的中國(guó)企業(yè)開拓在境外市場(chǎng)，基礎(chǔ)建設(shè)方面機(jī)遇最為突出，而基礎(chǔ)建設(shè)離不開巖土工程勘察，如何使勘察成果報(bào)告更加完美廣泛的為大項(xiàng)目服務(wù)，其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的選擇尤其重要。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在全球應(yīng)用最為廣泛，本文通過美標(biāo)與國(guó)標(biāo)的對(duì)比，主要從勘察報(bào)告大綱出發(fā)，論述和分析兩者之間的異同之處，并總結(jié)如何寫好一個(gè)符合美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的勘察報(bào)告，促使中國(guó)企業(yè)能夠更好更優(yōu)質(zhì)地服務(wù)境外勘察項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞：美標(biāo)；國(guó)標(biāo)；ASTM；USCS；UBC

為了充分利用美標(biāo)的作用，我們需通過中美標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比，進(jìn)一步詳細(xì)了解二者之間的共同點(diǎn)和差異。本文主要從巖土工程勘察中土的工程分類和描述、常用原位試驗(yàn)、場(chǎng)地土的分類及地震等級(jí)劃分、砂土液化判定等幾方面進(jìn)行論述和分析。

1、土的工程分類和描述

通常在美標(biāo)當(dāng)中根據(jù)美國(guó)試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì)（ASTM）標(biāo)準(zhǔn)D2487《土的工程分類的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》和D2488《土的肉眼描述和鑒別實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)》。在目前工程各領(lǐng)域當(dāng)中土的統(tǒng)一分類系統(tǒng)（USCS）的標(biāo)準(zhǔn)是最為廣泛應(yīng)用的。其是根據(jù)土的潛在工程性狀進(jìn)行分類。描述資料有助于評(píng)估其工程特性，如剪切強(qiáng)度、壓縮性和滲透性。這些指導(dǎo)不久可用于野外土的鑒定，而且也可以用于在室內(nèi)或任何地方對(duì)土樣進(jìn)行檢查和描述。國(guó)標(biāo)與美標(biāo)的土的分類標(biāo)準(zhǔn)與描述可參閱國(guó)內(nèi)學(xué)者相關(guān)文章，例如馮蓓蕾[7]。相應(yīng)的美標(biāo)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為ASTM D422和D4318。

2、現(xiàn)場(chǎng)勘察與原位試驗(yàn)

美標(biāo)勘察中由地質(zhì)工程師現(xiàn)場(chǎng)控制土層，隨未對(duì)孔距嚴(yán)格要求，但也需遵循鉆孔深度應(yīng)當(dāng)穿越不適宜的地基土層到堅(jiān)固的地基土層等原則，如表1所示。

中美標(biāo)準(zhǔn)中原位試驗(yàn)器材、土樣擾動(dòng)度計(jì)算和巖石鉆探RQD值標(biāo)準(zhǔn)都有著細(xì)微差異，其中貫入器規(guī)格差異見表2所示；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)美標(biāo)不同之處則需對(duì)實(shí)測(cè)N值進(jìn)行60%的能量修正，詳細(xì)修正參閱D6066，土層中N60各指標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系見表3；中美標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)RQD指標(biāo)時(shí)主要規(guī)定需參與統(tǒng)計(jì)的巖心長(zhǎng)度不同，分別為不小于10cm和10.16cm，其他基本一致；美標(biāo)中十字板與靜力觸探試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法參照D2573、D2574、D3441及D5778，同時(shí)也可參閱文獻(xiàn)[8]中對(duì)兩標(biāo)準(zhǔn)的異同闡述。

3、場(chǎng)地土分類及地震作用

場(chǎng)地的土層軟硬程度和覆蓋層厚度，對(duì)判定場(chǎng)地土類型具有決定性的影響，從而導(dǎo)致建構(gòu)筑物對(duì)同一地震烈度下的地震響應(yīng)有較大差別。按國(guó)標(biāo)確定的規(guī)則計(jì)算覆蓋層厚度可變化， 而UBC97和ASCE 7-10 則考慮相對(duì)固定的覆蓋層厚度30m。根據(jù)土層的剪切波速劃分的巖土類型見表4（ASCE 7-10）。

5、結(jié)語

美標(biāo)與國(guó)標(biāo)體系不同，通過境外項(xiàng)目可以熟悉掌握美標(biāo)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，基本的試驗(yàn)原理一致，在實(shí)施過程中需在試驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理和分析成果時(shí)注意兩者之間的異同之處。通過分析巖土工程勘察過程中經(jīng)常遇到的一些問題及試驗(yàn)方法（如土的工程分類及描述、現(xiàn)場(chǎng)勘察及常用原位試驗(yàn)、場(chǎng)地土分類與地震作用、通過SPT判定砂土液化）等方面，總結(jié)出了：國(guó)標(biāo)比較詳細(xì)、具體、操作性強(qiáng)、偏安全；美標(biāo)比較具有原則性，工程師有很大的選擇空間以及工程師可根據(jù)具體情況來決定試驗(yàn)方案，在境外項(xiàng)目中美標(biāo)有著不可比擬的通用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]ASTM D422—1963 Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils[S].

[2]ASTM D4318—1998 Standard Test Methods for Liquid Iimit， Plastic Limit， and Plasticity Index of Soils [S].

[3]ASTM D1586—1998 Standard Test Method for Penetration Test and Split-Barrel Sampling of Soils[S].