淺談國內土工試驗中存在的問題和改進方法

席豪

（南京中化建設工程檢測有限公司 江蘇南京 210000）

概述

由于巖土自身的不均勻性，取樣、運輸過程中的擾動以及土工試驗人員能力素質的不同，以及土工試驗儀器操作方法的差異，導致了土工試驗中存在著許多問題。在一定程度上影響了土工實驗結果的準確性。土工試驗報告的質量直接影響工程勘察報告的質量，最終影響整個工程項目的安全。因此研究和解決土工試驗過程中存在的問題有著十分重要的意義，土工試驗中存在的問題主要體現在以下幾個方面。

1 人為因素

土工試驗人員的業務素質是保證土工試驗質量的關鍵。它要求從事土工試驗的人員有高度的責任心，并且有較高的專業知識和技能。然而在規模較小的勘察單位土工試驗人員素質參差不齊，大部分實驗人員沒有接受專業的巖土工程教育，有可能導致土工試驗的不規范，導致土工試驗的結果不準確。

2 試驗儀器因素

（1）設備老化是土工試驗過程中影響結果的重要問題，其主要原因是長時間的使用導致儀器老化，一些金屬的試驗工具例如環刀、平口刀、大小鋁盒使用時間久了會產生磨損和銹蝕。百分表使用時間久了指針變得不靈活。

（2）儀器生產廠生產的儀器不符合國家標準要求。一些單位在采購儀器過程中為節約成本，購買價格低廉、質量不合格的試驗儀器。用于制樣的環刀刃口、高度、內徑不符合國標的規定。顆粒分析試驗的篩網孔徑不標準，使用的土壤比重計未經國家計量部門檢測，產品不合標準。固結儀的杠桿不靈活，儀器加工粗糙。數據采集系統的傳感器精度不符合實驗精度要求。

（3）試驗儀器使用后保養工作不力。百分表長期使用不做標定，表桿進灰塵不靈活。剪切儀長期使用導致剪切面內圓棱角磨圓。電子秤砝碼不按國際單位制校正。用于盛含水率和液塑限的大小鋁盒使用后沒有擦拭干凈影響下次試驗的結果。土工試驗儀器在使用后沒有及時的清理造成儀器中的金屬零件銹蝕。采集試驗數據的傳感器使用后維護不力造成儀器的精度不能達到試驗的要求。

3 試驗方法因素

試驗方法的問題主要是不能嚴格按照國標規范的要求進行操作，主要表現在下面幾個方面：

（1）野外取樣后送往實驗室的途中，試樣擾動以及土樣水分的丟失。開土過程中選取含水量試驗的樣與力學試驗的樣土壤性質不一致，造成物理性質與力學性質的指標沖突。在用環刀法測試土樣密度時試驗人員直接用切土刀將環刀兩端刮平，導致切土刀刀刃磨損變形，使測得的土樣密度偏大、孔隙比偏小等一系列的問題。對容易產生擾動的軟土使用平口刀在環刀表面多次刮削，造成試樣的擾動破壞。

（2）液塑限試驗時對不均勻的土樣不按規范要求先經過0.5mm孔徑的篩子。烘干過篩后的液塑限試樣沒有浸泡過夜就直接進行試驗。調土不均勻，使用的圓錐儀錐頭有磨損，導致液限偏大。液限試驗的試樣沒有把試樣杯填密實。塑限試驗不搓條，采用經驗公式換算。對顆粒分析試驗得出結果大于0.075mm顆粒超過50%，粘粒含量超過15%的土不進行液塑限試驗。液塑限試驗結果與土的實際性質有明顯矛盾時不分析原因就直接采用。造成土的分類定名錯誤。

（3）固結試驗的穩定標準在《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）中規定：施加每級。力后，每小時變形達到0.01mm時，測定的試驗高度變化可作為穩定標準。但是國內大部分試驗室由于固結儀器數量限制，試驗工期緊迫還在沿用每一小時加一級荷載的快速法。前期固結壓力試驗不按照規范要求的時間加荷。最后一級壓力固結時間短，未達到穩定標準。壓縮曲線不按實際坐標點連曲線，任意跳點修正造成虛假數值。對地下水位以下的試樣，固結容器內不注水。

（4）滲透試驗切取試樣未做充分飽和處理。未采用抽氣后的蒸餾水進行試驗。試樣上下面未貼濾紙導致滲透系數不符合土樣土性。試驗時沒有將儀器中的氣泡排干凈便進行試驗。

（5）顆粒分析試驗不能嚴格按照規范規定的時間觀測比重計讀數。對規范要求的六次讀數，漏讀或者比規定的時間提前或滯后觀測，觀測到的試驗結果不準確影響土的正確定名。

土工試驗的試驗結果是建筑工程設計和施工工作的依據，是保證工程質量的前提。因此針對上邊土工試驗中的問題提出一些解決方法，具體如下：

（1）根據目前國內土工試驗室的狀況，要全部由專業技術人員來擔當試驗室的試驗人員幾乎是不可能的，所以應該建立一套健全的土工試驗人員專業培訓和繼續教育的系統以提高土工試驗人員的綜合素質。針對部分勘察單位工作人員素質不高的問題，可定期組織土工試驗人員進行集中培訓學習，以提高土工試驗人員的專業技能。可聘任具有較高文化及業務水平的技術骨干擔任試驗室的負責人，指導試驗室的工作，在日常的工作中檢查監督試驗人員嚴格遵守國標及規范要求，解決工作中的疑難問題直至審核審定試驗成果報告。另外要增加工作人員的職業道德教育，使其在工作中保持嚴謹的工作態度。

（2）試驗儀器使用完畢后要進行清潔，定期對試驗儀器進行維護。儀器的使用保養要由負責該試驗項目的人員來完成。試驗儀器要定期送往國家計量部門進行檢定和校準，對于已經不合標準的儀器要予以報廢，更新或整修陳舊的、影響試驗質量的儀器。試驗環境要保持干凈，無灰塵。

（3）加強對試驗過程的控制。對于搓條法，試驗人員的經驗、熟練度對結果影響較大，因此需要多練多培訓。人為因素對液塑限聯合測定法產生的影響較小，所以盡量使用聯合法來測定土樣的液塑限。標準固結試驗應按規范要求加荷，快速法由于違背試驗規范的要求應予以禁止。直接剪切實驗對粉土、粉質粘土及較軟的土樣進行測量的方法較為簡單，其測出的強度指標參考性不高。因此，技術人員需對加荷條件進行明確，以便對剪切速率進行合理控制。對土質松軟的土，應分次施加垂直壓力，避免土樣擠出。三軸試驗可以針對此類土取得較好的試驗結果，也可以進行一定數量的三軸剪切試驗進行比對。顆粒分析試驗對加入六偏磷酸鈉后仍產生凝聚的試樣應選用其他分散劑。使用比重計觀測度數時要將比重計輕輕放入懸液中且接近讀數的深度，保持比重計處在量筒中心不得貼近量筒內壁。放入取出比重計時應小心輕放，不得擾動懸液，固結試驗對飽和試樣施加第一季壓力后應立即向容器中注水浸沒試樣，非飽和試樣試驗試需用濕棉紗圍住加圧板周圍。

4 結語

綜上所述，土工試驗作為巖土工程勘察中重要的組成部分，是進行土類定名和劃分土層的重要依據之一，同時也為工程設計和施工提供必不可少的參數。要嚴格按照國標規范要求進行試驗，并對試驗中產生的問題進行及時處理，不斷創新和完善試驗方法，可以提高試驗精度，保證試驗數據準確，更好的為工程建設服務。