探討影響巖土工程中土工試驗質量因素

張桃如

（廣東省地質局第七地質大隊，廣東 惠州 516001）

1 取樣

取樣總要求：保持樣品的天然濕度及結構。根據試驗項目確定土樣采取的質量等級，采用相應的控制措施。

（1）取土器。取樣器有薄壁取土器（分為固定活塞式、水壓固定活塞式、自由活塞式和敞口式）、厚壁取土器等多種形式，需根據土的性質、軟硬程度和其他條件選用。

（2）取土器的技術規格應按下表執行.

表1 取土器規格表

（3）護壁要求。在地下水位以上應采用干鉆，以保證所取土樣盡量保持原地層的含水率、密度等。在地下水位以下可采用水循環鉆進，但應根據不同地層調制不同的循環泥漿和適當的泵量，以免沖壞巖層和土樣。在軟土和水下砂土中鉆進，可采用泥漿護壁，也可采用套管護壁。采用泥漿護壁時，應增加泥漿稠度。若采用套管護壁應注意選人套管時管靴對土層的擾動，且套管底部應限制在預計取樣深度以上3倍孔徑的距離。

（4）取樣。取樣前要求先清除孔內浮土，防止側刮孔壁，取土器到達孔底時應輕放，以免沖擊孔底而擾動土層，盡量采用重錘少擊、快速壓入的方法，取巖芯時不得敲擊取土器管壁，以免擾動土體。

（5）封樣要求。對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級土樣取出后應立即進行蠟封，并放置在陰涼處，避免暴曬和冰凍，確保所取土樣含水量不發生變化。

（6）取樣標記。送樣單應有原始記錄和編號。內容應包括工程名稱，試坑或鉆孔編號、高程、取土深度、取樣日期。如原狀土應有地下水位高程、土樣現場鑒別和描述及定義、取土方法等。在實際取樣過程，我們常常會發現以下問題：①選取樣品時需要將樣品進行多次沖擊：因為樣土受到數次沖擊，屬于無意識對土樣產生沖擊，當樣品承受到一定壓力情況下，土樣各空隙中會有水分流出，導致樣品變硬，同時樣品密度也發生變化，經實驗驗證得出土樣壓縮系數a變小、樣品孔隙e變小、土樣壓縮模量Es變大，所驗證出來的數據是根據以上研究得出。②封樣要求達不到：無樣蓋，包裹不緊密，未蠟封，或運輸過程中密封遭到破壞，結果是濕度變小，樣品結構破壞，含水量、承載力及壓縮性等指標與真實相異。③取樣位置與實際不符或取樣標識不清晰：有的工作人員不按規范要求取樣，使土樣沒有真實代表性，比如：應在12米取的樣，實際卻在14米處取樣，或者標識潦草致試驗員將12米誤作18米的深度，導致所測的物性指標不代表記錄位置土樣指標，危害極大。

2 試驗

（1）開樣。根據客戶的送樣單要求，確定樣品數量，確定樣品是否受到擾動，如樣品擾動了需要求客戶重新取樣，依照相關規定進行試驗：選取樣品時要注意土樣的包裝，區分樣品的層次，將土樣的兩端進行整平，若無特別需求，所取的土樣天然層與切土方形成垂直關系，所選取的土樣具有一定代表性，選取的樣品應靠近環刀部位，同時進行快速選取，防止土樣中的水分流失，如果土樣中的水分流失那么會引起樣品液性指數IL，含水量w及孔隙比e都會變小，可分析出研究區域承載力發生變化。

（2）烘箱的溫度和時間選擇。根據土有機質含量選擇溫度烘烤土和含水量。無機質土在溫度105℃～110℃恒溫烘干，砂類土不小于6小時，粘土類不少于8小時，有機質土或含石膏的土應將溫度控制在60℃～70℃恒溫烘干12小時～15小時。否則會造成含水率不準確。

3 數據的校核

數據是感官認識的定量化，是定性描述在數值上的界定，土工試驗的過程正是定性描述與定量數值的統一過程，其二者應該具有一致性。這要求我們將開樣時的感觀與土工實測數據之間的差異控制在一定的范圍以內，同時也應注意數據輸入輸出的正確性。在開土取土的過程中，感到土是較軟的或測出的液性指數較低，測出的壓縮系數小，這說明該操作有誤或記錄有誤，要檢查各環節，找不出原因要重新取土測試。

4 數據處理

①數據的取舍：整理時對試驗資料中明顯不合理的數據，應通過研究，分析原因，在有條件時，進行一定的補充試驗后，可決定對可疑數據的取舍或改正。舍棄試驗數據時，應根據誤差分析或概率的概念，按三倍標準差作為舍棄標準，即在資料分析中應該舍棄那些在平均值三倍標準差范圍以外波動的測定值，然后重新計算整理。②數據整理：土工試驗中數據的整理與分析能夠運用數次測定取平均值得出，同時算出各項指標的差異系數與標準差值，用來研究土工樣品算數平均值變化程度，這一做法可以驗證計算方法的可靠性。若需要進行計算的數據量大，所得出的結果就趨向于實際平均值，但是一般情況下實際測試數據組數較少，測定出的數據會出現誤差，土工樣品會對工程建設產生影響，對非主要建筑物應取用標準差平值。

圖1 土工試驗數據推理過程

在有些情況下，尚需求出不同土體單元綜合使用時的計算指標，這種綜合性的土性指標，一般采用圖解法或最小二乘方分析法確定。

5 總結

人為因素所產生的數據離散性是可以通過技術的、程序的及數據處理的方法降低的。在實驗數據產生的過程中，嚴格按技術要求采樣，嚴格操作程序規范試驗，采取有效的數據處理方法，試驗數據的可靠性必定可以得到有效保證。