簡析巖土工程勘察的土工試驗要點及其質量控制

沈延青

摘要：土工試驗及其質量控制是巖土工程勘察工作重要環節，直接關系著工程質量和使用安全。其是工程設計和施工的前提和基礎，關系到整個工程建設質量。因此必須加強土工試驗管理以及提高土工試驗質量，從而確保試驗數據的可靠性和準確性。基于此，本文闡述了巖土工程勘察的土工試驗試樣制備，對巖土工程勘察的土工試驗要點及其質量控制進行了簡要分析。

關鍵詞：巖土工程勘察；土工試驗；試樣制備；要點；質量控制

一、巖土工程勘察的土工試驗試樣制備分析

取樣是巖土工程勘察土工試驗的第一道工序，要選取整個土樣最有代表性的部分，注意土樣的均勻性。開土時應描述土樣的顏色、礦物成分、塑性狀態、軟硬程度以及結構構造，垂直下壓環刀，含水量及液限應取刀貼近部分，快速取含水量土樣，及時裝盒以避免水分的損失。含水量、密度就存在有誤差， 那么根據含水量、密度等推算出的其他指標就不準確；測得的液塑限指標不準確， 就不能很好地判斷土的狀態；對土樣進行顆粒分析時，取樣不均勻，所測得的顆粒組成百分比、顆粒大小分布曲線、有效粒徑D10、不均勻系數Cu、曲率系數Cc 都不準確。一般在開樣后就立即進行，否則會因不同程度的風化而使得試驗數據偏小。由于土樣本身不均勻或采集時土體與管壁的摩擦作用，導致天然含水率發生一定變化，要依據試驗規程，取三個以上的土樣進行平行試驗，去除離散較大的的值后取平均值。若為連續試驗，則土樣盒在使用中可能未洗凈或會受到一定腐蝕，因此必須在取樣前重新稱取盒重。

二、巖土工程勘察的土工試驗要點分析

巖土工程勘察的土層固結試驗是測定土體在壓力作用下產生變形的過程，可分析判斷土的壓縮特性和天然土層的固結狀態，作為設計的計算數據。為了準確提供壓縮指標，首先要控制好土樣的驗收和管理工作。在試驗過程中，要嚴格按國家標準進行操作，出現問題要及時解決。如在開土時感到土較硬而測出的壓縮模量較小，可能是所取土樣中已存在擾動結構面或已進水。如在開土過程中，感到土是較軟的或測出的液性指數較大，而測出的壓縮模量較大，則說明實驗操作或記錄有誤，或是儀器有較長時間沒有校正，致使儀器變形量過大等，要仔細檢查各個環節。抗剪強度的試驗方法有多種，在試驗室內常用的有直接剪切試驗，三軸壓縮試驗和無側限抗壓試驗。在計算承載力、評價地基穩定性以及計算擋土墻的土的壓力時，都要用到土的抗剪強度指標。有時理論上的數據和測出的結果相差很大。如抗剪強度試驗測出粘聚力值有時會出現負值的現象，主要原因是所取的一組試樣的性質相差太大，自然不符合規律，所以土樣制作時需取有代表性的土樣。土的壓縮特性和抗剪強度有著一定的關系，利用這種關系，可直觀判斷壓縮結果和抗剪結果是否正確。一般情況下，土的壓縮性越高，壓縮模量越低，而它的抗剪強度則越小，故壓縮模量與抗剪強度指標正相關。土的物理性試驗各項指標之間是互相關聯的，當試驗指標出來以后，應對出來之后的試驗指標進行分析，判斷其準確性。選取不一致的含水量試樣物理性與力學性試樣土質土性的試驗品，物理性與力學性指標矛盾突出，飽和度有偏小、偏大反常。例如出現有些飽和度超過100%的現象，說明在測試天然密度，天然含水量，及土粒比重的中存在問題，綜合考慮后可從密度、含水量中選擇反映土實際情況的指標。土的礦物成分決定土的比重大小，當土粒的比重變化較小時，同一地區同一類型的土基本相同；當粘土礦物成分較多時，比重值較大。然而，當土中含有有機質時，土的比重可降到2.40以下，此時應改用煤油、汽油等中性液體測定，并采用抽氣法排氣。土的液限、塑限分別是細粒土處于可塑狀態的下限和上限含水量。

三、巖土工程勘察的土工試驗質量控制分析

巖土工程勘察的土工試驗質量控制主要體現在：（1）嚴格試驗儀器設備的質量管理。隨著市場經濟的快速發展進步，越來越要求提高對于試驗儀器設備的管理。要結合實際情況和管理方式，建立起一種體制和模式對試驗儀器設備進行監督和管理，制定出一系列的管理規范，從開始的準確嚴格的選購儀器，到使用儀器設備，不但要選擇信譽好、質量高的生產廠家，還要重點把握對儀器設備的正確合理的操作方法，以及在使用儀器設備之后，對其進行嚴格管理和認真保養，以便于儀器設備在工作過程中避免出現差錯。（2）建立健全各項土工試驗規章制度。建立健全各項土工試驗規章制度，規范各項試驗的基本操作過程。對試驗儀器進行定期的保養及檢測，并且做到經常性及定期檢查。對報廢不符合標準的儀器，應及時更新，對影響試驗質量的儀器應及時整修。（3）加強樣品的運輸和采集工作的質量控制。在樣品的運輸過程中要盡量平穩，減少對樣品的擾動，避免因此造成試驗樣品等級下降，大型工程要把試驗室搬遷到施工現場，這樣能減少因運輸而造成的誤差。試驗用樣品的狀態應符合標準要求。試樣的尺寸關系到試驗結果的準確性，應滿足標準要求。（4）規范土工試驗程序。在力學性能檢測試驗中，比如三軸剪切試驗過程中，加荷速度對檢測結果有一定的影響。一般加荷速度較快，試件的變形滯后于加在其上的荷載，測出的強度值會高于土樣固有的強度。有的檢測人員忽視了加荷速度，在不了解加荷速度時隨意進行加荷檢測，或者不嚴格按照標準規定的加荷速度進行檢測，致使檢測結果失去可比性、真實性。檢測人員應熟悉操作規程，確保試驗的程序符合標準的要求，保證試驗質量。（5）提升土工試驗人員的綜合素質。巖土工程勘察的土工試驗質量是一項集體合作和高度綜合的工程，必須加強對土工試驗人員的培訓工作，以切實提高土工試驗人員的專業技能和職業綜合素養為根本，建立與實際業務相應的培訓工作體系，使工作人員在專業技術和業務能力方面有更大的提高。要建立健全的培訓制度和教育的制度及健全的上崗值班制度，培養土工試驗人員深入系統地掌握專業知識，了解土工試驗的根本任務和基本性質，采取專業先進的技術，進行準確地操作，以利于得到真實準確的試驗數據。土工試驗工作人員的專業素質和職業素養是影響工作的是最為大因素，只有全面提高土工試驗人員的綜合素質和工作技能水平，才能從根本上提升土工試驗質量。

四、結束語

綜上所述，巖土工程勘察是工程建設的重要內容，其目的是解決和處理建設工程中與巖土有關的內容和問題。土工試驗貫穿于巖土工程勘察的全過程，同時其也是工程項目建設施工的重要環節。因此為了保障工程建設的順利進行，必須做好巖土工程勘察的相關土工試驗工作。

參考文獻：

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（作者單位：青海省地礦建筑勘查設計院）