水利水電工程的地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測技術(shù)

王 迪

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000)

1 水利水電工程的地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測基本概況

目前比較常見的巖土試驗(yàn)檢測技術(shù)主要包括兩類：室內(nèi)試驗(yàn)檢測技術(shù)以及現(xiàn)場試驗(yàn)檢測技術(shù)。其中室內(nèi)試驗(yàn)檢測技術(shù)屬于基礎(chǔ)檢測技術(shù)，它可滿足項(xiàng)目檢測所有要求內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)樣品檢測加工過程，同時(shí)也可展開模擬試驗(yàn)過程?？傮w來說它圍繞物理檢測展開，整體看來檢測結(jié)果非常全面，不過其缺陷問題在于它的檢測結(jié)果沒有現(xiàn)場檢測結(jié)果更直觀，反觀現(xiàn)場檢測它還被稱之為“原位測試”，它所采取的檢測手段更加豐富，其中就包括了荷載試驗(yàn)、動力觸探試驗(yàn)以及精力觸探試驗(yàn)等等。這些試驗(yàn)方法在施工現(xiàn)場可直接檢驗(yàn)處于天然狀態(tài)下的巖土，分析巖土的力學(xué)相關(guān)參數(shù)與性質(zhì)內(nèi)容。在現(xiàn)場原位檢測中，荷載試驗(yàn)是最為常用的，它主要會對地基的受力狀態(tài)進(jìn)行全方位模擬，確保所獲得的監(jiān)測結(jié)果更為直觀合理。不過再反觀對比室內(nèi)試驗(yàn)檢測，它在人力與時(shí)間資源方面耗費(fèi)更大，而且在檢測過程中容易受到客觀條件限制，所以現(xiàn)場荷載檢測僅僅被局限于某些特殊的、有代表性的地層檢測中，無法展開全面檢測。不過，無論是哪種檢測方法都無法單獨(dú)確保為水電水利工程獲得準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。在檢查過程中還必須選擇好具體的試驗(yàn)場地，搜集相關(guān)的試驗(yàn)樣品，做好樣品選取，同時(shí)把握地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測中的相關(guān)注意事項(xiàng)[1]。

2 水利水電工程的地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測工作的重要性與基本特征

2.1 重要性

水利水電工程施工中必須做好巖土工程質(zhì)量檢測，其中關(guān)鍵一項(xiàng)就是地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測，它是保證工程基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量的重中之重?？紤]到國內(nèi)地域廣闊，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，存在大量的特殊性巖土分布，所以巖土工程建設(shè)本身難度不低，所以必須加強(qiáng)有關(guān)巖土工程的質(zhì)量檢測工作，明確工程地質(zhì)相關(guān)條件。在具體的巖土質(zhì)量檢測過程中可能會發(fā)現(xiàn)各種不良地基狀況，所以必須及時(shí)采取有效處理措施，消除安全隱患問題，提高水利水電工程的建設(shè)安全系數(shù)。考慮到巖土質(zhì)量檢測過程中需要的開銷費(fèi)用僅僅占到工程造價(jià)中的一小部分，所以它還需要結(jié)合工程建設(shè)與周邊環(huán)境之間的相關(guān)關(guān)系展開系統(tǒng)性分析，保證在有利地質(zhì)條件下展開檢測與相關(guān)基礎(chǔ)建設(shè)施工工作，最大限度規(guī)避工程隱患問題，相應(yīng)減少工程運(yùn)營中的維護(hù)管理費(fèi)用。因此可以見得地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測工作對于整個(gè)水電水利工程項(xiàng)目建設(shè)而言是至關(guān)重要的。

2.2 基本特征

水利水電工程不同于普通工程，因?yàn)樗膸r土工程特點(diǎn)鮮明突出，一般來講可歸納總結(jié)為3個(gè)方面：第一，它的施工隱蔽性非常之強(qiáng)，其中就包括了水利水電建筑防護(hù)措施、樁基施工、地基處理等等內(nèi)容，這些施工內(nèi)容都要在相對隱蔽的環(huán)境下施工展開，如果出現(xiàn)了施工質(zhì)量控制不到位情況，例如在工程運(yùn)行過程中暴露出諸多安全隱患問題，需要再采用到連續(xù)跟蹤監(jiān)督技術(shù)，并針對工程項(xiàng)目建設(shè)采取全程監(jiān)護(hù)措施，避免出現(xiàn)巖土處理不當(dāng)?shù)仁┕べ|(zhì)量及安全等問題；第二，在地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測工作中是存在不確定性特征因素的，這是因?yàn)閲鴥?nèi)地域相對遼闊，巖土工程測試勘查工作需要迎合這種地理地勢復(fù)雜性因素，在勘查報(bào)告分析與撰寫過程中分析可能存在的多種情況，保證測試結(jié)果得到充分且正確體現(xiàn)。再者，考慮到區(qū)域巖土性質(zhì)會受到環(huán)境、氣候等諸多因素影響而發(fā)生明顯變化，所以必須在施工過程中分析巖土特性，結(jié)合巖土特性改變施工方式，根據(jù)施工方式再作出相應(yīng)的巖土試驗(yàn)檢測過程。在該過程中需要準(zhǔn)確采集并分析施工現(xiàn)場的巖土實(shí)際狀況，然后再給出相關(guān)針對性指導(dǎo)建議；第三，針對地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測的操作區(qū)域性問題分析必須到位，針對不同區(qū)域應(yīng)用相同實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)，所獲得的結(jié)果應(yīng)該是有所不同的，其根本原因還在于各個(gè)區(qū)域中自然地質(zhì)條件差異性相對較大，巖土性質(zhì)也存在較大區(qū)別，所以試驗(yàn)測試結(jié)果不盡相同。在具體的巖土工程測試技術(shù)應(yīng)用中，所需要考慮到的數(shù)據(jù)指標(biāo)要求相對較高，針對不同的巖土性質(zhì)，還需要選擇不同的工藝條件、施工設(shè)計(jì)參數(shù)、特別是要對巖土的抗剪切強(qiáng)度進(jìn)行針對性分析[2]。

3 水利水電工程的地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測樣品的處理技術(shù)與檢測要點(diǎn)

3.1 處理技術(shù)

在水利水電工程的地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測工作中需要圍繞地基基礎(chǔ)巖土樣品的取樣、封存、運(yùn)輸?shù)鹊日归_，下文將逐一展開分析。

1)對地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測樣品的取樣技術(shù)分析

在針對地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測樣品的選擇取樣方面，應(yīng)該綜合考慮到水利水電工程地基土層條件，選擇更具有代表性的巖土土壤，然后取樣處理。地基巖土樣品的選取需要進(jìn)行巖土數(shù)量控制，例如針對某一塊建設(shè)場地，一般會選擇4-5組巖土樣品，同時(shí)考慮到地基厚度因素。如果土層土壤受到外界地理環(huán)境中各種條件影響，例如土層結(jié)構(gòu)相對松散、降雨天氣影響等等，它的邊坡土體就會出現(xiàn)嚴(yán)重的蠕動現(xiàn)象，此時(shí)需要結(jié)合土層結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行合理的土巖土試驗(yàn)檢測樣品取樣。舉例來說，像在干旱季節(jié)，需要分析土層結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，如果其密實(shí)度較高，土層的蠕變程度就會調(diào)節(jié)到土體所能夠承受的壓力力度范圍之內(nèi)，此時(shí)需要做到土體正常取樣。當(dāng)然無論是何種季節(jié)，巖土試驗(yàn)檢測過程都需要具有代表性，即提取具有代表性的巖土樣品，客觀反映土層實(shí)際狀況，特別是反映季節(jié)氣候特征內(nèi)容。

2)對地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測樣品的封存技術(shù)分析

針對地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測樣品的封存管理，需要注意做好兩點(diǎn)工作內(nèi)容：在土壤樣品采集過程中需要采集更多高質(zhì)量的土體樣品，例如像擾動土或者原狀土，采集后做好封存處理，并儲存土筒上做好記錄。但如果出現(xiàn)了原狀土取樣樣品無法填滿土筒的情況，則需要再補(bǔ)充擾動土進(jìn)行填充擾動處理，避免筒壁與填充土壤之間出現(xiàn)不必要縫隙。再一點(diǎn)，在擾動土選擇方面需要選擇采用到接近于天然濕度的擾動土。在土壤樣品采集完畢后需要對擾動土樣品的詳細(xì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析(一般送往實(shí)驗(yàn)室實(shí)施試驗(yàn)檢測分析)，以求獲得精確樣品數(shù)據(jù)參數(shù)。

針對巖石土體樣品要保證其能夠維持原有濕度，在巖石試件管理方面應(yīng)該做好包裝封閉處理，如果是硅質(zhì)硬巖樣必須做到直接取樣，如果是泥質(zhì)巖樣品則必須采用紗布包裹處理，配合融蠟澆注成型，最后送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測分析。

3)對地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測樣品的運(yùn)輸技術(shù)分析

針對地基基礎(chǔ)巖土試驗(yàn)檢測樣品的運(yùn)輸管理技術(shù)應(yīng)用需要保證做到運(yùn)輸?shù)陌踩耘c穩(wěn)定性，同時(shí)注意把握以下幾點(diǎn)關(guān)鍵事項(xiàng)。在運(yùn)輸樣品過程中，需要調(diào)整取樣樣品，將取樣樣品放置于具有防震功能的保護(hù)箱中，并在保護(hù)箱中設(shè)置軟墊空隙襯砌結(jié)構(gòu)，避免樣品在運(yùn)輸過程中發(fā)生劇烈顛簸或震動。總體來講，針對樣品的運(yùn)輸技術(shù)還要營造一個(gè)安全穩(wěn)定環(huán)境，避免運(yùn)輸不良影響發(fā)生[3]。

3.2 檢測要點(diǎn)

針對水利水電工程地基基礎(chǔ)巖土檢測的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)需要結(jié)合以下兩點(diǎn)來分析，分別為地基基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)與具體檢測方法，以下結(jié)合一點(diǎn)案例展開分析。

1)某水利水電工程地基工程概述

某水利水電工程項(xiàng)目擁有獨(dú)立樁基巖土分支工程，它的地基基礎(chǔ)巖土監(jiān)測對象為持力層強(qiáng)化風(fēng)砂巖。該工程的地基承載力為350kPa，根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測相關(guān)要求，需要對地基基礎(chǔ)的抽查過程進(jìn)行分析，抽查數(shù)量為300m2地基基礎(chǔ)巖土試樣，選擇12個(gè)孔的巖土試樣，且每個(gè)基槽中的每20m保證有一個(gè)1個(gè)孔，并以76cm自由落距為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格進(jìn)行試驗(yàn)土層制作(利用貫入器)，同時(shí)做好巖土層力學(xué)數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄。以下分析了工程試驗(yàn)器件的具體規(guī)格。

首先是貫入器，保證其對開管長度規(guī)格>500mm，外徑設(shè)計(jì)為51mm，內(nèi)徑設(shè)計(jì)為36mm，刃口角度設(shè)置為20°，刃口單刃厚度設(shè)置為2.5-3.5mm左右。

其次是觸探桿，設(shè)置直徑為50mm鉆桿，保證其相對彎曲度為1‰。

最后是穿心錘，保證落錘質(zhì)量>64.5kg，且落距控制在76-80cm左右。

2)某水利水電工程地基基礎(chǔ)巖土檢測方法

某水利水電工程的地基基礎(chǔ)巖土檢測方法采用到了標(biāo)準(zhǔn)貫入法，它結(jié)合回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)保持孔內(nèi)水位高于地下水位位置。但是考慮到該工程項(xiàng)目中孔壁穩(wěn)定性相對偏差，所以采用泥漿護(hù)壁首先清除孔底殘?jiān)糠郑缓笤僬归_下一步施工過程。在錘擊施工方面采用到了自由落錘技術(shù)方法，它可有效減少導(dǎo)向管與錘體之間的摩擦力系數(shù)，同時(shí)避免出現(xiàn)錘心走偏或者側(cè)搖等等問題[4]。

4 總 結(jié)

在水利水電工程中，針對地基基礎(chǔ)的巖土試驗(yàn)檢測技術(shù)應(yīng)用需要結(jié)合實(shí)際情況具體問題具體分析，保證檢測過程中數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)用精確到位。在試驗(yàn)檢測過程中還要做好樣品處理，把握各個(gè)檢測要點(diǎn)，選擇正確合理的檢測技術(shù)方法，確保檢測結(jié)果絕對可靠。