朱孟春

摘 要：本文基于筆者從事土工試驗(yàn)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以室內(nèi)土工試驗(yàn)的質(zhì)量提高措施為研究對(duì)象，論文首先分析了試驗(yàn)人員的素質(zhì)要求，進(jìn)而從儀器設(shè)備的計(jì)量控制、土工試驗(yàn)質(zhì)量體系的建立、土工試驗(yàn)過(guò)程質(zhì)量管理等幾個(gè)方面進(jìn)行了相信的探討，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：土工試驗(yàn) 質(zhì)量 管理體系

中圖分類號(hào)：TU43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（a）-0064-02

室內(nèi)土工試驗(yàn)是試驗(yàn)人員按規(guī)范規(guī)程或試驗(yàn)委托要求，使用儀器設(shè)備對(duì)土樣進(jìn)行測(cè)試，以得到土體的物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的一組有序的活動(dòng)。土工試驗(yàn)成果作為巖土工程勘察報(bào)告的重要依據(jù)，是工程建設(shè)、設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，土工試驗(yàn)的質(zhì)量對(duì)工程總體的質(zhì)量和安全性有著直接的重大影響。在實(shí)際工作中，土工試驗(yàn)往往受測(cè)試人員水平、儀器設(shè)備精度、試驗(yàn)室質(zhì)量管理體系的完善程度等因素的影響，使土工試驗(yàn)的結(jié)果與土體實(shí)際性狀之間存在不同程度的差別，嚴(yán)重影響了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可信性。從試驗(yàn)人員素質(zhì)、儀器設(shè)備管理、建立和完善實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系等方面對(duì)室內(nèi)土工試驗(yàn)質(zhì)量管理進(jìn)行探討。

1 試驗(yàn)人員素質(zhì)要求

1.1 土工試驗(yàn)人員的配備

土工試驗(yàn)室人員結(jié)構(gòu)通常是由技術(shù)負(fù)責(zé)人和土工試驗(yàn)操作人員組成。具有一定規(guī)模的土工試驗(yàn)室中的技術(shù)負(fù)責(zé)人和技術(shù)骨干應(yīng)配備受過(guò)正規(guī)的巖土工程專業(yè)教育，具有工程師或高級(jí)工程師的資質(zhì)的人員擔(dān)任。土工試驗(yàn)室的操作人員應(yīng)由熟練的技術(shù)工人擔(dān)任，技術(shù)工人上崗前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)，考試合格取得相應(yīng)資質(zhì)后才能上崗作業(yè)。

1.2 持續(xù)的人員培訓(xùn)

人員培訓(xùn)主要是兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是加強(qiáng)試驗(yàn)人員的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，定期組織學(xué)習(xí)最新頒布的試驗(yàn)規(guī)程和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者是對(duì)既有規(guī)范的溫習(xí)和深入研究，牢牢把握重點(diǎn)和操作難點(diǎn)，或者是結(jié)合試驗(yàn)實(shí)踐探討一些試驗(yàn)操作上值得改進(jìn)的地方，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化試驗(yàn)程序；二是逐一對(duì)每一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行操作培訓(xùn)，提高試驗(yàn)人員的實(shí)際操作能力，同時(shí)糾正一些不規(guī)范操作，確保檢測(cè)工作質(zhì)量。

2 儀器設(shè)備的計(jì)量控制

土工儀器設(shè)備的質(zhì)量是影響土工試驗(yàn)質(zhì)量的重要因素。土工試驗(yàn)室要根據(jù)自己所開展的試驗(yàn)項(xiàng)目和工作量合理配備儀器設(shè)備。儀器選用應(yīng)從儀器的量程范圍、測(cè)定的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性來(lái)考慮，避免使用操作費(fèi)事、費(fèi)力、質(zhì)量又差的儀器設(shè)備。選擇儀器設(shè)備的供應(yīng)商應(yīng)具有國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的“制造計(jì)量器具許可證”，以保證質(zhì)量，儀器出廠應(yīng)有合格證。新購(gòu)入的測(cè)量?jī)x器在投入使用前應(yīng)由具有國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門授權(quán)準(zhǔn)予的計(jì)量檢定部門檢定合格方可投入使用。土工試驗(yàn)參數(shù)的準(zhǔn)確度與儀器設(shè)備的穩(wěn)定性密切相關(guān)。試驗(yàn)所用計(jì)量器具應(yīng)通過(guò)計(jì)量檢定或自校，溯源到國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，這是公正地評(píng)價(jià)檢測(cè)工作質(zhì)量和正確地出具檢測(cè)數(shù)據(jù)的基本保證。

3 建立土工試驗(yàn)室質(zhì)量體系

《檢測(cè)和校準(zhǔn)試驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》中確立了土工試驗(yàn)室計(jì)量認(rèn)證評(píng)審工作準(zhǔn)則，為土工試驗(yàn)室質(zhì)量管理和內(nèi)部審核提供了依據(jù)。根據(jù)準(zhǔn)則的要求，土工試驗(yàn)室應(yīng)建立與其承擔(dān)的土工試驗(yàn)范圍、工作量相適應(yīng)的質(zhì)量體系。根據(jù)該體系，土工試驗(yàn)室應(yīng)建立質(zhì)量保證體系，明確質(zhì)量職能分配，建立檢驗(yàn)工作流程，將影響試驗(yàn)質(zhì)量的技術(shù)、設(shè)備、管理和人員等因素都控制起來(lái)，形成任務(wù)明確、職責(zé)協(xié)調(diào)和相互促進(jìn)的有機(jī)整體，一旦任務(wù)下達(dá)就可按事先策劃的程序啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量工作規(guī)范化管理，并嚴(yán)格執(zhí)行。

4 土工試驗(yàn)過(guò)程質(zhì)量管理

4.1 土樣的驗(yàn)收和管理

土樣送達(dá)時(shí)，送樣人必須附送樣單及試驗(yàn)委托書及其它有關(guān)資料。送樣單應(yīng)有原始記錄和編號(hào)，內(nèi)容應(yīng)包括工程名稱，試坑或鉆孔編號(hào)、高程、取土深度、取樣日期。如原狀土應(yīng)有地下水位高程、土樣現(xiàn)場(chǎng)鑒別和描述及定義、取土方法等。試驗(yàn)委托書應(yīng)包括工程名稱、工程項(xiàng)目、試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法及要求。試驗(yàn)室接到土樣后，應(yīng)按試驗(yàn)委托書驗(yàn)收。驗(yàn)收中需查明土樣數(shù)量是否有誤，編號(hào)是否相符，所送土樣是否滿足試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的要求。必要時(shí)可抽驗(yàn)土樣質(zhì)量，驗(yàn)收后登記編號(hào)。登記內(nèi)容應(yīng)包括：工程名稱、委托單位、送樣日期、土樣室內(nèi)編號(hào)和野外編號(hào)、取土地點(diǎn)和取土深度、試驗(yàn)項(xiàng)目的要求以及要求提出成果的日期等。

土樣驗(yàn)收登記后，應(yīng)將原狀土樣和保持天然含水率的擾動(dòng)土樣置于陰涼的地方，盡量防止擾動(dòng)和水分蒸發(fā)。土樣經(jīng)過(guò)試驗(yàn)之后，余土應(yīng)貯存于適當(dāng)容器內(nèi)，并標(biāo)記工程名稱及室內(nèi)土樣編號(hào)，妥善保管，以備審核試驗(yàn)成果之用。

4.2 樣品制備

作為土工試驗(yàn)的輸入，正確制備土的樣品十分重要。樣品制備關(guān)鍵是鑒別試樣的質(zhì)量等級(jí)和開土描述。樣品制備前應(yīng)檢查土樣的質(zhì)量，按土的結(jié)構(gòu)特征是否發(fā)生變化及改變的程度確定土樣的4個(gè)質(zhì)量等級(jí)，其中，Ⅰ級(jí)為不擾動(dòng)、Ⅱ級(jí)為輕微擾動(dòng)、Ⅲ級(jí)為顯著擾動(dòng)、Ⅳ級(jí)為完全擾動(dòng)。Ⅱ、Ⅲ級(jí)樣品不應(yīng)制備力學(xué)性質(zhì)試樣。受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，有的試驗(yàn)室人員不愿放棄已經(jīng)送來(lái)的試樣，無(wú)視土樣的擾動(dòng)，仍然取作力學(xué)試驗(yàn)，影響了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了趕時(shí)間，對(duì)力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)項(xiàng)目的原狀土樣，未能控制同一組樣品的密度或含水率之差，造成試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)離散性大或不合理。開樣時(shí)操作人員忙于切取或安裝各項(xiàng)試驗(yàn)的樣品，對(duì)開土情況的描述偏于簡(jiǎn)單，不仔細(xì)觀察和記錄樣品的顏色、氣味、結(jié)構(gòu)、夾雜或包含物、裂縫和均勻性等情況。樣品制備不僅要有代表性，同時(shí)應(yīng)考慮工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，取土深度、野外描述和試驗(yàn)要求。對(duì)不符合試驗(yàn)要求的試樣或試驗(yàn)有可能漏項(xiàng)的情況，應(yīng)及時(shí)與送樣單位聯(lián)系。開土描述對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的異常分析十分有用，是解釋指標(biāo)異?；蚋髟囼?yàn)指標(biāo)之間不匹配的依據(jù)之一，同時(shí)也能為工程技術(shù)人員用好試驗(yàn)成果提供幫助。

4.3 試驗(yàn)操作過(guò)程

為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)操作必須規(guī)范化進(jìn)行，試驗(yàn)人員在工作中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，做到每一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目均規(guī)范化操作；試驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)的記錄和核對(duì)工作，確保原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，真正從源頭上杜絕主觀因素可能給試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)的影響和偏差。

4.4 試驗(yàn)資料的整理

為使試驗(yàn)資料可靠和適用，應(yīng)進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)分析和整理。整理時(shí)對(duì)試驗(yàn)資料中明顯不合理的數(shù)據(jù)，應(yīng)通過(guò)研究，分析原因（試樣是否具有代表性、試驗(yàn)過(guò)程中是否出現(xiàn)異常情況等）或在有條件時(shí)，進(jìn)行一定的補(bǔ)充試驗(yàn)后，可決定對(duì)可疑數(shù)據(jù)的取舍或改正。同時(shí)，可以采用下列方法來(lái)發(fā)現(xiàn)一些土工試驗(yàn)的質(zhì)量問(wèn)題。（圖1）

4.4.1 平行試驗(yàn)

對(duì)同一土樣、同一項(xiàng)目進(jìn)行平行試驗(yàn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已有規(guī)定須進(jìn)行平行試驗(yàn)的并有允許偏差的試驗(yàn)項(xiàng)目，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在同一批土樣試驗(yàn)中，如發(fā)現(xiàn)超差項(xiàng)數(shù)比例較大，說(shuō)明整批試驗(yàn)結(jié)果有問(wèn)題，需進(jìn)行系統(tǒng)檢查。在平行試驗(yàn)中，含水率最不穩(wěn)定，容易超差，分析其原因主要是取土的代表性問(wèn)題。密度超差主要有兩個(gè)原因：一是土自身的不均勻性；二是環(huán)刀變形，刮刀磨損呈凹形。因此，在試驗(yàn)過(guò)程中需經(jīng)常檢查環(huán)刀、刮土刀是否符合質(zhì)量要求。目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還沒有規(guī)定允許偏差的試驗(yàn)項(xiàng)目，如：固結(jié)試驗(yàn)、直接剪切、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等，可根據(jù)工程的實(shí)際情況，按不同土層選取一定比例的土樣進(jìn)行固結(jié)平行測(cè)驗(yàn)。有條件時(shí)，選一定比例的土樣進(jìn)行直接剪切或無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度平行試驗(yàn)。平行試驗(yàn)結(jié)果的偏差可用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用3倍標(biāo)準(zhǔn)差（±3s）差別試驗(yàn)結(jié)果是否屬可疑數(shù)據(jù)。

4.4.2 土的物理力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析

土的物理指標(biāo)之間是相關(guān)的，土粒比重Gs決定于土的礦物成分，當(dāng)粘土礦物含量較多時(shí)，Gs值較大。而塑性指數(shù)Ip的大小與土中結(jié)合水的含量有關(guān)。粘土礦物越多，可能形成結(jié)合水含量越高，Ip值越大。土中粘土礦物含量較多時(shí)，Gs和Ip值較大。Gs與Ip正相關(guān)。據(jù)此，可判斷Gs和Ip是否合理。土的含水率ω與土的天然孔隙比e0是相關(guān)的。對(duì)同一類型的土含水率越大，e0也越大，即ω與e0正相關(guān)。不同的土含水率就可能不一樣。如紅粘土、膨脹土、含云母較多的土能吸附更多的結(jié)合水，因此含水率比直觀感覺高。

4.4.3 編制質(zhì)量分析表

土工試驗(yàn)確定土的工程特性參數(shù)，主要建立在統(tǒng)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上。因此，將勘察場(chǎng)地土樣進(jìn)行分層，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，將土工試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，編制土工試驗(yàn)質(zhì)量分析表，查找可疑數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)土工報(bào)告的質(zhì)量。分層及統(tǒng)計(jì)方法為，根據(jù)勘察場(chǎng)地土層的物理力學(xué)性質(zhì)等在勘探深度范圍內(nèi)自上而下按土的深度、結(jié)構(gòu)、顏色、類型、狀態(tài)、密實(shí)度等，將土分成若干土層。然后按土樣的測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，每個(gè)土層的統(tǒng)計(jì)頻數(shù)不應(yīng)小于6個(gè)，編制土工試驗(yàn)質(zhì)量分析表。按土層進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，適用于大部分土工試驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量分析，用計(jì)算機(jī)直接處理，操作簡(jiǎn)便客觀，容易發(fā)現(xiàn)每個(gè)土層試驗(yàn)結(jié)果中的可疑值。經(jīng)過(guò)補(bǔ)充試驗(yàn)或查證，可對(duì)可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行舍棄。

4.4.4 用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法差別異常數(shù)據(jù)

將土工試驗(yàn)的可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行異常差別。常用的異常數(shù)據(jù)差別方法用3倍標(biāo)準(zhǔn)差法（±3 s），但3倍標(biāo)準(zhǔn)差法需要參加統(tǒng)計(jì)的頻數(shù)要大（一般n≥30）。當(dāng)n≤10時(shí)，無(wú)法檢查出任何異常數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)參加統(tǒng)計(jì)的頻數(shù)較小時(shí)，可用Grubbs準(zhǔn)則、t檢驗(yàn)等方法進(jìn)行差別分析。

4.4.5 測(cè)試數(shù)據(jù)分析整理必須堅(jiān)持實(shí)事求是的原則

長(zhǎng)期以來(lái)，在土工試驗(yàn)中存在著一個(gè)思維誤區(qū)，即認(rèn)為同一個(gè)土樣的物理性質(zhì)指標(biāo)一定與力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)相“匹配”，從而對(duì)不“匹配”的數(shù)據(jù)隨意改動(dòng)或刪除。但試驗(yàn)室應(yīng)準(zhǔn)確、清晰、明確和客觀地報(bào)告每一項(xiàng)檢測(cè)或校準(zhǔn)，或一系列的檢測(cè)或校準(zhǔn)的結(jié)果，并符合檢測(cè)或校準(zhǔn)方法中規(guī)定的要求，不能因?yàn)槟骋豁?xiàng)結(jié)果不合格而不予報(bào)告。這也是試驗(yàn)室誠(chéng)信和公正性的基本表現(xiàn)。匹配只是土的一般規(guī)律，是否匹配可以作為檢查土的各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果之間的內(nèi)在聯(lián)系，有異常時(shí)應(yīng)對(duì)單項(xiàng)試驗(yàn)的原始記錄、試驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理進(jìn)行復(fù)查，如試驗(yàn)無(wú)誤，試驗(yàn)室不能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，應(yīng)將該數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明后如實(shí)報(bào)告。綜合分析報(bào)告的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，是土工試驗(yàn)報(bào)告的核心。

5 結(jié)語(yǔ)

土工試驗(yàn)的質(zhì)量是試驗(yàn)室的生命，而人員的素質(zhì)、設(shè)備的條件以及規(guī)范的管理制度則是土工試驗(yàn)質(zhì)量的保證。認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提高專業(yè)技術(shù)水平，加強(qiáng)設(shè)備管理和更新，推行試驗(yàn)室認(rèn)證機(jī)制，才能有效地提高土工試驗(yàn)質(zhì)量，保證土工試驗(yàn)成果的真實(shí)性、可靠性，從而確保工程總體的質(zhì)量和安全性。

參考文獻(xiàn)

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