孫 麗

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

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影響黃土濕陷性評(píng)價(jià)結(jié)果的因素探討

孫 麗

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了取土方式及土樣質(zhì)量等級(jí)對(duì)黃土室內(nèi)濕陷性試驗(yàn)的影響，并從試驗(yàn)方法、試樣制備、儀器設(shè)備等方面，探討了影響黃土濕陷性評(píng)價(jià)結(jié)果的主要因素，為類似問題研究提供參考。

濕陷性黃土，試驗(yàn)方法，土樣，工程勘察

0 引言

在濕陷性黃土場(chǎng)地上進(jìn)行建設(shè)，要結(jié)合黃土濕陷性特點(diǎn)和建筑物要求進(jìn)行地基處理，防止地基濕陷對(duì)建筑物產(chǎn)生危害，黃土濕陷性評(píng)價(jià)結(jié)果直接影響地基處理措施的選擇與工程造價(jià)。由于受多種因素影響，致使同一場(chǎng)地不同勘察階段、同一場(chǎng)地不同勘察單位之間濕陷性評(píng)價(jià)結(jié)論存在明顯甚至根本性的差異，給工程建設(shè)造成了不必要的浪費(fèi)或留下安全隱患，有的直接導(dǎo)致工程事故的發(fā)生。本文結(jié)合多年工程實(shí)踐中的體會(huì)，對(duì)黃土濕陷性評(píng)價(jià)有影響的因素進(jìn)行分析探討，望對(duì)客觀評(píng)價(jià)黃土濕陷性起到指導(dǎo)作用。

1 試驗(yàn)方法對(duì)濕陷性評(píng)價(jià)結(jié)果的影響

測(cè)定黃土濕陷性的試驗(yàn)包括室內(nèi)壓縮試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn)。室內(nèi)壓縮試驗(yàn)為通過鉆孔或探井采取土樣，試驗(yàn)室在一定壓力條件下通過測(cè)定浸水前后的變形計(jì)算濕陷系數(shù)，進(jìn)而按有關(guān)規(guī)范規(guī)定對(duì)黃土濕陷性進(jìn)行評(píng)價(jià)；現(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn)為在現(xiàn)場(chǎng)開挖試坑進(jìn)行浸水，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定土體在上覆壓力下濕陷沉降量，從而對(duì)場(chǎng)地濕陷性進(jìn)行評(píng)價(jià)。為測(cè)定不同層位黃土的濕陷量，通常在試坑底，由中心對(duì)稱設(shè)置深(淺)標(biāo)點(diǎn)。室內(nèi)試驗(yàn)由于簡(jiǎn)單，易操作，在工程實(shí)踐中應(yīng)用較廣。但由于受多種因素影響，運(yùn)用室內(nèi)試驗(yàn)判定黃土濕陷性還存在一定的局限性，如試驗(yàn)用樣從原地基中取出后，不再受上覆壓力束縛，土樣所受應(yīng)力狀態(tài)改變，一定程度上造成濕陷系數(shù)偏大等。室內(nèi)試驗(yàn)施加的壓力為上覆土層的飽和自重壓力，實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)條件下由于受黃土特殊結(jié)構(gòu)及古土壤層的影響，作用壓力并不等于上覆土層的自重壓力?，F(xiàn)場(chǎng)浸水試驗(yàn)原理清晰，影響因素能一并考慮，試驗(yàn)結(jié)果客觀真實(shí)，但由于人、財(cái)、物的投入都較大，受場(chǎng)地及周邊環(huán)境、水源、電力、工期等制約因素也較多，實(shí)際操作很困難。為客觀評(píng)價(jià)場(chǎng)地濕陷性，工程勘察時(shí)對(duì)新建地區(qū)的甲類建筑和乙類中的重要建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試坑浸水試驗(yàn)，對(duì)一般建筑場(chǎng)地，可以室內(nèi)試驗(yàn)為主，但應(yīng)逐步建立室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果間的關(guān)系，對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)成果進(jìn)行修正。

2 取土方式及土樣質(zhì)量等級(jí)對(duì)黃土室內(nèi)濕陷性試驗(yàn)的影響

目前，土樣采用方式主要為鉆孔取樣和探井取樣。鉆孔樣受鉆探、取樣、運(yùn)輸?shù)纫幌盗胁豢杀苊獾娜藶橐蛩赜绊?，造成鉆孔取樣質(zhì)量等級(jí)較低，土樣質(zhì)量等級(jí)一般僅可達(dá)Ⅱ級(jí)，導(dǎo)致試驗(yàn)土樣的孔隙比、壓縮性指標(biāo)偏小，對(duì)黃土濕陷特性造成誤判。探井成孔口徑較大，土樣為人工從探井壁用刀削取，取土過程影響因素少，土樣質(zhì)量等級(jí)保證程度高，一般可達(dá)Ⅰ級(jí)。為最大程度降低土樣質(zhì)量對(duì)黃土濕陷性的影響，山西省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)DB J04/T 312—2015濕陷性黃土場(chǎng)地勘察及地基處理規(guī)范規(guī)定，采用鉆孔取樣必須以“有足夠數(shù)量的探井”為前提，進(jìn)行濕陷性試驗(yàn)的土樣必須為Ⅰ級(jí)土樣。土樣質(zhì)量等級(jí)的鑒定，可采用目測(cè)檢查、微觀檢測(cè)、e—lgp曲線法。目測(cè)檢查：在開土之后，應(yīng)對(duì)擬進(jìn)行濕陷性試驗(yàn)的土樣全面鑒別，土樣表面不能有裂紋、破裂面等，不合格的土樣不能進(jìn)行濕陷性試驗(yàn)；另外，也可選擇代表性土樣進(jìn)行高壓固結(jié)試驗(yàn)，通過計(jì)算土樣擾動(dòng)指數(shù)對(duì)土樣質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行鑒定，只有Ⅰ級(jí)土樣才可進(jìn)行濕陷性試驗(yàn)。

3 試驗(yàn)方法及過程對(duì)濕陷性的影響

3.1 測(cè)定黃土濕陷性的試驗(yàn)方法

室內(nèi)測(cè)定黃土濕陷性有兩種方法：?jiǎn)尉€法和雙線法。單線法試驗(yàn)需要不少于5個(gè)環(huán)刀試樣，在天然濕度下分級(jí)加荷，按要求加至不同的壓力,下沉穩(wěn)定后浸水飽和至附加下沉穩(wěn)定，試驗(yàn)終止；雙線法試驗(yàn)要求取2個(gè)環(huán)刀試樣，一個(gè)在天然濕度下分級(jí)加荷,加至要求壓力下沉穩(wěn)定后浸水，附加下沉穩(wěn)定后終止試驗(yàn)；另一個(gè)試樣在天然濕度下加第一級(jí)荷載,下沉穩(wěn)定后浸水至下沉穩(wěn)定，在飽和狀態(tài)下分級(jí)加荷至最終壓力，下沉穩(wěn)定后試驗(yàn)終止。單線法和雙線法兩種試驗(yàn)方法由于浸水和加荷程序不同，試驗(yàn)結(jié)果常存在一定的差異。多試驗(yàn)過程分析，單線法更符合實(shí)際，但由于要求同一位置需5個(gè)滿足均勻性要求的環(huán)刀試樣，實(shí)際工作中操作起來有一定困難，工程實(shí)踐中應(yīng)用相對(duì)較少；雙線法試驗(yàn)由于所需試樣少，對(duì)土樣均勻性控制較為容易，方法簡(jiǎn)便、工作量小，在工程實(shí)踐應(yīng)用較廣。

為做到工程中既方便應(yīng)用，又能一定程度上消除試驗(yàn)方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，要對(duì)不同試驗(yàn)方法間的結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，逐步建立兩種方法試驗(yàn)結(jié)果間的關(guān)系，利用單線法試驗(yàn)成果對(duì)雙線法成果進(jìn)行修正。工程實(shí)踐中為客觀評(píng)價(jià)場(chǎng)地土的濕陷性，對(duì)重要建筑物應(yīng)有一定數(shù)量的土樣進(jìn)行單線法試驗(yàn)，以便對(duì)兩種方法測(cè)得的成果進(jìn)行對(duì)比。

3.2 試驗(yàn)過程對(duì)黃土濕陷性的影響

1)試樣制備。土樣制備過程中，要注意土在原始地層中的方向，否則直接影響結(jié)果。黃土由于其大孔性、不均勻性，如有可能應(yīng)盡可能多制備幾個(gè)試樣，挑選出密度差值較為接近的一組試樣進(jìn)行試驗(yàn)。在制樣過程中，應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)范進(jìn)行，如：環(huán)刀內(nèi)壁涂抹凡士林，所切試樣應(yīng)略大于環(huán)刀直徑，邊切邊壓。在環(huán)刀下壓時(shí)，用力要垂直均勻，以便試樣與環(huán)刀密合等。總之每一步都必須嚴(yán)格細(xì)致，否則，所制試樣就難以達(dá)到滿意的效果，其密度平行差值就難控制。

2)儀器設(shè)備的影響。在黃土試驗(yàn)以前，應(yīng)調(diào)試校正儀器，以消除儀器所帶來的系統(tǒng)誤差，不能呆板地執(zhí)行一年調(diào)校一次的儀器校正周期；開展同一人員不同儀器之間比對(duì)試驗(yàn)，減少儀器設(shè)備對(duì)黃土濕陷的影響。

3)試驗(yàn)人員技術(shù)能力的影響。在試驗(yàn)過程中，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)同一批土樣、使用同樣的儀器，試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)明顯的差異，為最大程度降低試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，試驗(yàn)室應(yīng)從以下方面加強(qiáng)控制：加強(qiáng)人員技術(shù)培訓(xùn)，提高試驗(yàn)操作水平，嚴(yán)格考核程序，統(tǒng)一考核標(biāo)準(zhǔn)，不合格人員不得上崗；開展試驗(yàn)室內(nèi)部人員間比對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不同人員之間的試驗(yàn)誤差，對(duì)可能造成試驗(yàn)誤差的各環(huán)節(jié)進(jìn)行追蹤并進(jìn)行深入分析。如誤差造成試驗(yàn)結(jié)果間存在根本性差異，應(yīng)重新比對(duì)并加大比對(duì)量，直到試驗(yàn)結(jié)果在可控范圍內(nèi)為止；加強(qiáng)試驗(yàn)室間的比對(duì)，對(duì)試驗(yàn)室內(nèi)部比對(duì)進(jìn)行補(bǔ)充，提升試驗(yàn)?zāi)芰?，使試?yàn)結(jié)果間差異控制在公認(rèn)的允許誤差范圍內(nèi)。

4)加強(qiáng)質(zhì)量控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)中存在的問題。加強(qiáng)對(duì)濕陷性試驗(yàn)結(jié)果分析，分析濕陷性指標(biāo)與其他試驗(yàn)指標(biāo)間的相關(guān)性，建立黃土濕陷性指標(biāo)與其他物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系，通過試驗(yàn)指標(biāo)間的相關(guān)性檢查濕陷性試驗(yàn)結(jié)果的正確性；另外，逐步統(tǒng)計(jì)建立黃土濕陷性地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)試驗(yàn)工作的開展。如有異常，要對(duì)留存樣品進(jìn)行重復(fù)檢驗(yàn)，做到有異常的數(shù)據(jù)不出試驗(yàn)室。

4 結(jié)語

1)黃土濕陷性試驗(yàn)影響因素較多，為客觀評(píng)價(jià)場(chǎng)地濕陷性，建議優(yōu)先通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)；2)室內(nèi)試驗(yàn)簡(jiǎn)單，易操作，但應(yīng)盡最大可能降低取土、試驗(yàn)過程中諸多因素的影響。試驗(yàn)用土樣優(yōu)先通過探井采取，優(yōu)先選擇單線法進(jìn)行試驗(yàn)，嚴(yán)格控制試驗(yàn)程序，規(guī)范操作，加大儀器校準(zhǔn)和人員對(duì)比力度，消除試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)成果質(zhì)量。

[1] 王軍海.黃土自重濕陷性室內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果差異性分析[J].工程勘察，2014(sup):11-13.

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Discussion on the factors influencing the evaluation results of loess collapse

Sun Li

(ShanxiInvestigationResearchandDesignInstitute,Taiyuan030013,China)

Combining with the practical experience, the paper analyzes the influence of the soil removing approach and soil sample quality grading on loess indoor collapsible tests, and explores the factors which affect the judgment results of the loess collapsibility from the test methods, sample preparation, and equipment, so as to provide some reference for similar problems.

collapsible loess, test method, soil sample, engineering survey

1009-6825(2016)32-0098-02

2016-09-07

孫 麗(1972- )，女，工程師

TU445

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