何樂天

（廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì)，廣東 韶關(guān) 512026）

根據(jù)建設(shè)工程要求，開展巖土工程勘察工作，通過對(duì)所獲得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，以此來精準(zhǔn)的掌握建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)和巖土工程條件，在巖土工程勘察中應(yīng)用土工試驗(yàn)成果，明確各類工程建筑對(duì)地質(zhì)條件的需求以及對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響，在此基礎(chǔ)上來制定合理的施工計(jì)劃。巖土工程勘察中如何有效保證土工試驗(yàn)成果，是目前各相關(guān)人員需要考慮的問題。

1 土工試驗(yàn)在巖土工程勘察中作用體現(xiàn)

松散堆積物是地殼表層巖石風(fēng)化后形成的物體，風(fēng)化過程也是巖土形成的過程。松散性、流動(dòng)性以及自然性是巖土主要的三個(gè)特征，巖土不是連續(xù)的固體，因自身松散性特點(diǎn)，進(jìn)而形成了較為明顯的流動(dòng)性特征；水、顆粒以及氣體等是構(gòu)成巖土的主要元素，加上不屬于人工制成，是自然條件下形成的歷史產(chǎn)物。

巖土工程項(xiàng)目建設(shè)性質(zhì)的不同，對(duì)巖土的要求也有很大不同，不同類型的巖土所構(gòu)成的顆粒大小與礦物質(zhì)也各不相同，也就間接導(dǎo)致了巖土較為復(fù)雜的物理性質(zhì)，為提升巖土工程勘察工作效率，開展土工試驗(yàn)是非常必要的，對(duì)確保巖土工程施工質(zhì)量有著十分重要的作用[1]。

土工試驗(yàn)主要研究巖土界限系數(shù)與顆粒構(gòu)成，最為明顯的作用是幫助技術(shù)人員精準(zhǔn)掌握巖土性質(zhì)，通過分析巖土顆粒構(gòu)成與分布情況，提取試驗(yàn)中具有導(dǎo)向價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，以此來全面了解巖土的各項(xiàng)性質(zhì)[1]。為保證土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)性，技術(shù)人員在試驗(yàn)時(shí)需要對(duì)粗粒巖土進(jìn)行劃分和標(biāo)記巖土物理性質(zhì)，為后續(xù)巖土工程勘察工作提供強(qiáng)有力的參考依據(jù)。在土工試驗(yàn)的過程中，重點(diǎn)分析巖土三相構(gòu)成比例，能夠促使技術(shù)人員了解與掌握該地區(qū)巖土基本物理性質(zhì)的同時(shí)，也能達(dá)到對(duì)巖土基本指標(biāo)進(jìn)行明確的目的。巖土界限系數(shù)主要是檢測(cè)巖土中的含水率，主要用作于細(xì)粒巖土，巖土中含水率變化過大，就會(huì)形成不同的巖土形態(tài)。比如，當(dāng)巖土出現(xiàn)固體狀態(tài)、流動(dòng)狀態(tài)以及可塑狀態(tài)等，技術(shù)人員就可通過檢測(cè)界限含水率，來對(duì)細(xì)粒土進(jìn)行界定，包括塑限、液限等。

針對(duì)巖土固結(jié)試驗(yàn)，試驗(yàn)中最為常用的兩種數(shù)據(jù)分別是壓縮模量和壓縮系數(shù)，若巖土工程勘察工作中涉及基坑開挖等方面，還需要用到巖土的壓縮指數(shù)和回彈指數(shù)等，土工試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)、壓縮值等數(shù)據(jù)對(duì)巖土工程后期基坑開挖有著較為突顯的作用。針對(duì)巖土試驗(yàn)，通過檢測(cè)巖石試驗(yàn)樣品來確定巖土實(shí)際抗壓強(qiáng)度，其相關(guān)數(shù)據(jù)是巖土工程后期地基處理重要的參考依據(jù)。為確保巖土工程整體施工質(zhì)量，靈活運(yùn)用相關(guān)技術(shù)，提升土工試驗(yàn)成果可行性以及可操作性，為巖土工程后期基坑開挖，地基處理以及基坑降水等施工程序提供有價(jià)值的操作依據(jù)。土工試驗(yàn)在巖土工程勘察中作用參考表1。

表1 土工試驗(yàn)在巖土工程勘察中作用

2 巖土工程勘察中應(yīng)用土工試驗(yàn)成果應(yīng)注意的問題

2.1 巖土含水率試驗(yàn)中需要注意的問題

含水率、密度以及比重是構(gòu)成巖土測(cè)量的基本指標(biāo)，巖土自身飽和度、孔隙度、干密度以及孔隙比等與上述三項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)有著十分密切的關(guān)系，三相指標(biāo)一旦發(fā)生變化，不僅會(huì)影響其他巖土指標(biāo)的測(cè)量，也會(huì)改變土工試驗(yàn)結(jié)果的性質(zhì)。在實(shí)際試驗(yàn)的過程中，技術(shù)人員應(yīng)注意這一點(diǎn)，含水率是這三項(xiàng)指標(biāo)中最不穩(wěn)定的，極易受到各類因素的影響，巖土地質(zhì)條件的不同其含水量也會(huì)存在較大的差異，比如取樣不標(biāo)準(zhǔn)、土層不均勻等因素都會(huì)影響土層含水量的試驗(yàn)結(jié)果，為確保土工試驗(yàn)成果準(zhǔn)確性和勘察工作質(zhì)量，必須要充分考慮這些影響因素，以此來避免巖土工程勘察工作出現(xiàn)偏差[2]。

2.2 巖土抗剪輕度及固結(jié)試驗(yàn)中需要注意的問題

巖土壓縮性與抗剪強(qiáng)度之間存在著密切的關(guān)系，技術(shù)人員可根據(jù)這一關(guān)系性質(zhì)來判斷巖土壓縮結(jié)果和抗剪結(jié)果。巖土壓縮模量與壓縮性強(qiáng)度有關(guān)，巖土壓縮性越強(qiáng)，其壓縮模量越低，其抗剪強(qiáng)度也會(huì)隨之縮小。固結(jié)試驗(yàn)中上述關(guān)系并不能發(fā)揮效用，針對(duì)此問題，技術(shù)人員在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際測(cè)量出的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行判斷和分析。土工試驗(yàn)是巖土工程勘察中最為重要的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是衡量測(cè)試結(jié)果的有效手段之一，測(cè)試結(jié)果精準(zhǔn)性最終影響巖土工程質(zhì)量和施工安全，因巖土自身復(fù)雜性特征，實(shí)際土工試驗(yàn)成果也有可能會(huì)出現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象，技術(shù)人員應(yīng)注意此方面問題，秉持實(shí)事求是的工作態(tài)度，核查出現(xiàn)該異?，F(xiàn)象的原因，最大程度上保障巖土工程質(zhì)量。

2.3 巖土塑限及液限應(yīng)用時(shí)需要注意的問題

巖土塑限和液限在巖土工程建設(shè)中有著十分重要的作用，其主要作用于對(duì)細(xì)粒土的分析和對(duì)比，測(cè)定可塑狀態(tài)下巖土上限及下限含水量，通過提取試驗(yàn)中有價(jià)值導(dǎo)向的數(shù)據(jù)，對(duì)巖土塑性指數(shù)與液性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，能夠明確細(xì)粒土性質(zhì)地基的實(shí)際承受力，是巖土工程后期地基處理主要需要用到的參考依據(jù)。在實(shí)際試驗(yàn)的過程中，部分巖土中含有許多沙粒，并不符合試驗(yàn)要求，若一旦對(duì)此類巖土進(jìn)行試驗(yàn)，其巖土的塑性指數(shù)并不穩(wěn)定，該試驗(yàn)成果也沒有實(shí)際應(yīng)用效果，因此，技術(shù)人員在試驗(yàn)時(shí)需要充分注意這一點(diǎn)，有利于確保土工試驗(yàn)成果精準(zhǔn)性。

3 巖土工程勘察中土工試驗(yàn)成果的具體應(yīng)用

通過對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的調(diào)研和分析，發(fā)現(xiàn)土工試驗(yàn)成果有著十分顯著的應(yīng)用效果，尤其是一些地質(zhì)條件較為復(fù)雜的巖土工程，不但為巖土工程建設(shè)提供強(qiáng)有力參考依據(jù)的同時(shí)，也極大地提升了巖土工程質(zhì)量。

3.1 巖土含水率、密度以及比重試驗(yàn)參數(shù)的應(yīng)用

巖土三相體系的構(gòu)成分別是水、空氣以及固體顆粒，三相體系比例如實(shí)反映著巖土的物理狀態(tài)，比如巖土干燥或松散或潮濕或密實(shí)等。這幾種狀態(tài)是巖土基本的物理性質(zhì)指標(biāo)，對(duì)精準(zhǔn)的評(píng)估巖土工程土層性質(zhì)起到了關(guān)鍵性的作用。通過土工試驗(yàn)可直接測(cè)定含水量、密度以及比重，飽和度、孔隙度等數(shù)據(jù)都可借助上述三個(gè)指標(biāo)計(jì)算而出。地質(zhì)環(huán)境條件影響著巖土礦物質(zhì)值大小，其礦物質(zhì)值大小也影響著巖土密實(shí)程度，當(dāng)巖土中礦物質(zhì)成本越高，其巖土表面所吸附的水分也就越高。通常土粒比重在2.63～2.80范圍內(nèi)，大小值受巖土中礦物質(zhì)成分影響，沙土比重大約在2.60～2.25之間；黏土比重則是在2.65～2.80之間，以上數(shù)據(jù)為同質(zhì)量土粒中水分比重。在實(shí)際試驗(yàn)的過程中，由于沙土的密度要比黏土密度較大一些，當(dāng)巖土中有機(jī)質(zhì)過高，其比重值會(huì)相對(duì)縮減，若無特殊試驗(yàn)要求，技術(shù)人員在進(jìn)行多方面試驗(yàn)時(shí)，選擇經(jīng)驗(yàn)值即可。此外，為確保土工試驗(yàn)成果精準(zhǔn)性，對(duì)于試驗(yàn)樣本的存儲(chǔ)和運(yùn)輸應(yīng)做好相對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施，嚴(yán)格按照試驗(yàn)流程來進(jìn)行操作，并保持小心謹(jǐn)慎的試驗(yàn)態(tài)度，最大限度上確保土工試驗(yàn)成果準(zhǔn)確性，縮小誤差。

3.2 巖土界限含水率參數(shù)的應(yīng)用

界限含水率主要應(yīng)用于細(xì)粒土性質(zhì)的測(cè)定，當(dāng)細(xì)粒土從某一狀態(tài)改變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，則稱之為巖土的界限含水率，巖土從流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)向?yàn)榭伤軤顟B(tài)，則稱之為塑性上限含水率（液限）；反之，巖土從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)向半固定狀態(tài)，則稱之為塑性下限含水率（塑限）。這兩項(xiàng)指標(biāo)是細(xì)粒土進(jìn)行測(cè)定的重要參數(shù)，主要是為了判斷巖土工程建設(shè)中所涉及到的巖土狀態(tài)。

液塑限聯(lián)合測(cè)定儀是現(xiàn)階段巖土工程勘察中最為常用的一種測(cè)定方式，該測(cè)定方式可以精準(zhǔn)的計(jì)算出巖土可塑性范圍，當(dāng)測(cè)定出巖土中的可塑性指數(shù)越大，則表明巖土中所含有的水分也就越多，相對(duì)應(yīng)的巖土與水之間的作用也就越強(qiáng)烈。液性指數(shù)是指巖土中天然含水率與塑限及塑性指數(shù)三者之間的比值，也是表示巖土天然含水率與界限含水率之間的相對(duì)關(guān)系[3]。在實(shí)際試驗(yàn)的過程中，技術(shù)人員需要注意所測(cè)定出來的液塑限數(shù)值并不能將巖土天然含水率完全反映出來，也不能將液限指數(shù)作為判斷巖土物理狀態(tài)的唯一數(shù)據(jù)，尤其是測(cè)定含有顆粒較多的巖土。因此，技術(shù)人員在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，并不能完全依靠過去的經(jīng)驗(yàn)值，應(yīng)該根據(jù)巖土工程周圍實(shí)際情況，并結(jié)合所測(cè)定的數(shù)據(jù)來進(jìn)行判斷，在此基礎(chǔ)上來制定適合該地區(qū)巖土工程建設(shè)的施工方案，保障巖土工程質(zhì)量。

3.3 巖土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)參數(shù)應(yīng)用

抗剪強(qiáng)度由巖土黏聚力和內(nèi)摩擦力構(gòu)成，土粒之間表面所產(chǎn)生的摩擦力和咬合力，則稱之為內(nèi)摩擦力。原始黏聚力、固化黏聚力以及毛細(xì)黏聚力是組成土粒間黏聚力的主要參數(shù)，巖土抗剪強(qiáng)度與內(nèi)摩擦力之間存在著密切的聯(lián)系。較為松散的巖土中因濕度不夠，所產(chǎn)生的毛細(xì)黏聚力會(huì)相對(duì)較小，在試驗(yàn)中可忽略不計(jì)；而黏性較強(qiáng)巖土的抗剪強(qiáng)度則由黏聚力和內(nèi)摩擦力形成；所以，巖土黏聚力作用強(qiáng)度會(huì)隨著巖土顆粒大小而變化，其巖土塑性也會(huì)有一定影響。

巖土抗剪強(qiáng)度的測(cè)定通常采用以下三種方式：第一，快剪試驗(yàn)。主要應(yīng)用于抗剪強(qiáng)度要求不高的巖土工程，若工程現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)短暫的固結(jié)現(xiàn)象，可采用固結(jié)快剪試驗(yàn)，巖土工程排水條件也會(huì)影響快剪試驗(yàn)應(yīng)用的方式；第二，剪切試驗(yàn)。該方式主要應(yīng)用于要求地基土強(qiáng)度的巖土工程中，對(duì)基坑和邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定，通過進(jìn)一步分析試驗(yàn)成果的準(zhǔn)確性，來確定巖土工程質(zhì)量和安全。在實(shí)際試驗(yàn)的過程中，技術(shù)人員必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的試驗(yàn)流程來進(jìn)行操作，一旦出現(xiàn)誤操作，不僅會(huì)給巖土工程造成無法挽回?fù)p失的同時(shí)，其巖土工程建設(shè)施工也無法得到安全保障。

4 結(jié)語

綜上所述，巖土工程勘察中應(yīng)用土工試驗(yàn)成果，有利于確保巖土工程勘察工作順利開展的同時(shí)，也能有效提升巖土工程勘察工作效率和精準(zhǔn)性。重視土工試驗(yàn)成果在應(yīng)用時(shí)需要注意的問題，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，合理應(yīng)用土工試驗(yàn)成果，制定科學(xué)且針對(duì)性的巖土工程勘察計(jì)劃方案，為后期各項(xiàng)基礎(chǔ)工作實(shí)施提供參考依據(jù)的同時(shí)，也能最大程度上保障工程質(zhì)量。