陳飛

（浙江省工程勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 315012）

0 引言

巖土工程勘察土工試驗(yàn)是勘察的核心環(huán)節(jié)，只有嚴(yán)格控制巖土工程勘察質(zhì)量才能保障勘察設(shè)計(jì)的合理性，因此，土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的重要環(huán)節(jié)，就目前我國(guó)巖土工程勘察土工試驗(yàn)現(xiàn)狀而言，雖然融入了很多新技術(shù)、新設(shè)備，使得土工試驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)得到了很大程度上的提升，但是依然存在很多問(wèn)題亟待解決，需采取有針對(duì)性的方法和對(duì)策，才能最大限度上保障土工試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。基于此，開(kāi)展巖土工程勘察土工試驗(yàn)存在的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策的分析研究就顯得尤為必要。

1 土工試驗(yàn)的內(nèi)容

巖土工程勘察土工試驗(yàn)是測(cè)定巖土體參數(shù)的重要方法之一，其內(nèi)容主要涉及巖土的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、水理性質(zhì)等眾多方面。首先，土工試驗(yàn)的重要性不言而喻，它對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量有著直接的影響。在實(shí)際操作中，巖土工程勘察土工試驗(yàn)通常包括取樣試驗(yàn)和原位試驗(yàn)兩大類。取樣試驗(yàn)一般在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，主要包括測(cè)定巖、土結(jié)構(gòu)和成分的指標(biāo)，如巖石的密度、吸水率和飽和吸水率等；土的粒度級(jí)配、天然含水率、密度、液限和塑限、脹縮性指標(biāo)、崩解性指標(biāo)、毛管水上升高度等。同時(shí)，還會(huì)進(jìn)行滲透性指標(biāo)的測(cè)定，以及變形性能和強(qiáng)度指標(biāo)的測(cè)試，如巖石的各種模量以及土的壓縮系數(shù)和變形模量；巖石的單軸抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度以及巖、土的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力等。另一方面，原位試驗(yàn)則是在巖、土體上直接進(jìn)行的。通過(guò)這類試驗(yàn)，可以更加真實(shí)地反映巖土體在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀態(tài)?？偟膩?lái)說(shuō)，巖土工程勘察的目標(biāo)就是正確反映場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件及巖土體性態(tài)的影響，為工程設(shè)計(jì)、施工提供技術(shù)論證和評(píng)價(jià)，以解決巖土工程問(wèn)題。因此，巖土工程勘察中的土工試驗(yàn)內(nèi)容是非常豐富和關(guān)鍵的，需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 巖土工程勘察土工試驗(yàn)存在的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 取樣方面的問(wèn)題

我國(guó)擁有960 萬(wàn)km2的國(guó)土面積，各地區(qū)的地理環(huán)境、地質(zhì)水文條件差異明顯，生態(tài)背景不同，土樣所呈現(xiàn)出的特點(diǎn)也不相同。而巖土成分對(duì)建筑工程造成的影響非常大。這就要求在巖土工程勘察土工試驗(yàn)中必須保障取樣工作的有效性、有代表性、準(zhǔn)確性。在實(shí)際取樣操作中，若未嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定選擇取樣的范圍和取樣操作，或者是儀器設(shè)備選擇不當(dāng)，工作態(tài)度不端正，都會(huì)影響到最終巖土工程勘察土工試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，無(wú)法為項(xiàng)目勘察提供有針對(duì)性的數(shù)據(jù)支持，必然會(huì)影響到工程項(xiàng)目勘察的總體效果[1]。比如：某巖土工程勘察土工試驗(yàn)中，現(xiàn)場(chǎng)取樣人員只對(duì)深度范圍在4～5m 的土層進(jìn)行取樣，判斷該土樣為粉土，但經(jīng)巖土工程勘察土工試驗(yàn)結(jié)果顯示為粉質(zhì)黏土，由于取樣操作不規(guī)范，致使取樣時(shí)非土樣的松散大顆粒在提鉆時(shí)掉落到取土器下方，被現(xiàn)場(chǎng)采樣人員誤認(rèn)為是樣土進(jìn)行觀察，從而引起了觀察結(jié)果和土工試驗(yàn)結(jié)果不一致的情況。

2.2 試驗(yàn)方法方面的問(wèn)題

巖土工程勘察工作在工程項(xiàng)目建設(shè)中具有極其重要的地位，是不可或缺的一環(huán)。在進(jìn)行巖土工程勘察工作時(shí)，必須具備長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性。然而，在實(shí)際的土工試驗(yàn)中，普遍存在方法較為單一的問(wèn)題，許多工程將其僅視為一個(gè)程序性的過(guò)程。這導(dǎo)致一些試驗(yàn)人員往往只關(guān)注眼前的問(wèn)題，按部就班地執(zhí)行試驗(yàn)，而沒(méi)有根據(jù)工程的實(shí)際情況制定合理的試驗(yàn)方案[2]。這種做法使得試驗(yàn)結(jié)果較為片面，缺乏代表性。更為嚴(yán)重的是，有些土工試驗(yàn)人員過(guò)于依賴以往的經(jīng)驗(yàn)，直接得出結(jié)論，這給工程項(xiàng)目帶來(lái)了極大的安全隱患。

2.3 野外編錄方面存在的問(wèn)題

地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多變性使得土工試驗(yàn)在巖土工程勘測(cè)中具有極其重要和現(xiàn)實(shí)的意義。土工試驗(yàn)是研究土的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和工程性質(zhì)的重要手段，通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)與野外勘測(cè)相結(jié)合，可以更深入、更清晰地了解施工地區(qū)的地質(zhì)情況。室內(nèi)土工試驗(yàn)可以模擬不同條件下的土體行為，從而為野外勘測(cè)提供重要的參考依據(jù)。在室內(nèi)試驗(yàn)中，可以控制土體的應(yīng)力、應(yīng)變和時(shí)間等參數(shù)，觀察土體的變形、強(qiáng)度和穩(wěn)定性等特性，從而為野外勘測(cè)提供重要的數(shù)據(jù)支持。野外勘測(cè)可以提供更真實(shí)、更全面的地質(zhì)信息，在野外勘測(cè)中，可以直接觀察施工地區(qū)的地質(zhì)情況，了解土體的分布、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等信息。同時(shí)，還可以通過(guò)鉆探、原位測(cè)試和取樣等手段獲取更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為室內(nèi)試驗(yàn)提供重要的補(bǔ)充[3]。然而，當(dāng)前我國(guó)野外勘測(cè)存在的主要問(wèn)題在于人員過(guò)多且成員之間缺乏合作。在野外勘測(cè)中，由于人員過(guò)多，導(dǎo)致勘測(cè)工作難以統(tǒng)一協(xié)調(diào)，進(jìn)而影響勘測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性。此外，成員之間缺乏合作也會(huì)導(dǎo)致信息溝通不暢，影響勘測(cè)效率和質(zhì)量。

2.4 設(shè)備方面的問(wèn)題

雖然我國(guó)在巖土工程勘察土工試驗(yàn)方面有較為長(zhǎng)遠(yuǎn)的研究歷史，總結(jié)了大量經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，但與此同時(shí)也出現(xiàn)土工試驗(yàn)設(shè)備儀器老化嚴(yán)重的問(wèn)題。雖然這些老舊的設(shè)備也可以滿足大部分巖土工程施工建設(shè)基本需求，但會(huì)降低巖土工程勘察土工試驗(yàn)的效率、質(zhì)量。雖然我國(guó)有老化設(shè)備及時(shí)更新?lián)Q代的規(guī)定，但也有一些企業(yè)和單位，依然在使用老化的土工試驗(yàn)設(shè)備儀器，此種問(wèn)題的存在，不但會(huì)影響到巖土工程勘察土工試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，而且不利于保障試驗(yàn)人員的安全性[4]。

3 解決巖土工程勘察土工試驗(yàn)存在問(wèn)題的對(duì)策

3.1 取樣問(wèn)題的解決對(duì)策

巖土工程勘察中土工試驗(yàn)的取樣操作是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，其質(zhì)量直接影響到后續(xù)的試驗(yàn)結(jié)果和工程設(shè)計(jì)的合理性。為解決巖土工程勘察土工試驗(yàn)存在隨機(jī)取樣，或者取樣缺乏代表性的問(wèn)題，可從以下方面同時(shí)入手。

（1）確定取樣點(diǎn)的位置和數(shù)量。根據(jù)勘察方案和設(shè)計(jì)要求，確定取樣點(diǎn)的位置和數(shù)量，并按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行布置。

（2）準(zhǔn)備取樣工具和設(shè)備。根據(jù)試驗(yàn)要求，準(zhǔn)備相應(yīng)的取樣工具和設(shè)備，如取樣器、鉆頭、鉆桿、泥漿等。

（3）做好現(xiàn)場(chǎng)勘察和記錄。在取樣前，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察和記錄，包括地形地貌、地層分布、地下水情況等，以便更準(zhǔn)確地確定取樣點(diǎn)的位置和深度。

（4）規(guī)范取樣操作。根據(jù)規(guī)范要求，采用適當(dāng)?shù)娜臃椒ê凸ぞ哌M(jìn)行取樣操作，如鉆孔取樣、挖坑取樣、振動(dòng)棒取樣等。在取樣過(guò)程中，要注意避免對(duì)土壤造成擾動(dòng)和破壞，保障取樣的代表性和準(zhǔn)確性。

（5）處理和保存樣品。取樣完成后，要及時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行處理和保存，如清洗、分類、稱重、標(biāo)記等，以保障樣品的質(zhì)量和可追溯性。

3.2 試驗(yàn)方法問(wèn)題的解決對(duì)策

針對(duì)巖土工程勘察土工試驗(yàn)中存在試驗(yàn)方法較為單一，難以準(zhǔn)確獲得土樣理化性質(zhì)的問(wèn)題，需積極引進(jìn)更加先進(jìn)的試驗(yàn)方法，并采用兩種或者是兩種以上試驗(yàn)方法相結(jié)合的土工試驗(yàn)方法。巖土工程勘察的土工試驗(yàn)是獲取地下土層信息的重要環(huán)節(jié)，其主要目標(biāo)是提供土的物理性質(zhì)指標(biāo)和力學(xué)性能指標(biāo)，為土層分層提供依據(jù)。為提升土工試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，可采用取樣試驗(yàn)+原位試驗(yàn)相互結(jié)合的方法。

取樣試驗(yàn)可以測(cè)定巖石和土壤的各種物理和力學(xué)性質(zhì)。通過(guò)取樣試驗(yàn)測(cè)定巖石的密度和吸水率。這些數(shù)據(jù)對(duì)于了解巖石的物理性質(zhì)和工程應(yīng)用非常重要。除了巖石外，還可對(duì)土進(jìn)行粒度級(jí)配和天然含水率的測(cè)定。粒度級(jí)配是指土中不同粒徑顆粒的分布情況，而天然含水率則反映了土的濕度。這些數(shù)據(jù)對(duì)于評(píng)估土壤的工程性質(zhì)和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

原位試驗(yàn)是一種在巖土體原位置進(jìn)行的試驗(yàn)，它能夠保持天然結(jié)構(gòu)、含水量和應(yīng)力狀態(tài)，從而真實(shí)反映工程特性。這種試驗(yàn)方法在巖土工程中具有非常重要的意義，因?yàn)樗軌蛱峁└訙?zhǔn)確和可靠的數(shù)據(jù)，幫助勘察更好地了解巖土體的性質(zhì)和行為。原位試驗(yàn)?zāi)軌虮３謳r土體的天然結(jié)構(gòu)。在巖土工程中，工程師需要了解巖土體的性質(zhì)和行為，以便更好地設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)工程。原位試驗(yàn)?zāi)軌蛱峁└訙?zhǔn)確和可靠的數(shù)據(jù)，幫助勘察更好地了解巖土體的性質(zhì)和行為，從而為工程設(shè)計(jì)和施工提供更加可靠的基礎(chǔ)。原位試驗(yàn)中堆載平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)備布置如圖1 所示。

圖1 原位試驗(yàn)中堆載平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)備布置

兩種土工試驗(yàn)相互結(jié)合的方法，可避免單一方法存在的確定，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合檢測(cè)，從而最大限度上降低客觀因素對(duì)土工試驗(yàn)準(zhǔn)確性造成的影響。但需要注意的是無(wú)論是取樣試驗(yàn)還是原位試驗(yàn)，都需嚴(yán)格監(jiān)督取樣過(guò)程和測(cè)試操作，以保障其測(cè)量成果的精確度和真實(shí)性。同時(shí)，《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50123—2019）是當(dāng)前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，自2019 年10 月1 日起實(shí)施，所有相關(guān)工作人員需要遵照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。

3.3 野外編錄問(wèn)題的解決對(duì)策

針對(duì)目前土工試驗(yàn)中存在的人員過(guò)多且各成員之間缺乏有效合作、難以統(tǒng)一協(xié)調(diào)的問(wèn)題，需要采取一系列措施來(lái)提升人員之間的合作和溝通，建立起科學(xué)有效的信息共享機(jī)制。

首先，需要對(duì)土工試驗(yàn)人員進(jìn)行集中培訓(xùn)，以提升相互之間的協(xié)作互助能力。通過(guò)培訓(xùn)，可以讓試驗(yàn)人員更加熟悉彼此的工作流程和技能，從而更好地進(jìn)行協(xié)作。同時(shí)，培訓(xùn)還可以提高試驗(yàn)人員的專業(yè)素養(yǎng)和技能水平，使他們能夠更好地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的土工試驗(yàn)問(wèn)題。

其次，需要建立起科學(xué)有效的信息共享機(jī)制。在土工試驗(yàn)中，信息的傳遞和共享是非常重要的[5]。通過(guò)建立信息共享機(jī)制，可以讓試驗(yàn)人員更加方便地獲取和使用各種信息和資源，從而提高工作效率和質(zhì)量。同時(shí)，信息共享機(jī)制還可以促進(jìn)各成員之間的交流和合作，避免出現(xiàn)重復(fù)工作和資源浪費(fèi)的情況。

最后，還需要加強(qiáng)人員之間的合作和溝通。在土工試驗(yàn)中，各成員之間的合作和溝通是非常重要的。通過(guò)加強(qiáng)合作和溝通，我們可以更好地協(xié)調(diào)工作流程和資源分配，避免出現(xiàn)各種問(wèn)題和矛盾。同時(shí)，合作和溝通還可以促進(jìn)團(tuán)隊(duì)凝聚力和工作效率的提升，為土工試驗(yàn)的順利進(jìn)行提供有力的保障。

3.4 設(shè)備問(wèn)題的解決對(duì)策

針對(duì)目前土工試驗(yàn)中存在設(shè)備老化嚴(yán)重的問(wèn)題，需要在加強(qiáng)創(chuàng)新試驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，加大資金投入力度，盡量摒棄傳統(tǒng)粗放、笨重的試驗(yàn)設(shè)備，引進(jìn)更加先進(jìn)、科學(xué)、自動(dòng)化能力強(qiáng)土工試驗(yàn)設(shè)備，如萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、巖石彈性波速儀和裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)儀、三軸儀等，其中三軸儀目前巖土工程勘察土工試驗(yàn)中應(yīng)用的主要設(shè)備之一，可用于土樣的變形和強(qiáng)度試驗(yàn)、可控排水條件試驗(yàn)、完整的描述試樣受力和變形破壞的全過(guò)程、進(jìn)行不同應(yīng)力路徑試驗(yàn)等，三軸儀計(jì)量性能要求如表1 所示。

表1 三軸儀計(jì)量性能要求

為充分發(fā)揮出先進(jìn)土工試驗(yàn)設(shè)備的作用和價(jià)值，相關(guān)人員必須重視設(shè)備的后期維護(hù)和管理工作，建立健全的監(jiān)控系統(tǒng)，并加強(qiáng)對(duì)操作人員的操作過(guò)程和監(jiān)管，確保其嚴(yán)格按照設(shè)備使用要求進(jìn)行操作[6]。同時(shí)，在試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)建立一套完整的管理制度，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室中的儀器故障或電腦數(shù)據(jù)出錯(cuò)等情況，應(yīng)及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門。只有確保各試驗(yàn)設(shè)備能夠科學(xué)、準(zhǔn)確地運(yùn)用，才能有效保障實(shí)驗(yàn)操作的安全性和高效性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合理論實(shí)踐，分析了巖土工程勘察土工試驗(yàn)存在的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策，分析結(jié)果表明，由于我國(guó)巖土工程勘察技術(shù)還存在很多不足之處，因此在土工試驗(yàn)中還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了巖土工程勘察的工作質(zhì)量，因此在巖土工程勘察中需要加強(qiáng)對(duì)土工試驗(yàn)工作的重視程度，采取有效措施對(duì)土工試驗(yàn)中存在的問(wèn)題進(jìn)行解決，從而提高土工試驗(yàn)質(zhì)量，為巖土工程勘察工作提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。