如何提高室內(nèi)土工試驗(yàn)的準(zhǔn)確性

摘要：室內(nèi)土工試驗(yàn)是巖土工程勘察工作中的重要組成部分，如何提高室內(nèi)土工試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，對(duì)于建筑工程設(shè)計(jì)及施工具有重要的意義。本文針對(duì)平時(shí)土工實(shí)驗(yàn)過(guò)程中常存在的一些問(wèn)題進(jìn)行分析，就如何提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，為工程設(shè)計(jì)及施工提供可靠的依據(jù)，提出建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)土工試驗(yàn) 準(zhǔn)確性 措施

土工試驗(yàn)主要包括：室內(nèi)土工試驗(yàn)、原位測(cè)試、原體檢測(cè)三方面的內(nèi)容。室內(nèi)土工試驗(yàn)作為巖土工程勘察工作的重要內(nèi)容， 其目的主要是使土工試驗(yàn)人員使用標(biāo)準(zhǔn)的儀器遵照標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)操作方法，通過(guò)對(duì)地基土進(jìn)行多方面的測(cè)試，從而得出可靠的物理、力學(xué)性指標(biāo)參數(shù)，為建筑施工及選材提供科學(xué)的依據(jù)。

1 室內(nèi)土工試驗(yàn)存在的問(wèn)題

室內(nèi)土工試驗(yàn)在實(shí)際操作過(guò)程中由于土樣本身的復(fù)雜特性，再加上取樣、運(yùn)輸過(guò)程中存在一定的人為干擾，室內(nèi)測(cè)試環(huán)境、儀器設(shè)備等因素的影響，檢驗(yàn)的結(jié)果往往與真實(shí)存在的結(jié)果存在一定的差異，試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度受到影響，給后期的施工帶來(lái)各種各樣的問(wèn)題，直接影響工程質(zhì)量和使用安全。首先，土樣選取的問(wèn)題。由于在試驗(yàn)中，首先要確定的是施工現(xiàn)場(chǎng)所用土樣的最大干密度和最佳含水率，但施工單位在送樣時(shí)，由于取樣人員不專(zhuān)業(yè)，土樣隨意抽取，不具代表性，有時(shí)所送檢的試樣完全與現(xiàn)場(chǎng)所用試樣不符。這就使得在實(shí)驗(yàn)室中所做的土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性大大降低。其次，對(duì)于取好的土樣由于在運(yùn)輸過(guò)程中，沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范來(lái)，致使土樣受到震動(dòng)、日曬及風(fēng)吹，造成土樣干燥開(kāi)裂，含水率變小，從而無(wú)法反映土的真實(shí)性。再次，土工試驗(yàn)的主要依據(jù)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50123-1999《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，作為土工實(shí)驗(yàn)人員，在試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中如果不按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程于不顧，再加上試驗(yàn)人員的技能水平參差不齊，那么試驗(yàn)成果的準(zhǔn)確性就無(wú)從談起。

2 準(zhǔn)確分析室內(nèi)土工試驗(yàn)綜合數(shù)據(jù)的必要性

由于土是大自然歷史的產(chǎn)物，通過(guò)地殼表層的巖石風(fēng)化慢慢累積起來(lái)的，與其他材料相比，它既不是連續(xù)的固體，也不是由單一材料構(gòu)成的。土有多種多樣，其顆粒的大小和礦物成分的分布也存在很大的差異，而且土粒會(huì)與其周?chē)乃职l(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)作用，其特性是復(fù)雜的，而土的物理性質(zhì)又在一定程度與它的力學(xué)性質(zhì)有很大關(guān)系。所以我們?cè)谑覂?nèi)對(duì)土樣本進(jìn)行各種方面的檢測(cè)時(shí)，如果考慮不到位，或者方法不恰當(dāng)都會(huì)對(duì)最終的試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成一定的影響。那么，如何確定試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，以及對(duì)土的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)之間的聯(lián)系進(jìn)行綜合分析，對(duì)于從事土工實(shí)驗(yàn)的人員來(lái)說(shuō)，在具體實(shí)踐當(dāng)中具有很大的指導(dǎo)意義。

3 土工試驗(yàn)問(wèn)題的處理

3.1 土樣的選取。土工試驗(yàn)中首先要把好土樣的選取這一關(guān)，在施工現(xiàn)場(chǎng)取擊實(shí)土樣時(shí)應(yīng)由專(zhuān)業(yè)人員抽取，按照規(guī)范要求進(jìn)行取樣，抽取具有代表性的土樣，以確保擊實(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在抽取了具有代表性土樣的同時(shí)，我們應(yīng)在試驗(yàn)室對(duì)土樣進(jìn)行分析，劃分土樣的含石率，根據(jù)不同的含石率分別做幾組擊實(shí)試驗(yàn)，得出相應(yīng)的最大干密度和最佳含水率，以備在施工現(xiàn)場(chǎng)遇到不同含石率的試樣時(shí)能更精確的做出現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)系數(shù)。除此之外，取土器的結(jié)構(gòu)和取土方法等因素都會(huì)影響取樣質(zhì)量。

3.2 土樣的保管與運(yùn)輸。在施工現(xiàn)場(chǎng)獲取的土樣因?yàn)橹T多因素不能立即送到試驗(yàn)室做試驗(yàn)的，保存就顯得極為重要。除了保存的溫度與濕度要適當(dāng)外，還要注意土樣避免受到風(fēng)吹、日曬、寒凍等因素的影響。另外在土樣運(yùn)送過(guò)程中要盡量輕拿輕放，避免由于震動(dòng)引起土樣開(kāi)裂，保證土的真實(shí)性。另外，在對(duì)土樣準(zhǔn)備進(jìn)行試驗(yàn)之前，首先應(yīng)該確保儀器設(shè)備的質(zhì)量。試驗(yàn)所用的計(jì)量器具要嚴(yán)格按照國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)的規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)，從而減少實(shí)驗(yàn)誤差，為試驗(yàn)的準(zhǔn)確性提供基本的保證。同時(shí)，土工儀器設(shè)備的日常維護(hù)及保養(yǎng)應(yīng)安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)確保儀器設(shè)備始終處于正常狀態(tài)。

3.3 土的物理性質(zhì)方面的分析。在試驗(yàn)中，比重、密度、含水率是土的最基本的三個(gè)物性特征。通過(guò)對(duì)這三個(gè)相性的檢測(cè)，可以換算出土的干密度、孔隙比、孔隙度、飽和度等指標(biāo)。在這三個(gè)基本指標(biāo)中，比重是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值，它決定于土的礦物成分，一般砂土為2.6~2.69，粉土2.70~2.71，粉質(zhì)粘土為2.72~2.73，粘土為2.74~2.76，同一地區(qū)同一類(lèi)型的比重基本相同。值得注意的是當(dāng)土中含有有機(jī)質(zhì)時(shí)，土的比重可降到2.4以下，此時(shí)應(yīng)改用中性液體測(cè)定，如煤油、汽油甲苯和二甲苯，并采用抽氣法排氣。含水量是最不穩(wěn)定的，不同的土有不同的含水量，而且由于各種因素，如土層的不均勻，取樣不標(biāo)準(zhǔn)，取土器和筒壁的擠壓，土樣在運(yùn)輸和存放期間保護(hù)不當(dāng)?shù)鹊龋紩?huì)影響成果的準(zhǔn)確度。對(duì)于這些影響因素，有些是因?yàn)橥恋奶匦远陀^存在的，也有些是由于人為因素造成的，這就要求我們?cè)囼?yàn)人員要根據(jù)具體的實(shí)際情況，找出原因，從而克服不利因素，達(dá)到試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤。

3.4 土的力學(xué)實(shí)驗(yàn)分析。土的力學(xué)試驗(yàn)主要有固結(jié)試驗(yàn)和抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)。其測(cè)定的力學(xué)性指標(biāo)如粘聚力、內(nèi)摩擦角、壓縮模量和滲透系數(shù)等等，用于計(jì)算土體強(qiáng)度、變形、滲透及穩(wěn)定性，是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、深基坑邊坡支護(hù)等設(shè)計(jì)中很重要的參數(shù)值，直接影響設(shè)計(jì)的可靠、合理及工程的安全和造價(jià)。首先，在土的固結(jié)試驗(yàn)過(guò)程中，要嚴(yán)格按國(guó)標(biāo)進(jìn)行操作，消除各種不利因素。一旦出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)解決。如果在開(kāi)土記錄中寫(xiě)到土質(zhì)均勻，測(cè)出的含水量較低，液性指數(shù)<0.25為硬塑土，而測(cè)出的壓縮系數(shù)卻偏大，壓縮模量偏小。這說(shuō)明試驗(yàn)操作中有錯(cuò)誤或誤差，要及時(shí)查找原因，包括讀數(shù)記錄及儀器設(shè)備方面等原因。其次，檢測(cè)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法主要有直接剪切試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)和無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)。室內(nèi)抗剪試驗(yàn)測(cè)出c值有時(shí)出現(xiàn)異常情況，如c為負(fù)值，主要原因在于取標(biāo)準(zhǔn)樣時(shí)，所取試樣的性質(zhì)相差太大所致，故開(kāi)樣時(shí)盡量取同一種性質(zhì)的土進(jìn)行試驗(yàn)。另外，應(yīng)減少土樣在采取、運(yùn)輸、保管及安裝儀器等各環(huán)節(jié)中的擾動(dòng)。

3.5 對(duì)土的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。由于土的復(fù)雜性，決定了其測(cè)試的各項(xiàng)指標(biāo)間是相互聯(lián)系的，為了取得試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，我們有必要將各項(xiàng)指標(biāo)聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行綜合分析。一般情況下，同一種土的含水率高則密度較低、孔隙比較高。如開(kāi)土?xí)r鑒別土處在硬塑狀態(tài)，而試驗(yàn)結(jié)果土卻處在流塑狀態(tài)，這種情況說(shuō)明含水率測(cè)定可能有問(wèn)題，或者液限、塑限試驗(yàn)存在誤差。土的物理性質(zhì)基本上能夠決定土的力學(xué)性質(zhì)，土的液性指數(shù)越大其壓縮性就越大，而抗剪強(qiáng)度則越小。土的固結(jié)特性和抗剪強(qiáng)度有著一定的關(guān)系，一般情況下，土的壓縮性越高，壓縮模量越低，則它的快剪強(qiáng)度越小。利用這種關(guān)系，我們可以直觀判斷固結(jié)試驗(yàn)結(jié)果和抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在整個(gè)建筑工程中，除建筑物本體（如建筑材料的質(zhì)量、施工工藝等）以外土工試驗(yàn)檢測(cè)是影響工程質(zhì)量的重要因素，所以，檢測(cè)人員一定要嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范，根據(jù)規(guī)范科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，正確評(píng)價(jià)和摸清土的工程性質(zhì)，為建筑物地基的設(shè)計(jì)和施工提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)和參數(shù)，為工程安全順利進(jìn)行提供保證。從而促進(jìn)土工試驗(yàn)的有序健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]GBJ145-90.土的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn).

[2]建設(shè)部綜合勘察研究設(shè)計(jì)院.GB50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

[3]《工程地質(zhì)手冊(cè)》編委會(huì).工程地質(zhì)手冊(cè)[M].第四版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.