土工試驗成果在巖土工程勘察中應用的常見問題與策略分析

施虹

摘 要：土工試驗是巖土工程勘察的重要組成部分，能夠為建筑工程設計、施工提供數據參數信息，其試驗結果的準確性關系著整個工程的施工質量安全。所以，試驗人員在試驗過程中必須要本著負責的態度，對試驗數據進行反復校審、分析，解決可能出現的各種問題，真實反映工程性質。

關鍵詞：土工試驗；巖土工程；成果

1.土工試驗成果的組成與作用

1.1土工試驗成果表組成

土工試驗成果表由報告提交時間、工程編號、工程名稱，試驗土樣的含水率、密度、比重以及顆粒組成、界限含水率、界限系數、固結孔隙比、壓縮系數、壓縮模量、剪切指標（c、φ值）等組成。

1.2土工試驗成果表的作用

土工試驗成果表中工程名稱和提交日期在與巖土工程勘察報告配合下能夠為建設單位提供相關準確的工程信息；鉆孔編號與平面布置圖、巖土工程勘察報告中勘探點一覽表是相對應的，便于施工圖審查以及設計對應查找原始數據；顆粒組成與界限系數顯示本場地所揭露地層砂類土的級配情況及土的粒度組成分布，通過數據表明土中所含各粒組的含量，以此反映土的性質，對粗粒土的分類定名、對水位以下飽和粉土液化的判定提供了有力依據。固結試驗數據為巖土工程工程勘察報告中計算沉降、變形提供相關原始數據，提供各土層的承載力，如果有基坑開挖和再加荷的影響時，還應提供土的壓縮指數和回彈指數。通過剪切試驗測定細粒土的抗剪強度，提供c、φ值為基坑開挖與支護提供設計參數。

2.土工試驗成果在巖土工程勘察應用中的常見問題

2.1含水率、天然密度和比重

土工試驗中天然密度主要受其礦物成分及密實狀態影響，比重主要由礦物成分決定，而含水率是最不穩定的，其中面臨的問題有以下幾點：①選樣缺乏合理性。接近樣皮的部分會出現水分流失現象，滲流也會導致各個部位含水量存在差異，所以要選取中間段代表性強的土體。②烘干時間及溫度的控制有失。根據土工試驗規范取代表性試樣15～30g，在105～110℃下黏土、粉土不少于8h，砂土不少于6h。實際操作中，取土重量往往大于30g，若烘干時間依然不變就會出現烘干不透的現象，導致含水率最終結果不準確。③來樣失真。在取樣、運輸過程中造成擾動較為顯著，土樣已經受損無法替代原始狀態。④環刀切樣不規范。沒有削去四周多余的土體，切樣方向沒有保證垂直度及環刀表面沒有凡士林等。

2.2界限含水率

在工程施工建設過程中，通過液限、塑限對塑性指數、液性指數進行計算及對細粒土地基承載力進行評估。使用液性指數（IL）來判定土的物理狀態，當IL>1.0時，只能說是土被破壞了天然狀態呈流塑狀態，但對結構性強的土，由于具有結構強度，在含水率很高的天然狀態下，這種土可能并不呈流塑狀態。

2.3抗剪強度

土的抗剪強度測試主要包括直剪、三軸壓縮、無側限抗壓強度三種試驗方法。粘聚力c和內摩擦角φ為抗剪強度指標，c、φ的測定受很多因素的影響，如試驗時的排水條件、剪切速率、試樣的受壓歷史、使用的儀器類型和操作方法不同都會影響結果。此外，當土樣的取樣、運送及切樣的過程中造成的擾動對試驗結果也是有很大的影響，針對飽和軟黏土的檢測，也可運用無側限抗壓強度試驗獲得抗剪強度。

2.4壓縮系數和壓縮模量

壓縮系數和壓縮模量大小反映了土的壓縮性高低，在評價地基的工程性質及具體計算建筑物的沉降中，都使用到該指標。試驗過程中加荷范圍及加荷級數應充分考慮前期應力發展、上覆壓力、設計荷載、卸荷等各方面因素。如果只是簡單的以50kPa，100kPa，200kPa等壓力為主，就會導致最終呈現的壓縮曲線無法真實體現土體力學狀態及滿足工程的實際需要。

3.解決巖土工程勘察土工試驗中的問題

3.1規范土工試驗樣本采集

在土工試驗中規范土工試驗樣本采集對試驗結果有著重要影響。在巖土樣本采集時，先利用銷土刀將斷面修理平整，切莫隨意進行采樣。接著，根據樣本的顏色、軟硬度等來初步估算巖土物理學性質。在室內開展巖土試驗時，應該對巖土樣本物理特性進行細致描繪。

3.2加強設備采購質量的控制以及對設備生產質量的管控

土工試驗所產生的結果對巖土工程勘察有著重要的意義，由于土工試驗中出現的各種質量問題，工商管理部門需要加大監管力度。從設備生產廠家、試驗室等幾方面入手，杜絕不達標、不合格設備的生產與使用，可以構建一套土工試驗管理規范。

3.3加強試驗人員對土工試驗的重要性的認識，提高試驗結果精準性

對試驗人員加大教育、宣傳力度，強化他們的安全意識，讓他們意識到土工試驗在整個巖土勘察，甚至是整個建筑工程施工中的重要作用。單位可以定期組織相關試驗操作人員開展試驗交流會，并邀請同行業的工作人員出席，共同探討土工試驗問題。此外，單位還可以給予更多土工試驗操作人員培訓學習的機會，使他們認識到自身工作中存在的問題，并加以改進，提高自身工作質量和效率，確保試驗結果的準確性。

4.結語

總而言之，土工試驗結果的準確性在巖土工程勘察中有著非常重要的作用，特別是對于那些地質條件比較復雜等各項工程來說，作用更大，必須要通過試驗為工程建設提供準確的數據參數，以此提高工程建設質量。但試驗極易受到地質條件、采樣規范性等各方面因素的影響，產生的誤差也比較大，這就要求試驗操作人員重視試驗采樣工作、不斷地規范自身操作行為，確保試驗結果的準確性。