土工試驗成果在巖土工程勘察中的科學運用

李中奎

（南寧市勘測設計院集團有限公司，廣西 南寧 530000）

0 引言

巖土工程勘察涉及工程建設、道路施工、水庫大壩等多個工程，是以勘察區域的巖體和土體為主要研究對象，通過多種勘察技術和手段，分析勘察區域巖土工程實際條件，并且解決巖土工程問題的一項重要技術。巖土工程勘察中，除了要進行現場試驗之外，也需要與其他資料進行分析評價。在這一過程中，需要的基礎參數相對較多，基礎參數的準確性也直接決定了巖土工程勘察數據的準確性。在巖土工程勘察中，通過運用土工試驗成果可以獲取豐富的參考數據，了解勘察區域的地質條件，對于巖土工程勘察工作的順利開展有著積極的影響。

1 土工試驗成果在巖土工程勘察中的運用

1.1 土工試驗物理性質試驗成果在巖土工程勘察中的運用

在巖土工程勘察中，主要是以勘察區域的為主要研究對象，探討勘察區域的地質特征、水文地質條件以及巖土工程條件等，了解勘察區域土的特點是最為主要的內容之一。土是由固體顆粒、水和空氣共同組成的，這三者組合成分不同，會形成不同的土質特點。例如，土壤中的飽和度大于等于0.8 即為飽和黏土，在這類的區域進行地基的施工需要更長的時間來進行排水，這樣才能保證地基完成固結沉降[1]。土工試驗就是對勘察區域土的不同特點進行分析的一項重要內容。含水率、飽和度、密度和孔隙比等基礎數據，都是土工試驗中物理性質試驗的重要內容。以含水率為例，在土工試驗中，天然含水率是最為主要的試驗成果之一。通過土工試驗中天然含水率試驗成果的分析，可以對土壤的濕度進行精準核算。以天然含水率數據為基礎，還可以對土壤的飽和度、干密度等數據指標進行二次核算。在巖土工程勘察中，需要對土進行定名以及狀態判定。在這一過程中，都需要參考天然含水率相關數據。例如，在對黏性土進行定名中，是以天然含水率為基礎數據，通過計算塑性指數來進行定名的。在對不同的土進行定名的過程中，除了以天然含水率為基礎的塑性指數為核心數據之外，還要以顆粒分析結果進行綜合性的評定。在對黏土的物理狀態進行劃分中，也是以土工試驗中的天然含水率數據為基礎，通過計算土的液性指數來進行劃分的。

1.2 土工試驗變形試驗成果在巖土工程勘察中的運用

土具有較強的可塑性，也被稱之為變形不可恢復性，在受到一定外力影響下產生形變之后，不能在自然狀態下恢復到原始形態。所以，在巖土工程勘察中，需要對土的變形性質以及地基承載力參數、地基固結時間等相關數據進行計算。在這一過程中，就需要涉及土工試驗中的變形試驗成果。土工試驗中的變形試驗主要包含了土體固結試驗、土體壓縮試驗以及土體膨脹性試驗。在試驗中，通常是對試驗土體施加外在荷載力，使土體中的空氣和水分逐漸被排除，土壤顆粒重組，會導致土體發生形變。通過土工變形試驗，可以精準測量土體壓縮參數、土體回彈指數、膨脹率以及收縮系數等相關數據，這些都是土工變形試驗的重要成果，這些試驗成果在巖土工程勘察中有著充分的應用。例如，在對堆填時間超過10 年的黏性土進行巖土工程勘察中，需要對地基承載力參數進行評價。在這一過程中，就需要以土工試驗中變形試驗成果中的壓縮模量數據為基礎，對地基承載力參數進行計算。一般壓縮模量如果為4MPa，地基承載力參數是115kPa[2]。

1.3 土工試驗強度試驗成果在巖土工程勘察中的運用

在土工試驗中，除了變形試驗之外，強度試驗也是重要的試驗內容之一。強度試驗主要是由直接剪切試驗、三軸剪切試驗、三軸壓縮試驗、無側限抗壓強度試驗等共同組成的。通過土工試驗中的強度試驗，可以測得土體的峰值強度、殘余強度、靈敏度、總強度指標、有效強度指標等，這些強度試驗成果在巖土工程勘察中也有著廣泛的應用。例如，在巖土工程勘察過程中，需要對土的結構性進行評價。在這一過程中，通常是以強度試驗中的靈敏度試驗數據為基礎，對土的結構性進行評價的。一般靈敏度越高，土的結構性相對就會更強，在經受外力擾動之后，強度損失也就會越大。在當前建筑工程施工中，為了提高建筑的縱向高度，通常會挖掘深基坑。在深基坑施工中，基坑支護是最為主要的內容之一。在對支護結構的穩定性進行評定中，需要以土工試驗強度試驗中的剪切試驗指標為基礎數據，才能計算出施工區域土的壓力，這對于計算擋土墻、基坑、支護結構的穩定性都有著重要的作用。除此之外，根據強度試驗成果中的黏聚力、內摩擦角等相關系數，也可以計算出地基的承載力，這對于評價施工區域地基整體的穩定性也有著重要的影響。

1.4 其他土工試驗成果在巖土工程勘察中的運用

在經濟高速發展的今天，道路橋梁工程的施工工作受到了人們的重點關注。但是，在道路、橋梁工程施工之前，需要對施工區域進行巖土工程勘察。巖土勘工程勘察中承載比是最為主要的勘測數據之一。只有對勘察區域的承載比進行準確核算，才能對公路橋梁的荷載壓力進行精準核算，這對于保證道路、橋梁工程的使用安全都有著重要的意義。承載比就是通過土工試驗中的承載試驗來進行核算的。我國的地鐵、輕軌工程在世界范圍內已經取得了相對卓越的成果。但是，地鐵工程在進行巖土勘察中，需要對土壤腐蝕性等基礎數據進行勘察和測定。在這一過程中，通常是以土工試驗中易溶鹽試驗成果為基礎數據進行評價的。通過土工試驗中的易溶鹽試驗，可以測定土壤中易溶鹽的含量，這樣就可以對土壤的鹽性進行判定，也可以對土壤的腐蝕性進行劃分，這對于保證地鐵施工的順利開展有著積極的影響。近年來，隨著我國基礎能源結構的調整，地熱能源也成為最主要的能源結構之一。在對地熱能源進行開發中，巖土工程開展也是最主要的工作內容之一。在地熱能項目中的巖土工程勘察，需要對土體的比熱容、導熱系數等相關參數進行評定[3]。在這一過程中，通常是以土工試驗中的熱物性試驗成果為基礎進行評價的。除此之外，近年來，隨著土工試驗中的離心模型試驗快速進步和發展，在多個工程項目勘察中都有著廣泛的應用。

2 提高土工試驗質量的策略

2.1 加強試驗人員培訓

土工試驗數據對于巖土勘察工作的順利開展有著重要的作用，土工試驗也是巖土工程勘察的重要組成部分之一。所以，想要促進巖土工程勘察工作的進步和發展，就要提高土工試驗質量。土工試驗是一項技術性較強的工作內容，對試驗人員的技術水平、工作能力要求相對較高。想要提高土工試驗的質量，加強試驗人員的培訓是最為主要的方式之一。這里所說的加強試驗人員培訓，主要是集中在兩方面的培訓，一方面是專業技能的培訓，另一方面是崗位職責的培訓[4]。首先，在專業技能培訓的過程中，要以當前巖土工程勘察為主要工作內容，對所需要的土工試驗技術進行專業化的培訓。要求所有工作人員都能滿足基本的土工試驗工作需求，并且能夠按照既定的試驗流程保證試驗數據的準確性。除此之外，當前是信息化的時代，科技和技術時刻都在變化和發展。所以，在進行專業技術培訓中，也要與國內外先進技術機構進行廣泛合作，快速學習國內外先進的土工試驗技術，不斷提高團隊的技術水平，這樣才能使土工試驗成果的應用范圍不斷擴大，促進巖土勘察工程行業的進步和發展。其次，在對試驗人員的崗位職責進行培訓中，要加強愛崗敬業以及職業道德的培訓。土工試驗是一項對數據精準度要求較高的工作內容。如果在試驗中存在人為主觀疏忽，很容易造成試驗數據出現誤差，這對于巖土工程勘察數據的準確性也會產生影響。所以，每一個試驗人員都必須秉持嚴謹認真的工作態度，具有極強的責任心，這樣才能提高土工試驗數據的準確性。

2.2 健全土工試驗體系

在當前的實際情況下，土工試驗成果的應用范圍之所以受限，與土工試驗成果的準確性不足有著很大的關系。土工試驗成果的準確性不足，是由土工試驗質量低下所導致的。所以，想要提高土工試驗質量，就要建立健全的土工試驗體系。這里所說的土工試驗體系主要是由土工試驗質量管理制度、土工試驗質量管理人員以及土工試驗質量監督體系共同構成的。在土工試驗中，涉及大量的試驗設備以及試驗技術和試驗流程。在試驗中，如果試驗流程出現誤差，或者試驗設備沒有校準，都會對試驗結果的準確性產生影響。所以，在土工試驗質量管理制度內，要建立健全的土工試驗流程管理制度以及土工試驗設備管理制度。要求在土工試驗中，每一項試驗流程都有嚴格的技術標準作為基礎。所有試驗人員，必須按照標準流程進行土工試驗，這樣才能保證土工試驗流程的規范性。除此之外，在對土工試驗設備進行管控中，也要建立質量管理制度，由監督管理人員定期對土工試驗設備的準確性進行校準和評價。在使用過程中，一旦發現土工試驗設備存在不精準的問題，也要及時上報進行校準和處理。也可以根據實際情況，引進一些新型的土工試驗設備，以此來提高土工試驗質量。最后，在土工試驗正式開展中，無論是試驗人員、試驗流程還是試驗結果，都需要由特定的監督體系來進行監督和管理，這樣才能使工作人員在主觀意識上提高對制度的重視程度。一旦在操作中，違反了操作流程，很容易受到監督體系的監管以及懲罰。

2.3 加強標準化質量管理體系的建設

在當前時代背景下，世界經濟一體化的發展速度越來越快，我國企業與世界先進企業溝通和交流越來越頻繁。想在激烈的市場競爭中獲得優勢的競爭地位，標準化已經成為最主要的工作方向之一。只有實現標準化，才可以實現管理效率的提高以及高質量的復制，這對于企業規模的擴大也有著積極的影響。勘察單位也同樣如此，要通過標準化質量管理體系的建設，使巖土工程勘察企業朝著現代化企業進行轉型。在土工試驗中，質量是最為主要的工作內容。如果試驗質量無法得到有效保障，整個試驗工作也就失去了實際的價值。所以，在巖土工程勘察企業內部，要建立標準化質量考核體系。所有的土工試驗人員以及土工試驗工作，都需要在標準化質量考核體系的監管下進行開展。除此之外，在土工試驗中，也要對重點的儀器和設備進行責任制劃分。不同的機械設備要有具體的操作人、使用人以及責任人。一旦機械設備出現故障，不僅要追究操作人、使用人的具體責任，也要由責任人共同承擔，這樣才能在土工試驗中，提高對試驗設備的重視程度。而且，每一個試驗設備都有相應的責任人進行負責，這樣也可以規避試驗設備使用中，由于操作不當造成的損失。最后，在質量管理體系建設中，標準化是最為主要的內容之一。只有建立標準化的管理體系，所有人在管理中，才能擺脫主觀因素的影響，提高管理效率[5]。

2.4 強化協調性管理

近年來，隨著土工試驗內容不斷豐富，在土工試驗中所涉及的試驗人員以及試驗流程也越來越多。如果各試驗人員和試驗流程之間銜接不當，也會造成土工試驗質量下降的問題。所以，在對土工試驗質量進行管控中，強化協調性管理是最為主要的管理策略之一。這里所說的協調性管理主要是指，意識層面的協調性管理和流程層面的協調性管理。首先，在意識層面，巖土工程勘察單位的主管負責人，要提高對工作人員主觀意識的培訓。要求每一個工作人員都具有較強的責任心和溝通交流意識，這樣在日常工作中，可以提高與同事之間溝通和交流的頻率，這對于提高土工試驗整體的協調性也有著積極的影響。而且，在主觀意識不斷強化的基礎之上，試驗人員在完成了基本的試驗工作后，也可以以提高土工試驗質量為基礎進行科學的安排，這樣也可以提高協調效率。其次，在流程層面，在土工試驗中，需要多個試驗人員以及流程進行協調配合。巖土工程勘察單位的主管領導，要確保整個土工試驗流程的順暢性和可操作性。確保在操中，不會由于流程不暢，造成時間延長、效率低下等問題，這對于提高土工試驗質量有著積極的影響。最后，在土工試驗中，要將各個工作環節納入整體的管控過程中，這樣才能提高對整個土工試驗流程的管控水平。

3 結語

綜上所述，土工試驗中的物理性質試驗成果、變形試驗成果、強度試驗成果等都可以在巖土工程勘察中進行廣泛的應用。想要在巖土工程勘察中，發揮土工試驗成果的重要作用，就要提高土工試驗質量。加強試驗人員培訓、健全土工試驗體系、加強標準化質量管理體系的建設以及強化協調性管理，都是提高土工試驗質量的重要策略。通過這些方式，能夠促進巖土工程勘察工作的順利開展。