淺談巖土工程勘察工作土工試驗(yàn)中的相關(guān)問(wèn)題

邢啟明

【摘要】如何做好巖土工程勘察土工試驗(yàn)的質(zhì)量管理、是否采用標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法和手段，是保證土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和合理性的重要前提。本文從試驗(yàn)人員素質(zhì)、儀器設(shè)備管理、各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)室監(jiān)管等方面提出了土工試驗(yàn)中值得注意的若干問(wèn)題，為了保證測(cè)試成果的最終質(zhì)量，必須把影響試驗(yàn)的各種質(zhì)量隱患消除于萌芽中。

【關(guān)鍵詞】土工試驗(yàn)；人員素質(zhì)；儀器設(shè)備；數(shù)據(jù)

前言

土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其目的是測(cè)定土的基本物理、力學(xué)性質(zhì)，為工程勘察和設(shè)計(jì)提供可靠的計(jì)算數(shù)據(jù)。由于自然界土層自身的不均勻性，試驗(yàn)儀器、操作方法的差異等因素，使得土工試驗(yàn)中測(cè)試的結(jié)果存在各種問(wèn)題，在一定程度上影響到巖土工程勘察的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。隨著我國(guó)改革開(kāi)放，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，土工試驗(yàn)技術(shù)也不斷的向前發(fā)展，但是我們也應(yīng)清楚地看到，土工試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的平衡，在很多方面存在的問(wèn)題都比較突出，令人極為擔(dān)憂(yōu)。因此，對(duì)土工試驗(yàn)中存在的問(wèn)題和試驗(yàn)成果的綜合分析有著十分重要的意義。

2.巖土工程勘察工作土工試驗(yàn)中的相關(guān)問(wèn)題

2.1土工試驗(yàn)人員素質(zhì)問(wèn)題

土工試驗(yàn)室人員結(jié)構(gòu)組成通常分為技術(shù)負(fù)責(zé)人和土工試驗(yàn)操作人員。在一些大型的正規(guī)工程勘察設(shè)計(jì)單位的土工試驗(yàn)室中，土工試驗(yàn)室的技術(shù)負(fù)責(zé)人和技術(shù)骨干大多是受過(guò)正規(guī)的巖土工程專(zhuān)業(yè)教育的本科生或?qū)？飘厴I(yè)生，大多具有工程師或高級(jí)工程師的資質(zhì)。但是有一些較小的企業(yè)，有相當(dāng)一部分的技術(shù)負(fù)責(zé)人和土工試驗(yàn)操作人員并沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的巖石工程專(zhuān)業(yè)教育。在實(shí)驗(yàn)期間，每天都有大量的測(cè)試任務(wù)，為了應(yīng)付這些任務(wù)許多操作人員不很規(guī)范，這就極大的影響了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性;而一些年輕的未經(jīng)過(guò)正規(guī)的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)新人，甚至將不規(guī)范的操作視為規(guī)范，有的甚至于簡(jiǎn)化操作過(guò)程，更有甚者編造數(shù)據(jù)，嚴(yán)重影響了試驗(yàn)成果的真實(shí)性、可靠性。

因此，建立系統(tǒng)的培訓(xùn)和繼續(xù)教育的標(biāo)準(zhǔn)和制度，加強(qiáng)土工試驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)和繼續(xù)教育，使土工試驗(yàn)人員能更系統(tǒng)地、深入地掌握并鞏固專(zhuān)業(yè)知識(shí)。培養(yǎng)技術(shù)全面、業(yè)務(wù)能力強(qiáng)、能夠發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，能獨(dú)擋一面的真正的高素質(zhì)人才。

2.2儀器設(shè)備檢定問(wèn)題

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15046-94《土工儀器的基本參數(shù)及通用條件》14.4.2條規(guī)定:“土工儀器的使用年限在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)作具體規(guī)定，各類(lèi)土工儀器應(yīng)定期按檢驗(yàn)規(guī)定檢定，對(duì)量測(cè)系統(tǒng)每一年檢定一次，檢定不合格者應(yīng)檢修或者淘汰，常用的室內(nèi)土工儀器連續(xù)使用10年應(yīng)報(bào)廢，在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)規(guī)定準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

目前，有些單位土工試驗(yàn)室的儀器設(shè)備都是上世紀(jì)七八十年代的產(chǎn)品，儀器設(shè)備嚴(yán)重老化，試驗(yàn)儀器長(zhǎng)期使用維護(hù)保養(yǎng)極差，不更新；有些單位依然使用不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的儀器；甚至，有些儀器生產(chǎn)廠(chǎng)的產(chǎn)品質(zhì)量并不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。但是由于沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的權(quán)威的管理部門(mén)檢查監(jiān)督、查封，大部分單位為了追求經(jīng)濟(jì)利益，繼續(xù)使用這些設(shè)備，從而嚴(yán)重影響了土工試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的可信性。在進(jìn)行土工試驗(yàn)的過(guò)程中，工作人員對(duì)試驗(yàn)室的環(huán)境的溫度、濕度等因素沒(méi)有明確的要求，有些試驗(yàn)室的環(huán)境條件比較差，如果不改善環(huán)境條件，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性也會(huì)受到嚴(yán)重的影響，甚至是下午試驗(yàn)的數(shù)據(jù)與上午及時(shí)試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生較大偏差。

因此，土工試驗(yàn)的核心必須加強(qiáng)監(jiān)督管理試驗(yàn)室儀器設(shè)備。在儀器設(shè)備的采購(gòu)上宜選擇正規(guī)、質(zhì)量較好的生產(chǎn)廠(chǎng)家，并盡量選擇以自動(dòng)化采集為主的儀器設(shè)備。同時(shí)，也要不定期的對(duì)儀器設(shè)備維修保養(yǎng)和計(jì)量校正管理，淘汰不合格的儀器設(shè)備。這樣既能減輕重復(fù)勞動(dòng)強(qiáng)度，又能保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2.3土的性質(zhì)測(cè)量問(wèn)題

土是一種典型的多孔介質(zhì)，一般由顆粒(固相)、水(液相)和氣體(氣相)三相物質(zhì)組成，是自然地質(zhì)歷史產(chǎn)物，非人工制造產(chǎn)物，各地的土的性質(zhì)也完全不一樣。通過(guò)土工試驗(yàn)測(cè)出土的物理、力學(xué)指標(biāo)，將應(yīng)用于土木工程勘察中，因此其精確度直接對(duì)勘察結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。一般對(duì)土的性質(zhì)的測(cè)量主要有以下幾個(gè)方面：

土的相對(duì)密度、密度及含水量試驗(yàn)。土是一種多孔介質(zhì)，而多孔介質(zhì)最基本的參數(shù)為密度及孔隙度，在土木試驗(yàn)中，體現(xiàn)為三個(gè)參數(shù):相對(duì)密度、密度及含水量。這三個(gè)指標(biāo)是原始指標(biāo)，當(dāng)原始指標(biāo)不準(zhǔn)確時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)過(guò)程不正確，甚至發(fā)生根本性錯(cuò)誤。因此，這三個(gè)指標(biāo)對(duì)土工試驗(yàn)、巖土工程勘察是至關(guān)重要的。

土的液限與塑限測(cè)定。土的液限和塑限是指土從流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的界限含水率以及由可塑狀態(tài)過(guò)渡到半固體狀態(tài)時(shí)的界限含水率。

（3）土的壓縮試驗(yàn)。土的壓縮性是指土受壓時(shí)體積壓縮變小的性質(zhì)，它主要是由于土中孔隙體積被壓縮而引起的。土的壓縮性直接影響地基的變形值。測(cè)定土的壓縮性多數(shù)試驗(yàn)是在室內(nèi)進(jìn)行的，影響結(jié)果準(zhǔn)確度的因素也很多。

土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)。土抗剪強(qiáng)度是指土體抵抗剪切破壞的極限強(qiáng)度，它一般由內(nèi)摩擦力和內(nèi)聚力引起。在評(píng)價(jià)地基穩(wěn)定性以及計(jì)算擋土墻的土的壓力時(shí)，都要用到該指標(biāo)。因此正確地測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度在工程上具有重要意義。

土的固結(jié)試驗(yàn)。土固結(jié)試驗(yàn)?zāi)康氖菫橛?jì)算土工建筑及地基的沉降量以及估算區(qū)域性的地面沉降量提供相關(guān)依據(jù)。通過(guò)計(jì)算求得的各項(xiàng)壓縮指標(biāo)，可用來(lái)分析判別土的壓縮特性和天然土層的固結(jié)狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)沉降量進(jìn)行計(jì)算。

可見(jiàn)，試驗(yàn)的項(xiàng)目很多，數(shù)據(jù)量也很大，產(chǎn)生的誤差和錯(cuò)誤就會(huì)多種多樣，在巖土工程勘察中，必須運(yùn)用土工試驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行科學(xué)的分析后才能進(jìn)行應(yīng)用，切不可生搬硬套。

2.4數(shù)據(jù)處理問(wèn)題

試驗(yàn)工作人員必須認(rèn)真處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于土的不均勻性以及設(shè)備、讀數(shù)、操作諸多因素的影響，造成計(jì)算后的數(shù)據(jù)值離散，同一組試件中有時(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果離散性也會(huì)較大。例如:抗剪試驗(yàn)各級(jí)壓力下的抗剪強(qiáng)度不在同一直線(xiàn)上;固結(jié)曲線(xiàn)出現(xiàn)個(gè)別壓力下的孔隙比值異常，出現(xiàn)“跑點(diǎn)”現(xiàn)象。為使試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)一些材料的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)有取舍的要求。如水泥膠砂強(qiáng)度抗折試驗(yàn)，當(dāng)三個(gè)強(qiáng)度值中有一個(gè)超出平均值±1時(shí)的需剔除該數(shù)值，以其余兩個(gè)強(qiáng)度測(cè)定值的平均值作為抗折強(qiáng)度結(jié)果。若其中有兩個(gè)測(cè)定值超過(guò)平均值的±10%時(shí)，則以剩下的一個(gè)測(cè)定值作為抗折強(qiáng)度結(jié)果。若3個(gè)測(cè)定值全部超過(guò)平均值的±10%時(shí)，則須重新檢驗(yàn)。對(duì)于同一試件各項(xiàng)性能指標(biāo)相互矛盾等異?，F(xiàn)象，必須認(rèn)真對(duì)待，查明原因，并及時(shí)復(fù)試和復(fù)驗(yàn)。計(jì)算后的數(shù)據(jù)修約的方法按GB/98170進(jìn)行，其尾數(shù)要按四舍五入單雙法進(jìn)位，并按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定保留數(shù)據(jù)的位數(shù)。

2.5試驗(yàn)室監(jiān)管和誠(chéng)信問(wèn)題

按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范要求，加強(qiáng)勘察資質(zhì)、勘察隊(duì)伍和土工試驗(yàn)室的規(guī)范化管理已是刻不容緩。近年來(lái)，大量的重復(fù)勞動(dòng)，使幾乎所有土工試驗(yàn)室都疲于應(yīng)付試驗(yàn)進(jìn)度、工期。此外，有些技術(shù)人員對(duì)一些特殊試驗(yàn)項(xiàng)目和特殊地區(qū)測(cè)試缺乏總結(jié)，很不利于試驗(yàn)室技術(shù)水平的提高。因此，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)管，推行試驗(yàn)室認(rèn)證機(jī)制，是土工試驗(yàn)的基本保證。誠(chéng)信是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)，是建立市場(chǎng)秩序的保證，通過(guò)誠(chéng)信管理制度，將不合格的企業(yè)、試驗(yàn)室及個(gè)人清理出市場(chǎng)，對(duì)違規(guī)者進(jìn)行依法懲處，建立一個(gè)新的有序的勘察市場(chǎng)，從而確保土工試驗(yàn)成果的真實(shí)性、可靠性，進(jìn)而確保我國(guó)整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量安全可靠。

3.小結(jié)

質(zhì)量是企業(yè)的生命，而工作人員的素質(zhì)、儀器設(shè)備的檢定、有關(guān)性質(zhì)的測(cè)量、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、試驗(yàn)室管理的制度，則是質(zhì)量的前提保證。認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平，加強(qiáng)設(shè)備管理和更新，嚴(yán)謹(jǐn)測(cè)量各項(xiàng)指標(biāo)，認(rèn)真處理數(shù)據(jù)，推行試驗(yàn)室認(rèn)證機(jī)制，方能有效的提高試驗(yàn)質(zhì)量，保證土工試驗(yàn)成果的真實(shí)性、可靠性，從而確保整個(gè)巖土工程勘查工作的安全。

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