土工试验技术相关问题之我见

土工试验技术相关问题之我见

李翠芝

河北恒生永筑岩土工程有限公司，河北衡水053000

摘要：本文是笔者结合多年土工试验工作经验，主要针对目前土工试验的现状以及目前土工试验中存在的一些亟待解决的问题，做出了简要阐述，以供参考。关键词：土工试验；现状；问题；仪器设备

土工试验作为一门土的测试技术，在岩土工程理论研究和工程实践中的作用和地位是不容忽视的。首先，各种土力学理论的创立和发展都基于土工试验的成果;其次，可靠地测定土性参数是从根本上保证岩土工程设计的精确性和经济合理性的关键，因此，土工试验的设备和技术发展都是工程实践中不可缺少的重要组成部分。

1、土工实验简述

在建筑工程中为了保证工程质量，对土质进行的含水率、压实度等一系列物理和化学性能检测活动的总称叫做土工试验。土工试验的基本内容包括土的基本物理性质指标（含水量、比重、密度、孔隙比、饱和度），粘性土的可塑性指标（液限、塑限、塑性指数），粒度组成及砂土的密度指标、透水性指标、击实性指标、承载比指标，力学性质指标（压缩性、抗剪强度、侧压力系数和泊松比、孔隙水、压力系数、无侧向抗压强度、灵敏度）等。在土木工程中，土工试验的依据主要有1999年水利部发布的中华人民共和国行业标准《土工试验规程（SL237―1999）》（南京水利科学研究院主编）和1999年国家质量技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布中华人民共和国国家标准《土工试验方法标准（GB/T50123―1999）》。在整个建筑工程中，除建筑物本体（如建筑材料的质量、施工工艺等）以外土工是影响工程质量的重要因素，所以做好土工检测试验也对把好工程质量关，有着至关重要的意义。土工试验的基本方法有：①土工试验的试验室击实方法及现场取样。试验室的土工击实试验主要是为了测定试样的相对最大干密度和最佳含水率，主要分轻型击实和重型击实。现场取样的回填土必须分层夯实，并分层、分段取样做压实度试验。②施工现场土工压实度检测。在施工现场做土工压实度检测时的取样方法有以下几种：环刀法、灌水法、灌砂法，这几种方法都是一种检验土壤最小干密度的一种取样方法，为了测压实系数所采用的一种试验方法。

2、试验技术存在的常见问题

2.1土工试验步骤的规范化问题

目前解决土工问题通常的步骤是：设计人员接受土工任务后，向勘探和试验单位下达勘探取样和试验任务。钻探取样人员往往按照勘测规范的一般要求进行勘探和取样，然后把了解到的情况写成报告连同土样送交试验室。虽然他们对土层的变化了解颇深，但由于对工程情况知道得不多，因此，容易忽略其中很薄的，但对该工程却颇为重要的土层。在制订试验计划之前，设计和试验人员很少与勘探人员一起参加部分野外鉴别工作，试验计划不是三方共同制订，而是往往由设计单位提出比较原则的要求，试验人员则按照《试验规程》来完成试验任务的。于是，不论是哪个工程，碰到的土是否具有特殊性质，或是否要求进行特种试验，而勘探取样、试验项目和方法都基本相同，试验重点也不太明确。在试验过程中，设计人员不是经常到试验室去了解试验方法是否与所采用的设计计算方法相协调或试验细节是否需要改造，他们主要从勘探报告中了解地层情况，从试验报告中选择土性质指标作为设计依据，建立在这样基础上的设计，很容易出现差错。

2.2土样的选取

土工试验中首先要在试验室确定现场所用土样的最大干密度和最佳含水率，但在施工单位送样时，施工单位往往派民工随便抽取，抽取的试样不具代表性；有时所送检的试样完全与现场所用试样不符。基于以上原因，在实验室中所做的土工击实试验数据的准确性降低。有时施工现场的回填土样中每一取样点的含石率不同，按照常理每一种含石率的土样都有其最大干密度，但在实际工作中我们不可能将每一取样点都做击实试验，由此造成数据上的偏差。所以我们首先要把好土样的取样这一关，在施工现场取击实土样时应由专业人员抽取，按照规范要求进行取样，抽取具有代表性的土样，以确保击实数据的准确性。在抽取了具有代表性土样的同时，我们应在试验室对土样进行分析，划分土样的含石率，根据不同的含石率分别做几组击实试验，得出相应的最大干密度和最佳含水率，以备在施工现场遇到不同含石率的试样时能更精确的做出现场的压实系数。

2.3土性质指标的选用

根据众多土料的试验成果，为某地或料场选择土性质的指标值，应先详细了解土层的变化情况和采取土样的代表性、取样方法以及试验规划的合理性，明确哪几层土或几种土对工程是关键的土层；然后，以最有代表性的土料的指标为主体，参考其它土样的试验结果，选择出供设计用的指标值，且指标值中应留有一定的安全余地。由于试验成果的可靠性取决于测试数次，经过统计分析后，往往发现指标的平均值与最大值、最小值相差较大，或发现各种保证率下的指标值也相差不少。面对这些数据仍难选择可以反映实际情况的指标值，而不得不选择偏于保守的指标值时，即使是按照上述要求确定了土的指标值，也仍具有一定的不可靠性。因此，应在施工过程中通过现场监测进行验证，必要时需修改设计。

2.4施工现场原材料的含水率控制达不到最佳含水率的要求

填土压实度的影响因素很多：土的含水率、压实功、铺土厚度、压实遍数等等。其中含水率的影响因素不容忽视，在施工现场回填土方过程中天晴时土样中的含水率偏低，土颗粒间的摩擦阻力偏大，回填土压实度达不到设计要求；天阴下雨时土样中的含水率偏大，土颗粒间的空隙被水份填充，夯填时容易发生翻浆现象，这种情况下做压实度检测时，压实系数很难达到要求。

2.5击实试验

对土木工程而言，压实质量的好坏体现在击实试验的最大干密度和最佳含水量上，击实试验是确定土的力学性能的重要试验之一。①根据《规程》和《标准》给出的击实操作方法，粘性土和部分的粉土可以击实成型外，粗粒土较难击实成型，且含水率低于最佳含水率6个百分点的粘性土也不能成型。②击实试验的余土高度应小于6mm，否则应补做试验。实验操作中发现，在最佳含水量前所用试样重量随含水量增加，最佳含水量后试样重量随含水量减少，接近最佳含水量时试样重量按《规程》和《标准》要求称量才能满足要求，否则每一含水量击实余土高度不是大于6mm，就是低于筒顶高度。因此《规程》和《标准》的要求非常严格，操作中有时难以实现。③根据《规程》和《标准》方法绘制击实曲线时，一方面曲线线形差异大，另一方面根据击实曲线获取最大干密度和最佳含水率的误差较大，特别是击实曲线不能给出峰值时，补做试验量较大。

3、结束语

在整个建筑工程中，除建筑物本体（如建筑材料的质量、施工工艺等）以外土工是影响工程质量的重要因素，所以做好土工检测试验也对把好工程质量关，有着至关重要的意义。工程设计、监理施工质量和控制工程安全都需要对现场的土质进行测试。土工试验与勘探取样、设计、施工都有关系。根据规范科学的实验，正确评价和摸清土的工程性质，为建筑物地基的设计和施工提供可靠的依据和参数，为工程安全顺利进行提供保证。

参考文献

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[2]冯忠居,张永清.粗粒土路基的压实试验.长安大学学报(自然科学版),2014,5:9-12.

[3]刘利,孙凤坤,魏艳玲.击实试验探讨[J].黑龙江水利科技,2011,3.

[4]袁聚云.土工试验原理.上海:同济大学出版社,2013.