趙雅帆

近些年來，各地加大資源投入力度，有計劃地擴大巖土基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模，實現(xiàn)巖土工程的有效供給，厚植區(qū)域發(fā)展內(nèi)生性優(yōu)勢。根據(jù)國家相關(guān)部委公布的數(shù)據(jù)，2020年國內(nèi)巖土工程業(yè)增加值達到72996億人民幣，同比增長3.5%，為保持行業(yè)平穩(wěn)有序發(fā)展，應(yīng)當對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)形態(tài)作出適度調(diào)整，突出技術(shù)要素、數(shù)據(jù)要素作用，通過土工試驗等路徑，引導(dǎo)設(shè)計團隊、施工企業(yè)整合資源，優(yōu)化體系，確保項目開發(fā)質(zhì)量，降低質(zhì)量隱患以及成本風(fēng)險，兼顧項目建設(shè)經(jīng)濟價值與社會價值。

1 巖土工程勘察土工試驗概述

巖土工程勘察土工試驗涉及多項技術(shù)要求，涵蓋不同任務(wù)指標，為確保土工試驗有序開展，應(yīng)當從整體角度出發(fā)，全面掌握了解土工試驗內(nèi)容與方法，梳理技術(shù)定位與實踐價值，為后續(xù)試驗成果應(yīng)用的研究奠定堅實基礎(chǔ)。

1.1 巖土工程勘察內(nèi)容

巖土工程勘察作為建設(shè)項目的前置環(huán)節(jié)，是確保項目可行性，提升工程的整體質(zhì)量，降低管理難度的有效方式，隨著我國巖土工程體系日益成熟，巖土工程勘察重大作用逐步凸顯，相關(guān)團隊投入大量技術(shù)，進行勘察體系的健全與完善，旨在提升巖土勘察成效。現(xiàn)階段巖土工程勘察大致可以劃分為可行性勘察、初步勘察、詳細勘察等三個階段，不同階段的任務(wù)定位有所不同，可行性勘察主要對某一區(qū)域地質(zhì)條件進行初步調(diào)查，掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)環(huán)境，論證項目建設(shè)可行性。初步勘察、詳細勘察則主要配合項目設(shè)計工作要求，借助系列技術(shù)手段，匯總區(qū)域地質(zhì)、水文等各類信息，輔助設(shè)計團隊定向優(yōu)化完善設(shè)計方案。

1.2 土工試驗職責定位

土工試驗作為巖土工程勘察核心組成部分，是測定工程地基性能的重要舉措，依托對各類試驗數(shù)據(jù)的驗證分析，對地基牢固程度以及填筑料質(zhì)量進行科學(xué)評估，從而避免了項目建設(shè)施工的盲目性，減少質(zhì)量問題的發(fā)生。經(jīng)過長期實踐探索，土工試驗項目類型更為多元，試驗方法更為多樣，較好地滿足不同場景下的巖土工程勘察需求。具體來看，在土工試驗過程中，借助系列技術(shù)設(shè)備與試驗手段，工作人員實現(xiàn)了對密度、孔隙比、含水量、液限塑限等核心參數(shù)的快速獲取，為可行性勘察、初步勘察、詳細勘察提供了數(shù)據(jù)支撐。同時，考慮到不同試驗對象的差異性，土工試驗環(huán)節(jié)，工作人員可以利用烘干法、環(huán)刀法、灌砂法、數(shù)顯式土壤液塑限聯(lián)合測定儀、滲透試驗、三軸試驗、固結(jié)試驗等多種手段，快速掌握試驗區(qū)域基本情況。土工試驗穩(wěn)步有序推進，可以幫助工作人員快速掌握土壤品類、型號、力學(xué)性質(zhì)等主要數(shù)據(jù)，同時對整個土壤情況開展實時試驗。在實際試驗試驗環(huán)節(jié)，工作人員要搭建起完備化工作模式，排除誤差干擾，保證土工試驗結(jié)果精準性。由于整個土工試驗涉及不同指標，工作人員在整個試驗周期內(nèi)，需要嚴格遵循系列試驗標準與規(guī)范，落實試驗制度要求，避免人為因素對于整個土工試驗結(jié)果的影響，保證試驗成果的精準性。

2 巖土工程勘察土工試驗常見問題

巖土工程勘察土工試驗開展過程中，受到多種因素影響，在外業(yè)與內(nèi)業(yè)試驗過程中暴露出諸多問題，分析梳理問題短板，有助于技術(shù)團隊厘清工作目標，細化工作要點，確保土工試驗成果科學(xué)應(yīng)用的有效性。

2.1 試驗樣本制備不達標

在土工試驗工作當中應(yīng)加強試驗細節(jié)管控，有序做好樣品提取、制備以及分析工作，實現(xiàn)對樣品含水量、塑限等形狀的科學(xué)分析，確保順利完成相關(guān)試驗任務(wù)。取樣工作科學(xué)性與有效性，對于試驗試驗結(jié)果有著最為直接的影響。在整個所選取的試驗樣本，應(yīng)當具有代表性，樣本選取后，采取密封方式將其放入到實驗室之中，避免樣品在運輸過程中出現(xiàn)受潮的情況。試驗人員在獲取到試驗樣本后，嚴格按照內(nèi)業(yè)試驗操作規(guī)范，對試驗樣本進行科學(xué)處理，當樣品溫度與實驗室溫度一致時，調(diào)試相關(guān)試驗設(shè)備，選擇恰當?shù)脑囼灧椒ǎM織開展后續(xù)試驗活動。但是從實際情況來看，部分工作人員沒有落實各項試驗操作規(guī)范要求，依規(guī)開展土工試驗樣本制備工作，導(dǎo)致樣本制備不達標，影響最終的試驗效果。例如，根據(jù)土工試驗內(nèi)業(yè)試驗樣品制備要求，對于粉土的粒徑應(yīng)當達到0.075mm，質(zhì)量不應(yīng)當超過樣品總質(zhì)量的50%，塑性指數(shù)小于10。但是在實際樣品制備過程中，樣品顆粒構(gòu)成往往較為復(fù)雜，影響了實驗室業(yè)內(nèi)試驗工作順利開展。同時對于部分粉砂在進行塑性指數(shù)分析過程中，部分工作人員沒有結(jié)合巖土勘察區(qū)域地質(zhì)環(huán)境，進行綜合分析，沿用原有的塑性指數(shù)進行測試分析，從而誘發(fā)試驗誤判。

2.2 試驗環(huán)節(jié)把控不嚴

土工試驗環(huán)節(jié)，環(huán)境因素對于試驗試驗結(jié)果精準性有著深遠影響。就材料構(gòu)成來看，為實現(xiàn)土工試驗效果，試驗工作推進過程中，應(yīng)當做好實驗室濕度等環(huán)境因素管控，實現(xiàn)對環(huán)境要素精準化調(diào)節(jié)，為土工試驗營造出良好環(huán)境?；谶@種認知，在整個土工試驗過程中，應(yīng)當認真做好環(huán)境因素管控，采取人工介入方式，營造良好試驗環(huán)境，確保濕度、溫度等要素達到土工試驗要求，為后續(xù)試驗工作有序開展創(chuàng)造條件。部分工作人員在整個試驗過程中，沒有能夠建立起標準化試驗機制與流程，對試驗測試環(huán)節(jié)把控不夠嚴格，這種情況的發(fā)生，破壞了土工試驗外業(yè)與內(nèi)業(yè)工作環(huán)境，對于試驗對象含水量等相關(guān)指標的評估產(chǎn)生了干擾。例如在進行試驗過程中，工作人員沒有按照樣品處理要求對試驗樣品進行封裝，導(dǎo)致樣品受潮，進而使得后期含水量試驗過程中，樣品試驗結(jié)果超標。現(xiàn)階段，土工試驗主要采取半手工半自動化的方式進行，在樣品提取、設(shè)備準備等方面仍需要人工介入，由于不同人員理論認知以及操作習(xí)慣存在差異，使得試驗試驗結(jié)果也會出現(xiàn)一定誤差，從而影響整個土工試驗結(jié)果精準度。為適應(yīng)這種局面，應(yīng)當定期做好試驗人員業(yè)務(wù)培訓(xùn)等系列工作，打造規(guī)范化操作機制，引導(dǎo)良好心態(tài)的形成，降低人為因素對于土工試驗工作的影響，保證試驗數(shù)據(jù)的準確性與全面性。尤其在土工試驗外業(yè)試驗工作推進環(huán)節(jié)，工作人員需要遵循地質(zhì)調(diào)查、測繪、勘測、采樣以及原位測試等基本流程，有序開展系列操作，但是從實際情況來看，部分人員在原位測試過程中，沒有結(jié)合試驗對象，進行試驗方式的科學(xué)選擇，誘發(fā)系統(tǒng)性試驗誤差。例如對于含水量較大的淤泥區(qū)域，在原位測試過程中，仍舊選擇標貫試驗，以判定土壤性質(zhì)以及承載力。但是標貫試驗受到技術(shù)原理等因素限制，無法全面反饋淤泥含水量、液限以及塑限等參數(shù)，影響土工試驗結(jié)果，對于后續(xù)施工活動產(chǎn)生較大干擾。

3 巖土工程勘察土工試驗主要參數(shù)

巖土工程勘察土工試驗受到自身技術(shù)定位與使用場景等因素影響，在土工試驗開展環(huán)節(jié)，應(yīng)當立足實際，梳理土工試驗主要參數(shù)，通過參數(shù)分析與應(yīng)用，廓清工作思路，搭建完整的土工試驗應(yīng)用體系。

從土壤結(jié)構(gòu)組成來看，其主要由固體顆粒、空氣以及水分構(gòu)成，三種分成之間的相互關(guān)系，是影響土壤物理形態(tài)的重要因素。系統(tǒng)掌握土壤內(nèi)部固體顆粒粒徑、空氣比重以及水分含量等核心數(shù)據(jù)，可以精準判定土壤物理性狀，為巖土工程建設(shè)可行性驗證。基于含水率參數(shù)的重要性，在整個土工試驗過程中，應(yīng)當認真做好系列檢測評估工作，實現(xiàn)對土壤物理性狀全面掌握。液限與塑限作為細粒土物理性狀評估的重要屬性，是區(qū)分巖土特性的重要指標，對于巖土勘察成效有著最為直接影響?；谶@種認知，土工試驗過程中，應(yīng)當系統(tǒng)性做好液限、塑限分析等系列工作，論證土壤性狀變化界限范圍，為土壤處理提供數(shù)據(jù)支撐。

4 土工試驗成果應(yīng)用成效提升策略與方法

土工試驗成果應(yīng)用過程中，技術(shù)團隊應(yīng)當從實踐角度出發(fā)，以科學(xué)性原則、實用性原則為框架，堅持問題導(dǎo)向，堅持技術(shù)牽引，采取切實可行的技術(shù)舉措，優(yōu)化調(diào)整土工試驗成果應(yīng)用路徑，提升成果應(yīng)用成效。

4.1 實現(xiàn)樣品有效管理

土工試驗樣品處理工作，對于最終試驗結(jié)果有著深遠影響。實際工作環(huán)節(jié)，試驗團隊需要加強巖土勘察樣品管理系列工作，依據(jù)樣品管理程序，開展試驗樣品接收、制備、流轉(zhuǎn)、存儲、處理等系列工作，實現(xiàn)樣品全過程管理，避免樣品管理不當，影響土工試驗結(jié)果。例如試驗團隊需要著眼于試驗樣品特點，建立土工試驗樣品標識系統(tǒng)，通過樣品標識處理，確保不同試驗狀態(tài)下，樣品不發(fā)生混淆。同時劃定專門區(qū)域，分類開展好試驗樣品保管，考慮到檢驗樣品數(shù)量較多，試驗團隊可以借助RFID技術(shù)，實現(xiàn)試驗樣品類別與數(shù)量信息快速識別、精準采集，提升試驗人員對于樣品調(diào)控能力，搭建起巖土勘察樣品調(diào)取平臺，壓縮巖土勘察獲取周期，提升樣品調(diào)取成效。樣品處理后，還應(yīng)當系統(tǒng)性做好土工試驗結(jié)果質(zhì)量控制，實時記錄樣品試驗結(jié)果，借助橫向?qū)Ρ龋皶r發(fā)現(xiàn)樣品試驗結(jié)果中存在的系統(tǒng)性偏差，確保土工試驗樣品結(jié)果科學(xué)性。

4.2 理順試驗實施流程

考慮到差異化試驗要求，試驗團隊可以采取實驗室試驗與現(xiàn)場試驗等多種方式，穩(wěn)步推動土工試驗工作。實驗室試驗環(huán)節(jié)，試驗人員需要認真核對試驗樣品信息，準確評估試驗樣品的可檢性，確定樣品具有可檢性后，試驗人員做好實驗室試驗標識，避免樣品轉(zhuǎn)接流轉(zhuǎn)中出現(xiàn)差錯，減少試驗誤差。上述工作完成后，試驗人員嚴格按照實驗室試驗規(guī)范，對試驗環(huán)境、試驗條件、試驗設(shè)備等做好調(diào)試，有序做好試驗工作，試驗過程中，認真填寫試驗記錄，形成試驗歷史數(shù)據(jù)，完善試驗信息數(shù)據(jù)庫，確保實驗室試驗任務(wù)順利完成?，F(xiàn)場試驗環(huán)節(jié)，試驗人員要根據(jù)巖土勘察現(xiàn)場基本情況，靈活做好試驗設(shè)備布局，以確保試驗設(shè)備可以正常運轉(zhuǎn)。對試驗設(shè)備輸出數(shù)據(jù)，試驗人員需要開展數(shù)據(jù)記錄、存儲以及分析等工作，同時做好試驗儀器復(fù)位、停機相關(guān)操作，構(gòu)建起完善的現(xiàn)場試驗實施流程。

4.3 持續(xù)發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢

土工試驗有賴于系列檢測設(shè)備的支持，為確保試驗工作穩(wěn)步開展，土工試驗工作開展過程中，試驗團隊一方面需要根據(jù)試驗?zāi)繕?、試驗對象，做好土工試驗檢測設(shè)備選型工作，確保檢測設(shè)備符合土工試驗各項要求。另一方面應(yīng)當根據(jù)設(shè)備類型，制定系統(tǒng)化設(shè)備管理方案，做好設(shè)備參數(shù)調(diào)試。例如數(shù)顯式土壤液塑限聯(lián)合測定儀作為現(xiàn)階段應(yīng)用頻率較高的土工試驗檢測設(shè)備，其操作簡單，實用性較強，具有性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠以及測量精度較高等優(yōu)勢，在實際操作過程中，試驗團需要嚴格按照操作規(guī)程，做好數(shù)顯式土壤液塑限聯(lián)合測定儀操作相關(guān)工作。在檢測工作開展之前，將儀器放置在水平工作臺上，并調(diào)整水平螺旋腳，使其固定在相關(guān)區(qū)域。固定操作完成后，對設(shè)備進行3分鐘的預(yù)熱處理，然后將檢測樣本放入到檢測設(shè)備之中，為確保測量精度，往往采取往復(fù)兩次的測量方式，以消除檢測誤差，提升土工試驗精準度。

4.4 健全試驗報告流程

從過往經(jīng)驗來看，土工試驗成果作為巖土勘察的重要組成，是評估工程建設(shè)方案可行性的重要依據(jù)，為消除工作漏洞，確?？辈旃ぷ鞒尚У陌l(fā)揮，需要利用好土工試驗成果，構(gòu)建土工試驗成果獲取、分析模式。土工試驗工作結(jié)束后，為提升試驗數(shù)據(jù)實用性，降低成果數(shù)據(jù)獲取難度。試驗團隊需要對試驗過程中獲得的試驗數(shù)據(jù)開展整理，按照系列要求，梳理試驗數(shù)據(jù)，梳理過程中，對錯誤數(shù)據(jù)、誤差數(shù)據(jù)及時進行處置。同時為降低數(shù)據(jù)獲取難度，試驗團隊需要依據(jù)相關(guān)格式，編制試驗報告，并對試驗報告進行編號處理。在報告編制完成后，試驗人員需要對報告開展二次核對，核對無誤后，在報告相關(guān)區(qū)域進行簽字，以細化工作責任，確保土工試驗工作成果得以全面呈現(xiàn)。試驗團隊完成在試驗報告編制后，需要安排專業(yè)人員，對試驗報告開展常規(guī)整理，開展科學(xué)存檔，建立試驗報告目錄，為后續(xù)檔案資料查閱以及使用提供便利條件，發(fā)揮土工試驗工作在項目施工管理中的積極作用。同時積極進行土工試驗成果檔案電子化進程，依托計算技術(shù)、信息技術(shù)、云計算技術(shù)等，搭建起土工試驗成果報告數(shù)據(jù)庫平臺，實現(xiàn)對土工試驗數(shù)據(jù)的智能化管理，增強土工試驗數(shù)據(jù)使用效能，擴大適用場景，更好地滿足巖土勘察工作開展要求。

4.5 精準把握試驗參數(shù)要求

土工試驗進行過程中，考慮到整個試驗周期較長，往往需要同步進行系列試驗檢測，以確保土工試驗效率。基于這種目標定位，工作人員需要做好系列準備工作，根據(jù)試驗對象，提前進行試驗準備，選擇最優(yōu)化的試驗方案。以土工試驗的含水量與塑限分析評估為例，實際操作過程中，工作人員可以使用含水率、密度以及比重試驗，獲取試驗土壤水分含量情況。實際操作過程中，考慮到相關(guān)指標難以進行直觀性表達，工作人員可以通過孔隙比、孔隙率以及飽和度換算的方式，進行試驗對象轉(zhuǎn)換，獲得系列數(shù)據(jù)，借助數(shù)學(xué)模型，計算含水量等相關(guān)指標。在這一思路指導(dǎo)下，工作人員可以采取壓縮試驗，同步取得孔隙比、孔隙率以及飽和度等參數(shù)，在壓縮試驗過程中，工作人員需要率先確定壓縮系數(shù)與壓縮模量，通過相關(guān)換算公式結(jié)合壓縮試驗結(jié)果曲線，獲得土壤樣品中的含水量數(shù)據(jù)。為確保最終試驗成果，工作人員應(yīng)當做好鉆探取樣工作，避免過度擠壓影響樣品相撞，引發(fā)孔隙比變化，同時認真做試驗數(shù)據(jù)評估，排除干擾因素影響，確保檢測結(jié)果精準性。土壤塑限試驗過程中，為了保證了測試有效性，可以利用液塑限聯(lián)合測定儀開展綜合性試驗評估，借助其技術(shù)優(yōu)勢，快速完成相關(guān)數(shù)據(jù)測試任務(wù)。在實際試驗測試過程中，除了依據(jù)設(shè)備操作流程，對設(shè)備參數(shù)進行調(diào)試，確保設(shè)備良性運轉(zhuǎn)之外，還應(yīng)當對測試深度進行靈活調(diào)整，針對于不同測試對象，采取差異化處理方式。例如在巖土工程中，液塑限測試使用的76g錐，其測試深度應(yīng)當為10mm，將這一深度作為液限測試深度，數(shù)據(jù)獲取后，繼續(xù)錐子繼續(xù)下沉2mm，將其作為塑限測試深度。公路項目中，液塑限測試使用的76g錐，其測試深度應(yīng)當為17mm，將這一深度作為液限測試深度，數(shù)據(jù)獲取后，繼續(xù)錐子繼續(xù)下沉2mm，將其作為塑限測試深度。通過這種試驗方式，可以確保整個試驗結(jié)果精準度，排除干擾因素影響。借助上述處理手段，可以有效提升巖土測試水平，科學(xué)應(yīng)對巖土工程管理盲目性。

5 結(jié)語

巖土工程勘察土工試驗對于整個工程項目質(zhì)量等級與安全系數(shù)有著最為直接的影響，基于這種內(nèi)在聯(lián)系，工程項目各參與主體對于巖土工程勘察系列數(shù)據(jù)采取了更加審慎的態(tài)度，對于數(shù)據(jù)精準度、完整度提出了更高要求。文章以巖土工程勘察土工試驗作為研究對象，從多個角度出發(fā)，積極探討土工試驗開展策略與方法，實現(xiàn)試驗成果的科學(xué)轉(zhuǎn)換，輔助設(shè)計團隊以及施工企業(yè)有序做好系列工作。