岩土工程勘察土工试验的质量控制策略

王新 绳博文 于天文 任传健

（山东电力工程咨询院有限公司，山东济南 250013）

1 土工试验在岩土工程勘察中的重要性

土工试验是一项系统化的工作，在实际操作的过程中包含很多流程，各个流程都有着较高的规范化要求。在这个过程中，试验人员首先要进行取样，选择相应的土壤样品，并对样品的理化性质进行处理和分析。之后，要使用精密先进的专业设备来开展试验，按照规范展开相应的操作。实践证明，在工程设计的过程中，要对物理力学指标予以足够的关注。尤其是对于电力项目如变电站、发电站来说，物理力学指标的运用关系到地基处理方案的有效性。在对工程进行方案设计时，需要通过土工试验来对地基边坡的稳定性进行分析，判断后期是否可能发生沉降等问题，必要情况下采取针对性的措施进行预防。如果土工试验不完善、试验数据不合理，后续工作的开展都会受到影响[1]。

2 岩土工程勘察土工试验的常见问题

2.1 土样制备

在对土样进行制备的过程当中，试验人员需要对土样的颜色进行具体化描述，同时还要关注土样的硬度、成分以及结构信息，在这个基础上对土样的物理力学指标进行预估和记录。在这个过程中，如果发现土体呈现坚硬的状态，土工试验的测试结果却是流塑状态且指数大于1，那么试验人员需要对土样的含水率、塑限以及液限等指标进行复核[2]。

2.2 含水率试验

为提高土工试验含水率试验的准确性和有效性，要选择具有代表性的试验。在试验的过程中，经常会出现土层不均匀、样本扰动以及样本短缺等方面的问题。为了避免这些问题，同时对样本选择误差进行控制，试验人员要做好多方面的工作。要确定全土层的天然含水率，取样的时候要沿原状土层的剖面位置进行竖向取样，该环节通常会与压缩、剪切试验等操作同时进行。如果发现土样当中包含淤泥等有机质，要对有机质的含量进行测定，如果超过5%的话，需要先将土样放入烘箱内，保持65℃～70℃的状态将其烘烤至恒值状态之后再开展试验[3]。

2.3 固结试验

在岩土工程勘察的过程当中，可以通过固结试验对土体受力与变形的问题进行岩土工程勘察检验。在这个过程中，试验人员需要使用专门的仪器和设备来完成试验。实践证明，固结试验的有效性主要会受到环刀和试验变量摩擦力的影响。为了减少这一影响，在对环刀进行选择的时候，需要确保土体与环刀的接触面比例处于最小的状态，同时还要在环刀内壁的位置涂抹一层凡士林来减少摩擦力，确保试验结果的精准性。

2.4 塑限和液限试验

在对液限值进行测定的时候，试验人员也需要使用圆锥仪等特定的设备。而在对塑限值进行测定的时候，则需要使用滚搓法。在这个过程中，需要注意如果塑限和液限试验的对象为黏性土的话，其中可能会附着植物根茎和沙粒等物质，这会对试验结果的准确性造成不良的影响。因此，在开展土工试验之前，需要先将这些物质挑拣出来。而如果试验对象为高液限黏土的话，则要关注静置时间对试验结果所带来的影响。如果黏土的亲水性不强的话，试验人员可以通过适当地延长静置时间的形式来确保粘土的均匀度。

2.5 水和土腐蚀性的评价

随着电力工程项目的增多，越来越多的项目对水样以及土样的腐蚀性的要求越来越高，尤其是pH值、Cl-和SO42-浓度含量对岩土勘测设计及其重要。尤其是pH 值小于5 时需要格外注意，在直接临水或者强透水层（碎石土和砂土）中的地下水pH 值在4.0～5.0时为中等强度腐蚀，在弱透水层（粉土和黏性土）中的地下水pH 值在3.5～4.0 时为中等强度腐蚀。SO42-浓度在环境类型分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类腐蚀环境下指标是不同的，中等腐蚀SO42-浓度分别为500～1500、1500～3000、3000～6000mg/L。在Ⅰ、Ⅱ类腐蚀环境无干湿交替作用时，SO42-浓度数值应乘以1.3 的系数。以上数值适用于水的腐蚀性评价，对于土的腐蚀性评价，应乘以1.5 的系数。对于干湿交替环境下，水中Cl-含量为500～5000mg/L 时为中等强度腐蚀；对于A类环境下，土中Cl-含量为750～7500mg/kg时为中等强度腐蚀，在B 类环境下，土中Cl-含量为500～5000mg/kg时为中等强度腐蚀。

3 岩土工程勘察土工试验的质量控制策略

3.1 明确样品的选择标准

第一，要确保土工试验的样本具有较强的代表性，能够将所在位置土质与土层形状等特征充分地体现出来，这样才能为岩土工程勘察工作的顺利开展创造条件。第二，在取样的过程中，试验人员要确保土样的性质保持稳定，不会在试验的过程当中发生改变，无论是自身的结构还是含水率都不能被破坏或改变。如果在这个过程中土样发生扰动的话，需要重新进行取样，这样才能确保最终的结果与岩土工程的实际情况保持契合，达到精准化试验的目标。第三，在对样本参数进行测定的时候，试验人员要在自然的状态下开展工作，并对各项外部因素进行全面化控制，这样才能避免对最终的样本参数、天然性质造成影响。

3.2 严格执行规范要求试验步骤

土工试验项目从最初的试样制备、含水量试验、密度试验、比重试验、颗粒分析试验、界限含水率试验、相对密度试验、击实试验等，必须严格按照土工试验方法标准（GB/T50123-2019）规定的要求，从土样的选取、试样的包装和运输、试样的委托、试样的制取等过程严格要求，最大程度还原现场原状土的环境，更加真实的反映原状土的物理力学参数。

3.3 确保对数据的精准控制

在开展岩土工程勘察土工试验的过程中，试验人员需要明确土体所在位置的地貌特征，关注地质年代成因种类和具体成分。通过物理指标试验得到颗粒级配密度和含水量等信息。同时，还需要将试验单元划分为原状土样和扰动土样两种不同的类型，从而对各类试验数据进行汇集，并将其编制成为规范的统计表，对各个变化区间当中的试验点数进行统计，进而确定数据的变异状况[4]。最后，还要基于数据图的实际特征，将数据分为正常和异常这两种不同的类型。

4 结语

总的来说，为了使岩土工程勘察工作顺利开展，要运用有效的管理策略为土工试验的质量提供保障。在开展土工试验时，受技术人员、仪器设备以及测试环境等因素的影响，测试结果会存在差异。确保提高土工试验的精度，就要缩小误差，对试验结果和土样的物理力学特性进行有效分析。一方面，要明确样品选择的标准；另一方面，还要做到对数据的精准控制。