岩土工程勘察土工试验存在的常见问题及对策

陈飞

（浙江省工程勘察设计院集团有限公司，浙江 宁波 315012）

0 引言

岩土工程勘察土工试验是勘察的核心环节，只有严格控制岩土工程勘察质量才能保障勘察设计的合理性，因此，土工试验是岩土工程勘察的重要环节，就目前我国岩土工程勘察土工试验现状而言，虽然融入了很多新技术、新设备，使得土工试验技术已经得到了很大程度上的提升，但是依然存在很多问题亟待解决，需采取有针对性的方法和对策，才能最大限度上保障土工试验的准确性。基于此，开展岩土工程勘察土工试验存在的常见问题及对策的分析研究就显得尤为必要。

1 土工试验的内容

岩土工程勘察土工试验是测定岩土体参数的重要方法之一，其内容主要涉及岩土的物理性质、力学性质、水理性质等众多方面。首先，土工试验的重要性不言而喻，它对整个工程的质量有着直接的影响。在实际操作中，岩土工程勘察土工试验通常包括取样试验和原位试验两大类。取样试验一般在实验室内进行，主要包括测定岩、土结构和成分的指标，如岩石的密度、吸水率和饱和吸水率等；土的粒度级配、天然含水率、密度、液限和塑限、胀缩性指标、崩解性指标、毛管水上升高度等。同时，还会进行渗透性指标的测定，以及变形性能和强度指标的测试，如岩石的各种模量以及土的压缩系数和变形模量；岩石的单轴抗压强度和抗拉强度以及岩、土的内摩擦角和内聚力等。另一方面，原位试验则是在岩、土体上直接进行的。通过这类试验，可以更加真实地反映岩土体在现场的实际状态。总的来说，岩土工程勘察的目标就是正确反映场地的工程地质条件及岩土体性态的影响，为工程设计、施工提供技术论证和评价，以解决岩土工程问题。因此，岩土工程勘察中的土工试验内容是非常丰富和关键的，需要严格按照相关规定和标准进行。

2 岩土工程勘察土工试验存在的常见问题

2.1 取样方面的问题

我国拥有960 万km2的国土面积，各地区的地理环境、地质水文条件差异明显，生态背景不同，土样所呈现出的特点也不相同。而岩土成分对建筑工程造成的影响非常大。这就要求在岩土工程勘察土工试验中必须保障取样工作的有效性、有代表性、准确性。在实际取样操作中，若未严格按照相关规定选择取样的范围和取样操作，或者是仪器设备选择不当，工作态度不端正，都会影响到最终岩土工程勘察土工试验结果的准确性，无法为项目勘察提供有针对性的数据支持，必然会影响到工程项目勘察的总体效果[1]。比如：某岩土工程勘察土工试验中，现场取样人员只对深度范围在4～5m 的土层进行取样，判断该土样为粉土，但经岩土工程勘察土工试验结果显示为粉质黏土，由于取样操作不规范，致使取样时非土样的松散大颗粒在提钻时掉落到取土器下方，被现场采样人员误认为是样土进行观察，从而引起了观察结果和土工试验结果不一致的情况。

2.2 试验方法方面的问题

岩土工程勘察工作在工程项目建设中具有极其重要的地位，是不可或缺的一环。在进行岩土工程勘察工作时，必须具备长远的眼光，确保试验结果的准确性和代表性。然而，在实际的土工试验中，普遍存在方法较为单一的问题，许多工程将其仅视为一个程序性的过程。这导致一些试验人员往往只关注眼前的问题，按部就班地执行试验，而没有根据工程的实际情况制定合理的试验方案[2]。这种做法使得试验结果较为片面，缺乏代表性。更为严重的是，有些土工试验人员过于依赖以往的经验，直接得出结论，这给工程项目带来了极大的安全隐患。

2.3 野外编录方面存在的问题

地质结构的复杂多变性使得土工试验在岩土工程勘测中具有极其重要和现实的意义。土工试验是研究土的物理性质、力学性质和工程性质的重要手段，通过室内土工试验与野外勘测相结合，可以更深入、更清晰地了解施工地区的地质情况。室内土工试验可以模拟不同条件下的土体行为，从而为野外勘测提供重要的参考依据。在室内试验中，可以控制土体的应力、应变和时间等参数，观察土体的变形、强度和稳定性等特性，从而为野外勘测提供重要的数据支持。野外勘测可以提供更真实、更全面的地质信息，在野外勘测中，可以直接观察施工地区的地质情况，了解土体的分布、结构和性质等信息。同时，还可以通过钻探、原位测试和取样等手段获取更准确的数据，为室内试验提供重要的补充[3]。然而，当前我国野外勘测存在的主要问题在于人员过多且成员之间缺乏合作。在野外勘测中，由于人员过多，导致勘测工作难以统一协调，进而影响勘测结果的准确性和合理性。此外，成员之间缺乏合作也会导致信息沟通不畅，影响勘测效率和质量。

2.4 设备方面的问题

虽然我国在岩土工程勘察土工试验方面有较为长远的研究历史，总结了大量经验和教训，但与此同时也出现土工试验设备仪器老化严重的问题。虽然这些老旧的设备也可以满足大部分岩土工程施工建设基本需求，但会降低岩土工程勘察土工试验的效率、质量。虽然我国有老化设备及时更新换代的规定，但也有一些企业和单位，依然在使用老化的土工试验设备仪器，此种问题的存在，不但会影响到岩土工程勘察土工试验的准确性，而且不利于保障试验人员的安全性[4]。

3 解决岩土工程勘察土工试验存在问题的对策

3.1 取样问题的解决对策

岩土工程勘察中土工试验的取样操作是一个非常重要的环节，其质量直接影响到后续的试验结果和工程设计的合理性。为解决岩土工程勘察土工试验存在随机取样，或者取样缺乏代表性的问题，可从以下方面同时入手。

（1）确定取样点的位置和数量。根据勘察方案和设计要求，确定取样点的位置和数量，并按照相关规范进行布置。

（2）准备取样工具和设备。根据试验要求，准备相应的取样工具和设备，如取样器、钻头、钻杆、泥浆等。

（3）做好现场勘察和记录。在取样前，需要进行现场勘察和记录，包括地形地貌、地层分布、地下水情况等，以便更准确地确定取样点的位置和深度。

（4）规范取样操作。根据规范要求，采用适当的取样方法和工具进行取样操作，如钻孔取样、挖坑取样、振动棒取样等。在取样过程中，要注意避免对土壤造成扰动和破坏，保障取样的代表性和准确性。

（5）处理和保存样品。取样完成后，要及时对样品进行处理和保存，如清洗、分类、称重、标记等，以保障样品的质量和可追溯性。

3.2 试验方法问题的解决对策

针对岩土工程勘察土工试验中存在试验方法较为单一，难以准确获得土样理化性质的问题，需积极引进更加先进的试验方法，并采用两种或者是两种以上试验方法相结合的土工试验方法。岩土工程勘察的土工试验是获取地下土层信息的重要环节，其主要目标是提供土的物理性质指标和力学性能指标，为土层分层提供依据。为提升土工试验结果的准确性，可采用取样试验+原位试验相互结合的方法。

取样试验可以测定岩石和土壤的各种物理和力学性质。通过取样试验测定岩石的密度和吸水率。这些数据对于了解岩石的物理性质和工程应用非常重要。除了岩石外，还可对土进行粒度级配和天然含水率的测定。粒度级配是指土中不同粒径颗粒的分布情况，而天然含水率则反映了土的湿度。这些数据对于评估土壤的工程性质和稳定性至关重要。

原位试验是一种在岩土体原位置进行的试验，它能够保持天然结构、含水量和应力状态，从而真实反映工程特性。这种试验方法在岩土工程中具有非常重要的意义，因为它能够提供更加准确和可靠的数据，帮助勘察更好地了解岩土体的性质和行为。原位试验能够保持岩土体的天然结构。在岩土工程中，工程师需要了解岩土体的性质和行为，以便更好地设计、施工和维护工程。原位试验能够提供更加准确和可靠的数据，帮助勘察更好地了解岩土体的性质和行为，从而为工程设计和施工提供更加可靠的基础。原位试验中堆载平台系统的设备布置如图1 所示。

图1 原位试验中堆载平台系统的设备布置

两种土工试验相互结合的方法，可避免单一方法存在的确定，实现现场和实验室的联合检测，从而最大限度上降低客观因素对土工试验准确性造成的影响。但需要注意的是无论是取样试验还是原位试验，都需严格监督取样过程和测试操作，以保障其测量成果的精确度和真实性。同时，《土工试验方法标准》（GB/T 50123—2019）是当前国家标准，自2019 年10 月1 日起实施，所有相关工作人员需要遵照此标准进行操作。

3.3 野外编录问题的解决对策

针对目前土工试验中存在的人员过多且各成员之间缺乏有效合作、难以统一协调的问题，需要采取一系列措施来提升人员之间的合作和沟通，建立起科学有效的信息共享机制。

首先，需要对土工试验人员进行集中培训，以提升相互之间的协作互助能力。通过培训，可以让试验人员更加熟悉彼此的工作流程和技能，从而更好地进行协作。同时，培训还可以提高试验人员的专业素养和技能水平，使他们能够更好地应对各种复杂的土工试验问题。

其次，需要建立起科学有效的信息共享机制。在土工试验中，信息的传递和共享是非常重要的[5]。通过建立信息共享机制，可以让试验人员更加方便地获取和使用各种信息和资源，从而提高工作效率和质量。同时，信息共享机制还可以促进各成员之间的交流和合作，避免出现重复工作和资源浪费的情况。

最后，还需要加强人员之间的合作和沟通。在土工试验中，各成员之间的合作和沟通是非常重要的。通过加强合作和沟通，我们可以更好地协调工作流程和资源分配，避免出现各种问题和矛盾。同时，合作和沟通还可以促进团队凝聚力和工作效率的提升，为土工试验的顺利进行提供有力的保障。

3.4 设备问题的解决对策

针对目前土工试验中存在设备老化严重的问题，需要在加强创新试验技术的基础上，加大资金投入力度，尽量摒弃传统粗放、笨重的试验设备，引进更加先进、科学、自动化能力强土工试验设备，如万能试验机、岩石弹性波速仪和裂纹扩展试验仪、三轴仪等，其中三轴仪目前岩土工程勘察土工试验中应用的主要设备之一，可用于土样的变形和强度试验、可控排水条件试验、完整的描述试样受力和变形破坏的全过程、进行不同应力路径试验等，三轴仪计量性能要求如表1 所示。

表1 三轴仪计量性能要求

为充分发挥出先进土工试验设备的作用和价值，相关人员必须重视设备的后期维护和管理工作，建立健全的监控系统，并加强对操作人员的操作过程和监管，确保其严格按照设备使用要求进行操作[6]。同时，在试验过程中，应建立一套完整的管理制度，对于实验室中的仪器故障或电脑数据出错等情况，应及时上报相关部门。只有确保各试验设备能够科学、准确地运用，才能有效保障实验操作的安全性和高效性。

4 结语

综上所述，结合理论实践，分析了岩土工程勘察土工试验存在的常见问题及对策，分析结果表明，由于我国岩土工程勘察技术还存在很多不足之处，因此在土工试验中还存在一些问题，这些问题严重影响了岩土工程勘察的工作质量，因此在岩土工程勘察中需要加强对土工试验工作的重视程度，采取有效措施对土工试验中存在的问题进行解决，从而提高土工试验质量，为岩土工程勘察工作提供更加准确的数据。