【導讀】augment?withinfillareas. Trialpits. Dynamicprobing. Rotarycoredrilling. Laboratorytesting. Theimportanceof?phasing?

　　

【正文】 價土體深部取樣區(qū)域的適用性時不能過分強調(diào)其適用性。靜壓法取樣通常將取樣器下沉至要求深度進行取樣，并每間隔一米進行取樣。 在許多情況下，靜壓法取樣由于卵石、漂石阻礙不能壓入非常堅硬 的含礫粘土。土樣在鉆孔內(nèi)應盡量少擾動，但級配變壞是很正常的，級配變壞將導致土樣分類不夠精確。 取樣孔對于恢復適當尺寸的土樣以及觀察碎屑巖在卵石、漂石中所占比例來說應該是適當?shù)?。因此，詳盡且精確的地區(qū)描述取樣區(qū)域以及取樣空來說都相當重要，而且還為它們提供了檢查土體在鉆孔范圍以外性質(zhì)的良機。取樣孔也提供了孔壁穩(wěn)定性的評價以及觀察孔壁內(nèi)水進入時所造成的影響。 一位有經(jīng)驗的巖土工程師或工程地質(zhì)專家應監(jiān)督取樣孔工作以及土樣的恢復。因為土樣性質(zhì)為土樣敏感性提供了信息，所以取樣時土體性質(zhì)應被密切關注，尤其是水從小顆粒區(qū)域 遷移到良好級配區(qū)域。而且土體在開挖時的條件為其原位條件提供了一個相對精確的評價。 土的分類 土的描述與分類應該依照英國標準 5930（ 1999）進行并依照英國標準 1337（ 1990）進行測試。土的工程描述應基于按粒徑大小分級并依照良好級配土的可塑性進行補充。對于許多冰漬土或含礫粘土（混合土）的難點在于其描述與工程性質(zhì)測試的評價。 關于以前的地基勘察綱要，愛爾蘭含礫粘土的粘土與淤泥質(zhì)土中常由易變比例的砂、礫石、卵石組成。良好級配且含水量為 10%15%的低可塑性土最難進行描述與分類。現(xiàn)在英國標準 5930（ 1999）已認識到描述“混合土”所存在的難點 —— 土的良好級配較之顆粒尺寸對于控制著土的工程性質(zhì)更優(yōu)越。 一個關鍵參數(shù)在土分類以及理解過程中經(jīng)常被低估，該參數(shù)就是滲透系數(shù) K。檢查土的顆粒級配將間接說明土的滲透系數(shù)的大小。假如可能，為了準確評價土體的排水特性，三軸單元試驗將采用無擾動原狀土樣或高質(zhì)量土樣進行試驗。 低可塑性的中等滲透性含礫粘土 (K 大約在 105到 107米 .秒范圍內(nèi) )能經(jīng)常通過不同排水條件進行“模擬”。其必須在取樣區(qū)域安裝排水邊界以及水坑邊界或借用鉆孔以減少土樣的含水量。因此，由于含水量的小量減少 ，工程性質(zhì)復雜的冰漬土也能當作合適的工程填土加以應用。 土工試驗 由于室內(nèi)試驗的許多規(guī)定使其被建議用作土的最后試驗。土的工程參數(shù)列于表 ，該表源于國家檔案登記處 2021 年 3 月版的道路施工規(guī)范。其中包含以下內(nèi)容： ◆ 含水量 ◆ 顆粒級配 ◆ 塑 限 ◆ 加州承載比 ◆ 密實度（最優(yōu)含水量） ◆ 重塑土不排水抗剪強度 當進行室內(nèi)試驗時，大量的關鍵因素應該被考慮。 ◆ 密實度 .加州承載比 .MCV 試驗土樣小于 20mm。 ◆ 含水量測試試樣應小于 20mm以提供真實有效的對比。 ◆ 壓縮時孔隙壓力未加以考慮 可能導致室內(nèi)與實際存在相當大的差異。 ◆ 土樣測試的準備方法必須被明確規(guī)定，而且試驗應在指定試驗室進行。 進行含礫粘土的含水量測試時必須非常小心謹慎。理想地說，土的含水量應與其粒徑有關，而且還有相應的級配分析曲線，雖然該曲線不是具有實際應用價值。 在大部分情況下，含水量被應用于密實度被認為是提供了關于建立含礫粘土適用性特征的最好方法。由于含水量能在開挖后快速評價土體的適用性，故強烈建議在取樣孔中對其進行測試。因此，含水量刻度能夠在實驗室內(nèi)不同含水量增量情況下被采用。土樣擾動常發(fā)生在搬運過程中，這將對含水量的結果 產(chǎn)生重大的影響。 地質(zhì)科學研究所在進行低可塑性含礫粘土含水量測定時已經(jīng)土樣含水量由于時間的推移（ 2 到 7 天）存在巨大的差異。許多上述低可塑性含礫粘土表現(xiàn)出與時間相關的含水量變化特性。其變化值主要由于土樣取樣時的排水條件，土樣運移以及其體積的膨脹與土中水的遷移將導致土樣破壞或者強度下降。 以上資料對于設計者以及土方工程承包商來說都很重要，因為進行上述規(guī)定的測試時它提供了設計者以及土方工程承包商理解土體特性的機會。它能說明在某些情況下先進行排水的所存在的優(yōu)點。對于混合土來說，對土方工程進行開挖時加快排水工程非常有 必要。 含礫粘土的加州承載比測試也需要非常小心謹慎，尤其是開展測試前所采用的準備工作。設計工程師必須意識到這一點，因為準備工作的誤差將導致試驗結果的明顯不同。經(jīng)驗表明，采用 或 4 公斤的錘進行含礫粘土的靜態(tài)擊實將導致超高的孔隙壓力，因此將導致加州承載比值變低。被擊實含礫粘土的硬化相當重要，因為土的硬化將使孔隙水壓力消散。 土的工程分類 依照英國標準道路施工規(guī)范，一般的粘性填土分類如表 ： ◆ 2A 濕粘性填土 ◆ 2B 干粘性填土 ◆ 2C 含石粘性填土 ◆ 2D 粉質(zhì)粘性填土 首先按可接受性進行提供土樣特性 ，然后設計工程師在實驗室分類以及工程性質(zhì)測試基礎進行決定土工程分類的上下限。愛爾蘭含礫粘土基本上都屬于 2C 含石粘性填土。 道路施工規(guī)范 612條列出了擊實方法。兩種現(xiàn)有的規(guī)程： ◆ 原狀土樣擊實 ◆ 重塑土樣擊實 重塑土樣擊實被認為最實用，特別是在土方工程合同初期階段良好的擊實控制數(shù)據(jù)可被利用。檢驗擊實質(zhì)量時，最小干密度對于合同承包商來說是最有用的。一旦土樣被認可或滿足工程分類要求，然后原位密度才能進行測定，當土樣中含石量較低時，通常采用核子測定儀或換砂試驗進行測定。 當布置或擊實回填土時，原位干密度能夠得到檢驗 ，不夠密實的地方能夠被快速識別并進行擊實。該過程要求設計工程師評價擊實試驗區(qū)域的總體密度并估計現(xiàn)場真實的“理論密度”。 土工地基勘察方法的補充 傳統(tǒng)的勘察方法與規(guī)程已在第二部分進行詳細介紹。接下來講述的是有助于道路工程的地基勘察工作方法的幾個例子： ◆ 地基勘察工作分階段進行，特別是室內(nèi)測試 ◆ 開挖 amp。深取樣孔取樣 ◆ 使用噴氣或聚合物膠質(zhì)體技術的大直徑高質(zhì)量回轉鉆進 ◆ 對可能適合挖方的土樣進行小范圍擊實試驗 對于許多大型工程來說，地基勘察工作應分階段進行已經(jīng)被提倡許多年了；特別室道路工程更應如此。因為道路工程的大量巖土工程方面數(shù)據(jù)可在短期內(nèi)即可使用。大部分的大型地基勘察工程都很少花時間對最初成果進行“消化”和回顧，而且也很少對勘察方法的適用性進行重新評價。 對于土的室內(nèi)測試，經(jīng)常準備大量的測試計劃，而在最后試驗過程中這些計劃并未被加以采用。在許多情況下，計劃通常都是由經(jīng)驗少的工程師來準備，而經(jīng)驗豐富的工程師進行設計并未包括所準備的計劃。 土的工程特性測試不但價格昂貴而且歷時長（等同于加州承載比的 5 個點的測試 amp。每 個點的含水量測試超過兩個星期）。當土的分類測試（含水量、顆粒級配分析以及阿太堡界限）完成后，才能對巖土數(shù)據(jù)以及工程特性測試計劃進行進一步的分析。假如在取樣期間完成了含水量的測試，那么接下來就能立刻獲得土的適用性評價。 通常都認為深取樣孔的開挖既麻煩又困難，因此設計工程師們都認為該法不夠恰當。采用臺階式技術以及水泵抽取地下水在含礫粘土中開挖 12 米深的深取樣孔是可行的。 最近幾年，地質(zhì)科學研究所已經(jīng)在好幾個大型道路地基勘察工程中開挖了 12米深的深取樣孔。來源于這些深取樣孔的寶貴數(shù)據(jù)使工程師們對土 的性質(zhì)有了更進一步的了解。 專家們都建議在 靜壓法取樣和回轉鉆進后進行 深取樣孔的開挖，所開挖區(qū)域的地下水狀況將對深取樣孔開挖的可行性起到?jīng)Q定作用。立管以及壓力計的安裝對地下水狀況的了解將起到重大的幫助作用，因而這就是為何把這項工作放在地基勘察過程的后面的緣由。 大量有代表性的土樣能夠被獲得（使用地溝箱）以及對區(qū)域抽樣進行原位剪切強度測試。通過對附近取樣孔的立管或壓力計測試結果的比較，取樣孔壁的穩(wěn)定性和地下水狀況可以被確定。如果取樣孔深度達到驚人的 500 米時，三個取樣孔的費用已經(jīng)無法估價，還有挖出的土石需要進行 小范圍的擊實試驗。 從價值工程的觀點來看，開挖以及開挖的復原的費用可以很容易計算出來，一個臨時的金額被分配并用于開挖以及開挖的復原。 該系統(tǒng)要求使用噴氣或聚合物膠質(zhì)體技術的大直徑回轉鉆進技術。用三層取心筒在超載積土層中鉆進時，可循環(huán)材料被裝在塑料芯襯墊中。 低可塑性含礫粘土中的巖芯萃取率相當好（典型的超過 90%）。巖芯萃取率越高，那么有關工程地質(zhì)的記錄越詳細，越有利于室內(nèi)試驗的試樣采集。 在冰堆丘地區(qū)，例如在 Cavan 和 Monaghan地區(qū)，地質(zhì)科學研究所發(fā)現(xiàn)聚合物膠質(zhì)體技術的 大直徑高質(zhì)量回轉鉆進已經(jīng)成功地在該地區(qū)非常堅硬的含礫粘土中進行深部取樣（靜壓法取樣和取樣孔在該地區(qū)均失敗）。原位測試（十字板，標準貫入等）能在鉆孔內(nèi)進行試驗并獲得不同地平線下強度與承載力的關系。 使用上述系統(tǒng)，大直徑回轉鉆進的費用比傳統(tǒng)的高質(zhì)量鉆進要高出 50%到 60%，但又從價值工程的角度出發(fā)，由于該法所獲得的巖土信息質(zhì)量相當高，所以更值得采用。 在地基勘察過程中特別是主要取樣剪切區(qū)域為“邊界適應”土時，小范圍擊實試驗被強烈建議采用。加上實驗室數(shù)據(jù)的確認，設計者能更使土方工程的設計更貼 近現(xiàn)實，同時為甲方單位節(jié)省相當可觀的費用。 擊實試驗能提供以下資料： ◆ 場地實際密度，重塑土剪切強度以及加州承載比 ◆ 最佳土層厚度以及碾壓次數(shù) ◆ 擊實過程中土的靈敏度（靜態(tài)與動態(tài)） ◆ 檢查車輛通行能力與車轍等級 計劃場地內(nèi)測試墊板的典型尺寸大致為 20 10 米，厚度可達 米。選擇的場地應該在取樣剪切區(qū)域或取土坑附近而且有足夠的空間用來堆放材料。正常情況下，土方機械需要履帶式開挖機（ CAT320或其他型號）， 25 噸運輸車， D6型推土機以及牽引式或機動式碾壓機。 由于核子測定儀能快速測定含水量，干密度以及容重，因此建 議用該儀器測定擊實回填土的原位密度測試。它能夠獲得一大套有關擊實回填土的數(shù)據(jù)并能對擊實度，土層厚度和碾壓次數(shù)之間關系進行評價。擾動或未擾動擊實回填土樣能夠進行室內(nèi)測試并確認其場地測得數(shù)據(jù)（特別是含水量）。根據(jù)地質(zhì)科學研究所的經(jīng)驗，如果計劃的好，那么小范圍擊實試驗只需兩個工作日既能完成。 地基勘察設計的監(jiān)督 地基勘察承包商與咨詢工程師之間的密切聯(lián)系與相互尊重對于大型道路勘察設計的成功相當重要。一位高級巖土工作者來自上述成員之一能做到以上兩點，從而導致地基勘察的方向與范圍被轉變位考慮區(qū)域地層和地基條件。 大 型地基勘察設計的特征表明獲得數(shù)據(jù)過程中雙方良好的交流與適應非常重要?，F(xiàn)場條件會隨時發(fā)生變化，因而想達到勘察方法與工序兩者之間的妥協(xié)是不可取的。 從監(jiān)督方面來看 (包括地基勘察承包商與咨詢工程師 )，為了反對現(xiàn)場勘察工作重復，工作重點應放在現(xiàn)場巖土工程師或工程地質(zhì)工作者的水平上。 巖土認證 英國交通部在 1992 年準備了一份有關高速公路設計方案的文件 (HD22/92)。該文件指出了地基勘察的設計與報告以及土方工程施工過程中必須使用的工序與認證文件。 道路工程設計方案包括運土方案或復雜巖土特性必須被設計組織 — 咨詢 工程師或代理權威認證。巖土工作的專業(yè)責任由設計組織負責。 對于這一設計方案，設計組織必須任命一位特許工程師，而該工程師為具有豐富經(jīng)驗的巖土工程師。他 (她 )職務是巖土聯(lián)絡工程師，主要工作是負責包括工序陳述的準備、報告以及認證所有巖土事務。 HD22/92的 節(jié)提到“地基勘察工作完工后，設計組織應該提交一份包括所有事實記錄、專業(yè)承包商的測試結果、承包商或設計組織的解釋報告的詳細報告與認證”。設計組織應該準備一份土方工程設計報告，該報告為解釋設計方有關場地勘察數(shù)據(jù)以及土方工程設計的詳細報告。 項目管理人與巖 土聯(lián)絡工程師的聯(lián)絡程度和密切性將很大程度上取決于方案的特性以及勘察于設計過程中遇到的巖土復雜性。 土方工程完工后，要求設計組織準備一份巖土反饋報告。該報告主要陳述土方工程施工中遇到的巖土問題以及正確的處理方法或措施。設計組織準備認證施工中采取的巖土方法 (例如邊坡失穩(wěn)，巖溶特征，采空區(qū)，地基改良系統(tǒng)等 )。 結論 ◆ 為確保道路 NDP 巖土勘察工作能被滿意執(zhí)行，地基勘察承包商與咨詢工程師之間密切合作是必需的。 ◆ 許多土在篩選及設計階段被輕易篩除。希望本文中列舉的建議方法能給道路地基勘察設計工程師進行范圍 與界限等設計時提供幫助。 ◆ 結合現(xiàn)代化儀器設備，土方工程施工過程中的監(jiān)測變的非常簡單?？紫端畨毫Γ瑱M向與豎向移動能被容易的測得并為土的工程特性提供重要的反饋信息。 ◆ 地基勘察工作應分段進行，特別是室內(nèi)試驗更為重要，其能對各參數(shù)進行恰當?shù)脑u價。 ◆ 由于工程垃圾許可執(zhí)照批準條件變得嚴格，“取樣孔邊界”土的處理將變得越來越困難而且費用也越來越高。英國地基回填稅的出現(xiàn)使得土方工程中對各種土樣進行徹底檢驗以加大其利用程度。對于愛爾蘭的巖土工程師與土木工程師來說，它提供了類似的動機與挑戰(zhàn)。 ◆ 同英國國家 檔案登記處的地基勘察與土方工程處理方法相比，認證方法應該在工程中加以考慮。