【導(dǎo)讀】augment?withinfillareas. Trialpits. Dynamicprobing. Rotarycoredrilling. Laboratorytesting. Theimportanceof?phasing?

　　

【正文】 土體深部取樣區(qū)域的適用性時(shí)不能過分強(qiáng)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(jìn)行取樣，并每間隔一米進(jìn)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(jiān)硬的含礫粘土。土樣在鉆孔內(nèi)應(yīng)盡量少擾動，但級配變壞是很正常的，級配變壞將導(dǎo)致土樣分類不夠精確。 取樣孔對于恢復(fù)適當(dāng)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(yīng)該是適當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，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(dāng)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(jī)。取樣孔也提供了孔壁穩(wěn)定性的評價(jià)以及觀察孔壁內(nèi)水進(jìn)入時(shí)所造成的影響。 一位有經(jīng)驗(yàn)的巖土工程師或工程地質(zhì)專家應(yīng)監(jiān)督取樣孔工作以及土樣的恢復(fù)。因?yàn)橥翗有再|(zhì)為土樣敏感性提供了信息，所以取樣時(shí)土體性質(zhì)應(yīng)被密切關(guān)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(shí)的條件為其原位條件提供了一個(gè)相對精確的評價(jià)。 土的分類 土的描述與分類應(yīng)該依照英國標(biāo)準(zhǔn) 5930（ 1999）進(jìn)行并依照英國標(biāo)準(zhǔn) 1337（ 1990）進(jìn)行測試。土的工程描述應(yīng)基于按粒徑大小分級并依照良好級配土的可塑性進(jìn)行補(bǔ)充。對于許多冰漬土或含礫粘土（混合土）的難點(diǎn)在于其描述與工程性質(zhì)測試的評價(jià)。 關(guān)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(jìn)行描述與分類?，F(xiàn)在英國標(biāo)準(zhǔn) 5930（ 1999）已認(rèn)識到描述“混合土”所存在的難點(diǎn) —— 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(gè)關(guān)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(zhǔn)確評價(jià)土體的排水特性，三軸單元試驗(yàn)將采用無擾動原狀土樣或高質(zhì)量土樣進(jìn)行試驗(yàn)。 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(jìn)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(fù)雜的冰漬土也能當(dāng)作合適的工程填土加以應(yīng)用。 土工試驗(yàn) 由于室內(nèi)試驗(yàn)的許多規(guī)定使其被建議用作土的最后試驗(yàn)。土的工程參數(shù)列于表 ，該表源于國家檔案登記處 2020 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(shí)度（最優(yōu)含水量） ◆ 重塑土不排水抗剪強(qiáng)度 當(dāng)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，大量的關(guān)鍵因素應(yīng)該被考慮。 ◆ 密實(shí)度 .加州承載比 .MCV 試驗(yàn)土樣小于 20mm。 ◆ 含水量測試試樣應(yīng)小于 20mm以提供真實(shí)有效的對比。 ◆ 壓縮時(shí)孔隙壓力未加以 考慮可能導(dǎo)致室內(nèi)與實(shí)際存在相當(dāng)大的差異。 ◆ 土樣測試的準(zhǔn)備方法必須被明確規(guī)定，而且試驗(yàn)應(yīng)在指定試驗(yàn)室進(jìn)行。 進(jìn)行含礫粘土的含水量測試時(shí)必須非常小心謹(jǐn)慎。理想地說，土的含水量應(yīng)與其粒徑有關(guān)，而且還有相應(yīng)的級配分析曲線，雖然該曲線不是具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 在大部分情況下，含水量被應(yīng)用于密實(shí)度被認(rèn)為是提供了關(guān)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(jià)土體的適用性，故強(qiáng)烈建議在取樣孔中對其進(jìn)行測 試。因此，含水量刻度能夠在實(shí)驗(yàn)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(yùn)過程中，這將對含水量的 結(jié)果產(chǎn)生重大的影響。 地質(zhì)科學(xué)研究所在進(jìn)行低可塑性含礫粘土含水量測定時(shí)已經(jīng)土樣含水量由于時(shí)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(shí)間相關(guān)的含水量變化特性。其變化值主要由于土樣取樣時(shí)的排水條件，土樣運(yùn)移以及其體積的膨脹與土中水的遷移將導(dǎo)致土樣破壞或者強(qiáng)度下降。 以上資料對于設(shè)計(jì)者以及土方工程承包商來說都很重要，因?yàn)檫M(jìn)行上述規(guī)定的測試時(shí)它提供了設(shè)計(jì)者以及土方工程承包商理解土體特性的機(jī)會。它能說明在某些情況下先進(jìn)行排水的所存在的優(yōu)點(diǎn)。對于混合土來說，對土方工程進(jìn)行開挖時(shí)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(jǐn)慎，尤其是開展測試前所采用的準(zhǔn)備工作。設(shè)計(jì)工程師必須意識到這一點(diǎn)，因?yàn)闇?zhǔn)備工作的誤差將導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的明顯不同。經(jīng)驗(yàn)表明，采用 或 4 公斤的錘進(jìn)行含礫粘土的靜態(tài)擊實(shí)將導(dǎo)致超高的孔隙壓力，因此將導(dǎo)致加州承載比值變低。被擊實(shí)含礫粘土的硬化相當(dāng)重要，因?yàn)橥恋挠不瘜⑹箍紫端畨毫οⅰ? 土的工程分類 依照英國標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行提供土樣 特性，然后設(shè)計(jì)工程師在實(shí)驗(yàn)室分類以及工程性質(zhì)測試基礎(chǔ)進(jìn)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(shí)方法。兩種現(xiàn)有的規(guī)程： ◆ 原狀土樣擊實(shí) ◆ 重塑土樣擊實(shí) 重塑土樣擊實(shí)被認(rèn)為最實(shí)用，特別是在土方工程合同初期階段良好的擊實(shí)控制數(shù)據(jù)可被利用。檢驗(yàn)擊實(shí)質(zhì)量時(shí)，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(rèn)可或滿足工程分類要求，然后原位密度才能進(jìn)行測定，當(dāng)土樣中含石量較低時(shí)，通常采用核子測定儀或換砂試驗(yàn)進(jìn)行測定。 當(dāng)布置或擊實(shí)回填土?xí)r，原位干密度能夠得到 檢驗(yàn)，不夠密實(shí)的地方能夠被快速識別并進(jìn)行擊實(shí)。該過程要求設(shè)計(jì)工程師評價(jià)擊實(shí)試驗(yàn)區(qū)域的總體密度并估計(jì)現(xiàn)場真實(shí)的“理論密度”。 土工地基勘察方法的補(bǔ)充 傳統(tǒng)的勘察方法與規(guī)程已在第二部分進(jìn)行詳細(xì)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(gè)例子： ◆ 地基勘察工作分階段進(jìn)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(shù)的大直徑高質(zhì)量回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) ◆ 對可能適合挖方的土樣進(jìn)行小范圍擊實(shí)試驗(yàn) 對于許多大型工程來說，地基勘察工作應(yīng)分階段進(jìn)行已經(jīng)被提倡許多年了；特別室道路工程更應(yīng)如此。因?yàn)榈缆饭こ痰拇罅繋r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(shí)間對最初成果進(jìn)行“消化”和回顧，而且也很少對勘察方法的適用性進(jìn)行重新評價(jià)。 對于土的室內(nèi)測試，經(jīng)常準(zhǔn)備大量的測試計(jì)劃，而在最后試驗(yàn)過程中這些計(jì)劃并未被加以采用。在許多情況下，計(jì)劃通常都是由經(jīng)驗(yàn)少的工程師來準(zhǔn)備，而經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)并未包括所準(zhǔn)備的計(jì)劃。 土的工程特性測試不但價(jià)格昂貴而且歷時(shí)長（等同于加州承載比的 5 個(gè)點(diǎn)的測試 amp。每 個(gè)點(diǎn)的含水量測試超過兩個(gè)星期）。當(dāng)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(jì)劃進(jìn)行進(jìn)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(jià)。 通常都認(rèn)為深取樣孔的開挖既麻煩又困難，因此設(shè)計(jì)工程師們都認(rèn)為該法不夠恰當(dāng)。采用臺階式技術(shù)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(xué)研究所已經(jīng)在好幾個(gè)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(jìn)一步的了解。 專家們都建議在 靜壓法取樣和回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)后進(jìn)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(jì)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(xiàng)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(jìn)行原位剪切強(qiáng)度測試。通過對附近取樣孔的立管或壓力計(jì)測試結(jié)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(dá)到驚人的 500 米時(shí)，三個(gè)取樣孔的費(fèi)用已經(jīng)無法估價(jià)，還有挖出的土石需要進(jìn)行 小范圍的擊實(shí)試驗(yàn)。 從價(jià)值工程的觀點(diǎn)來看，開挖以及開挖的復(fù)原的費(fèi)用可以很容易計(jì)算出來，一個(gè)臨時(shí)的金額被分配并用于開挖以及開挖的復(fù)原。 該系統(tǒng)要求使用噴氣或聚合物膠質(zhì)體技術(shù)的大直徑回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)。用三層取心筒在超載積土層中鉆進(jìn)時(shí)，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(dāng)好（典型的超過 90%）。巖芯萃取率越高，那么有關(guān)工程地質(zhì)的記錄越詳細(xì)，越有利于室內(nèi)試驗(yàn)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(xué)研究所發(fā)現(xiàn)聚合物膠質(zhì)體技術(shù)的 大直徑高質(zhì)量回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)已經(jīng)成功地在該地區(qū)非常堅(jiān)硬的含礫粘土中進(jìn)行深部取樣（靜壓法取樣和取樣孔在該地區(qū)均失?。?。原位測試（十字板，標(biāo)準(zhǔn)貫入等）能在鉆孔內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)并獲得不同地平線下強(qiáng)度與承載力的關(guān)系。 使用上述系統(tǒng)，大直徑回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的費(fèi)用比傳統(tǒng)的高質(zhì)量鉆進(jìn)要高出 50%到 60%，但又從價(jià)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(dāng)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?yàn)椤斑吔邕m應(yīng)”土?xí)r，小范圍擊實(shí)試驗(yàn)被強(qiáng)烈建議采用。加上實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的確認(rèn)，設(shè)計(jì)者能更使土方工程的設(shè)計(jì)更貼 近現(xiàn)實(shí)，同時(shí)為甲方單位節(jié)省相當(dāng)可觀的費(fèi)用。 擊實(shí)試驗(yàn)?zāi)芴峁┮韵沦Y料： ◆ 場地實(shí)際密度，重塑土剪切強(qiáng)度以及加州承載比 ◆ 最佳土層厚度以及碾壓次數(shù) ◆ 擊實(shí)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(jì)劃場地內(nèi)測試墊板的典型尺寸大致為 20 10 米，厚度可達(dá) 米。選擇的場地應(yīng)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(jī)械需要履帶式開挖機(jī)（ CAT320或其他型號）， 25 噸運(yùn)輸車， D6型推土機(jī)以及牽引式或機(jī)動式碾壓機(jī)。 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(shí)回填土的原位密度測試。它能夠獲得一大套有關(guān)擊實(shí)回填土的數(shù)據(jù)并能對擊實(shí)度，土層厚度和碾壓次數(shù)之間關(guān)系進(jìn)行評價(jià)。擾動或未擾動擊實(shí)回填土樣能夠進(jìn)行室內(nèi)測試并確認(rèn)其場地測得數(shù)據(jù)（特別是含水量）。根據(jù)地質(zhì)科學(xué)研究所的經(jīng)驗(yàn)，如果計(jì)劃的好，那么小范圍擊實(shí)試驗(yàn)只需兩個(gè)工作日既能完成。 地基勘察設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的成功相當(dāng)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(diǎn)，從而導(dǎo)致地基勘察的方向與范圍被轉(zhuǎn)變位考慮區(qū)域地層和地基條件。 大 型地基勘察設(shè)計(jì)的特征表明獲得數(shù)據(jù)過程中雙方良好的交流與適應(yīng)非常重要?，F(xiàn)場條件會隨時(shí)發(fā)生變化，因而想達(dá)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(fù)，工作重點(diǎn)應(yīng)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(rèn)證 英國交通部在 1992 年準(zhǔn)備了一份有關(guān)高速公路設(shè)計(jì)方案的文件 (HD22/92)。該文件指出了地基勘察的設(shè)計(jì)與報(bào)告以及土方工程施工過程中必須使用的工序與認(rèn)證文件。 道路工程設(shè)計(jì)方案包括運(yùn)土方案或復(fù)雜巖土特性必須被設(shè)計(jì)組織 — 咨詢 工程師或代理權(quán)威認(rèn)證。巖土工作的專業(yè)責(zé)任由設(shè)計(jì)組織負(fù)責(zé)。 對于這一設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)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(yàn)的巖土工程師。他 (她 )職務(wù)是巖土聯(lián)絡(luò)工程師，主要工作是負(fù)責(zé)包括工序陳述的準(zhǔn)備、報(bào)告以及認(rèn)證所有巖土事務(wù)。 HD22/92的 節(jié)提到“地基勘察工作完工后，設(shè)計(jì)組織應(yīng)該提交一份包括所有事實(shí)記錄、專業(yè)承包商的測試結(jié)果、承包商或設(shè)計(jì)組織的解釋報(bào)告的詳細(xì)報(bào)告與認(rèn)證”。設(shè)計(jì)組織應(yīng)該準(zhǔn)備一份土方工程設(shè)計(jì)報(bào)告，該報(bào)告為解釋設(shè)計(jì)方有關(guān)場地勘察數(shù)據(jù)以及土方工程設(shè)計(jì)的詳細(xì)報(bào)告。 項(xiàng)目管理人與巖 土聯(lián)絡(luò)工程師的聯(lián)絡(luò)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(shè)計(jì)過程中遇到的巖土復(fù)雜性。 土方工程完工后，要求設(shè)計(jì)組織準(zhǔn)備一份巖土反饋報(bào)告。該報(bào)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(shè)計(jì)組織準(zhǔn)備認(rèn)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(jié)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)工程師進(jìn)行范圍 與界限等設(shè)計(jì)時(shí)提供幫助。 ◆ 結(jié)合現(xiàn)代化儀器設(shè)備，土方工程施工過程中的監(jiān)測變的非常簡單?？紫端畨毫?，橫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(yīng)分段進(jìn)行，特別是室內(nèi)試驗(yàn)更為重要，其能對各參數(shù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)。 ◆ 由于工程垃圾許可執(zhí)照批準(zhǔn)條件變得嚴(yán)格，“取樣孔邊界”土的處理將變得越來越困難而且費(fèi)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(jìn)行徹底檢驗(yàn)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(jī)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(rèn)證方法應(yīng)該在工程中加以考慮。