【導讀】pacted.Trialpits. Dynamicprobing. Rotarycoredrilling. Laboratorytesting

　　

【正文】 021 年 3 月版的道路施工規(guī)范。目前大部分道路施工 中的地基勘察包含以下提供有關巖土參數(shù)的試驗方法： ◆ 取樣孔 ◆ 靜壓法取樣 ◆ 動力探測 ◆ 回轉鉆進 ◆ 原位測試（標準貫入試驗，變水頭滲透試驗，巖土物理試驗等） ◆ 室內試驗 評價場地工作的重要性特別是評價土體深部取樣區(qū)域的適用性時不能過分強調其適用性。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)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重要，而且還為它們提供了檢查土體在鉆孔范圍以外性質的良機。取樣孔也提供了孔壁穩(wěn)定性的評價以及觀察孔壁內水進入時所造成的影響。 一位有經驗的巖土工程師或工程地質專家應監(jiān)督取樣孔工作以及土樣的恢復。因為土樣性質為土樣敏感性提供了信息，所以取樣時土體性質應被密切關注，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?，F(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更優(yōu)越。 一個關鍵參數(shù)在土分類以及理 解過程中經常被低估，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 )能經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生重大的影響。 地質科學研究所在進行低可塑性含礫粘土含水量測定時已經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，特別是室內測試 ◆ 開挖 amp。深取樣孔取樣 ◆ 使用噴氣或聚合物膠質體技術的大直徑高質量回轉鉆進 對于許多大型工程來說，地基勘察工作應分階段進行已經被提倡許多年了；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。 對于土的室內測試，經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，計劃通常都是由經驗少的工程師來準備，而經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，地質科學研究所已經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決定作用。 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。 量的大直徑回轉鉆進 該系統(tǒng)要求使用噴氣或聚合物膠質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，那么有關工程地質的記錄越詳細，越有利于室內試驗的試樣采集。 在冰堆丘地區(qū)，例如在 Cavan 和 Monaghan地區(qū)，地質科學研究所發(fā)現(xiàn)聚合物膠質體技術的大直徑高質量回轉鉆進已經成功地在該地區(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?。?。原位測試（十字板，標準貫入等）能在鉆 孔內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量相當高，所以更值得采用。 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工作者的水平上。 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?，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。 ◆ 地基勘察工作應分段進行，特別是室內試驗更為重要，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。