【導(dǎo)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(guān)巖土參數(shù)的試驗(yàn)方法： ◆ 取樣孔 ◆ 靜壓法取樣 ◆ 動(dòng)力探測(cè) ◆ 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) ◆ 原位測(cè)試（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，變水頭滲透試驗(yàn)，巖土物理試驗(yàn)等） ◆ 室內(nèi)試驗(yàn) 評(píng)價(jià)場(chǎng)地工作的重要性特別是評(píng)價(jià)土體深部取樣區(qū)域的適用性時(shí)不能過(guò)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(dòng)，但級(jí)配變壞是很正常的，級(jí)配變壞將導(dǎo)致土樣分類不夠精確。 取樣孔對(duì)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(lái)說(shuō)應(yīng)該是適當(dāng)?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(lái)說(shuō)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(píng)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(jí)配區(qū)域。而且土體在開(kāi)挖時(shí)的條件為其原位條件提供了一個(gè)相對(duì)精確的評(píng)價(jià)。 土的分類 土的描述與分類應(yīng)該依照英國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 5930（ 1999）進(jìn)行并依照英國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 1337（ 1990）進(jìn)行測(cè)試。土的工程描述應(yīng)基于按粒徑大小分級(jí)并依照良好級(jí)配土的可塑性進(jìn)行補(bǔ)充。對(duì)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(cè)試的評(píng)價(jià)。 關(guān)于以前的地基勘察綱要，愛(ài)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(jí)配且含水量為 10%15%的低可塑性土最難進(jìn)行描述與分類。現(xiàn)在英國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 5930（ 1999）已認(rèn)識(shí)到描述“混合土”所存在的難點(diǎn) —— 土的良好級(jí)配較之顆粒尺寸對(duì)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(guò)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(jí)配將間接說(shuō)明土的滲透系數(shù)的大小。假如可能，為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)土體的排水特性，三軸單元試驗(yàn)將采用無(wú)擾動(dòng)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(guò)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(guó)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(jí)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(cè)試試樣應(yīng)小于 20mm以提供真實(shí)有效的對(duì)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(cè)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(cè)試時(shí) 必須非常小心謹(jǐn)慎。理想地說(shuō)，土的含水量應(yīng)與其粒徑有關(guān)，而且還有相應(yīng)的級(jí)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(kāi)挖后快速評(píng)價(jià)土體的適用性，故強(qiáng)烈建議在取樣孔中對(duì)其進(jìn)行測(cè) 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(dòng)常發(fā)生在搬運(yùn)過(guò)程中，這將對(duì)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(cè)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(duì)于設(shè)計(jì)者以及土方工程承包商來(lái)說(shuō)都很重要，因?yàn)檫M(jìn)行上述規(guī)定的測(cè)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(huì)。它能說(shuō)明在某些情況下先進(jìn)行排水的所存在的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于混合土來(lái)說(shuō)，對(duì)土方工程進(jìn)行開(kāi)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(cè)試也需要非常小心謹(jǐn)慎，尤其是開(kāi)展測(cè)試前所采用的準(zhǔn)備工作。設(shè)計(jì)工程師必須意識(shí)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(guó)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(cè)試基礎(chǔ)進(jìn)行決定土工程分類的上下限。愛(ài)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(duì)于合同承包商來(lái)說(shuō)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(cè)定，當(dāng)土樣中含石量較低時(shí)，通常采用核子測(cè)定儀或換砂試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)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(shí)別并進(jìn)行擊實(shí)。該過(guò)程要求設(shè)計(jì)工程師評(píng)價(jià)擊實(shí)試驗(yàn)區(qū)域的總體密度并估計(jì)現(xiàn)場(chǎng)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(lái)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(cè)試 ◆ 開(kāi)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(duì)于許多大型工程來(lái)說(shuō)，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(duì)最初成果進(jìn)行“消化”和回顧，而且也很少對(duì)勘察方法的適用性進(jìn)行重新評(píng)價(jià)。 對(duì)于土的室內(nèi)測(cè)試，經(jīng)常準(zhǔn)備大量的測(cè)試計(jì)劃，而在最后試驗(yàn)過(guò)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(lái)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(cè)試不但價(jià)格昂貴而且歷時(shí)長(zhǎng)（等同于加州承載比的 5 個(gè)點(diǎn)的測(cè)試 amp。每個(gè)點(diǎn)的含水量測(cè)試超過(guò)兩個(gè)星期）。當(dāng)土的分類測(cè)試（含水量、顆粒級(jí)配分析以及阿太堡界限）完成后，才能對(duì)巖土數(shù)據(jù)以及工程特性測(cè)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(cè)試，那么接下來(lái)就能立刻獲得土的適用性評(píng)價(jià)。 通常都認(rèn)為深取樣孔的開(kāi)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(tái)階式技術(shù)以及水泵抽取地下水在含礫粘土中開(kāi)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(kāi)挖了 12米深的深取樣孔。來(lái)源于這些深取樣孔的寶貴數(shù)據(jù)使工程師們對(duì)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(kāi)挖，所開(kāi)挖區(qū)域的地下水狀況將對(duì)深取樣孔開(kāi)挖的可行性起到?jīng)Q定作用。 立管以及壓力計(jì)的安裝對(duì)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(guò)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(duì)區(qū)域抽樣進(jìn)行原位剪切強(qiáng)度測(cè)試。通過(guò)對(duì)附近取樣孔的立管或壓力計(jì)測(cè)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(wú)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(lái)看，開(kāi)挖以及開(kāi)挖的復(fù)原的費(fèi)用可以很容易計(jì)算出來(lái)，一個(gè)臨時(shí)的金額被分配并用于開(kāi)挖以及開(kāi)挖的復(fù)原。 量的大直徑回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 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(guò) 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?。Ｔ粶y(cè)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。 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(duì)于大型道路勘察設(shè)計(jì)的成功相當(dāng)重要。一位高級(jí)巖土工作者來(lái)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(guò)程中雙方良好的交流與適應(yīng)非常重要。現(xiàn)場(chǎng)條件會(huì)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(lái)看 (包括地基勘察承包商與咨詢工程師 )，為了反對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察工作重復(fù)，工作重點(diǎn)應(yīng)放在現(xiàn)場(chǎng)巖土工程師或工程地質(zhì)工作者的水平上。 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(guò)程中的監(jiān)測(cè)變的非常簡(jiǎn)單?？紫端畨毫?，橫向與 豎向移動(dòng)能被容易的測(cè)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(duì)各參數(shù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u(píng)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(lái)越困難而且費(fèi)用也越來(lái)越高。英國(guó)地基回填稅的出現(xiàn)使得土方工程中對(duì)各種土樣進(jìn)行徹底檢驗(yàn)以加大其利用程度。對(duì)于愛(ài)爾蘭的巖土工程師與土木工程師來(lái)說(shuō)，它提供了類似的動(dòng)機(jī)與挑戰(zhàn)。 ◆ 同英國(guó)國(guó)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。