摘要：巖土工程測(cè)試與檢測(cè)技術(shù)對(duì)各類(lèi)工程都有非常重要的作用。巖土工程測(cè)試技術(shù)不僅在巖土工程建設(shè)實(shí)踐中十分重要，而且在巖土工程理論的形成和發(fā)展過(guò)程中也起著決定性的作用，也是保證巖土工程設(shè)計(jì)的合理性和保證施工質(zhì)量的重要手段。

　　關(guān)鍵字：巖土原位測(cè)試技術(shù),地基加固的檢驗(yàn)與檢測(cè),樁基礎(chǔ)的測(cè)試與檢測(cè)

　　引言

　　隨著現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，各類(lèi)工程日新月異，重型廠(chǎng)房、高層建筑、重大的水利樞紐、鐵路、橋梁和隧道，以及為了向海洋尋找資源、向地下?tīng)?zhēng)取空間而進(jìn)行的各種發(fā)展性工程等，都與他們所依賴(lài)以存在的巖土地層有著極為密切地聯(lián)系。各類(lèi)工程的成功與否，在很大程度上取決于巖土體能否提供足夠的承載力，保證建筑物不產(chǎn)生影響其安全、正常使用的過(guò)大或不均勻沉降，以及水平位移、穩(wěn)定性或各種形式的巖土應(yīng)力作用。為了保證各類(lèi)工程及周?chē)�環(huán)境安全，確保工程的順利進(jìn)行，必須進(jìn)行巖土測(cè)試、檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。巖土測(cè)試技術(shù)以巖土力學(xué)理論為指導(dǎo)法則，以工程實(shí)踐為服務(wù)對(duì)象，而巖土力學(xué)理論又是以巖土測(cè)試技術(shù)為實(shí)驗(yàn)依據(jù)和發(fā)展背景的。不論設(shè)計(jì)理論與方法如何先進(jìn)、合理，如果測(cè)試落后，則設(shè)計(jì)計(jì)算所依據(jù)的巖土參數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)求，不但巖土工程設(shè)計(jì)的先進(jìn)性無(wú)從體現(xiàn)，而且?guī)r土工程的質(zhì)量與精度也難以保證。所以，測(cè)試技術(shù)是從根本上保證巖土工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性、代表性以及經(jīng)濟(jì)性的重要手段。巖土工程測(cè)試包括室內(nèi)土工試驗(yàn)、巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、原位測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和原型實(shí)驗(yàn)等，在整個(gè)巖土工程中占有特殊而重要的作用。

　　一、室內(nèi)土工試驗(yàn)

　　目前，土工試驗(yàn)大致可分為觀(guān)察判別試驗(yàn)、物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)和力學(xué)性質(zhì)實(shí)

　　驗(yàn)等。

　　1、土的物理性能試驗(yàn)：含水率、密度、顆粒密度、界限含水率、顆粒分析、滲透、擊實(shí)等試驗(yàn)。試驗(yàn)成果可分別用于土的工程分類(lèi)、土的狀態(tài)判定、滲透計(jì)算、填土工程施工方法的選擇和質(zhì)量控制。

　　2、砂的相對(duì)密度試驗(yàn)：最大和最小孔隙比試驗(yàn)，確定砂的相對(duì)密實(shí)度，可作為判斷砂疏密狀態(tài)的指標(biāo)。

　　3、土的變形試驗(yàn)：固結(jié)、壓縮、濕陷性和膨脹性等。這些試驗(yàn)可為設(shè)計(jì)提供變形參數(shù)，即：壓縮系數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、前期固結(jié)壓力、固結(jié)系數(shù)、濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、膨脹率、膨脹力等指標(biāo)。

　　4、土的強(qiáng)度試驗(yàn)：直接剪切試驗(yàn)、反復(fù)直接剪切試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)可為設(shè)計(jì)提供抗剪強(qiáng)度指標(biāo)參數(shù)(黏聚力、內(nèi)摩擦角)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、靈敏度等。用以計(jì)算地基、邊坡及擋土墻等的穩(wěn)定性，必要時(shí)用以計(jì)算地基承載力。

　　5、土的化學(xué)性試驗(yàn)：黏土礦物鑒定、有機(jī)質(zhì)和鹽漬土試驗(yàn)等。黏土礦物成分是決定土的物理、化學(xué)性質(zhì)的重要因素;有機(jī)質(zhì)試驗(yàn)可測(cè)得土中的有機(jī)質(zhì)含量，供研究其特性或供施工選擇土料之用;鹽漬土指土中易溶鹽含量大于5%的土。隨著其含量多寡和類(lèi)別的不同，土的物理力學(xué)性質(zhì)將有不同程度的改變，進(jìn)行鹽漬土試驗(yàn)，提供相應(yīng)的指標(biāo)，作為地基評(píng)價(jià)、采取工程措施或選料決策的依據(jù)。

　　二、巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)

　　巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要任務(wù)是進(jìn)行常規(guī)力學(xué)指標(biāo)測(cè)試和巖體變形與破壞機(jī)理的分析與研究。

　　巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定項(xiàng)目包括：顆粒密度、塊體密度、吸水率與飽和吸水率、靜力變形參數(shù)、單軸抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度 、剪切強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、點(diǎn)荷載強(qiáng)度、動(dòng)力變形參數(shù) 、三軸壓力條件下的強(qiáng)度與變形參數(shù)、結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。

　　三、巖土的原位測(cè)試技術(shù)

　　原位測(cè)試一般是指在現(xiàn)場(chǎng)基本保持地籍圖的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量、天然應(yīng)力狀態(tài)的情況下測(cè)定地基土的物理-力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的試驗(yàn)方法。通過(guò)這些方法測(cè)定地基土的物理力學(xué)指標(biāo)，進(jìn)而依據(jù)理論分析或經(jīng)驗(yàn)公式評(píng)定巖土的工程性能和狀態(tài)。有些巖土工程由于地質(zhì)條件復(fù)雜或者結(jié)構(gòu)條件與荷載條件復(fù)雜，難以用理論計(jì)算方法對(duì)土體的應(yīng)力-應(yīng)變的變化做出準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)，也難以在室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)地層條件和現(xiàn)場(chǎng)荷載條件進(jìn)行試驗(yàn)，這時(shí)可以通過(guò)原位實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。原位測(cè)試不僅是巖土工程勘察與評(píng)價(jià)中獲得巖土體實(shí)際參數(shù)的最重要手段，而且是巖土工程監(jiān)測(cè)與檢測(cè)的主要方法，并且可用于施工過(guò)程中或地基加固處理后地基土的物理力學(xué)性質(zhì)及狀態(tài)的變化或檢測(cè)。巖土的原位測(cè)試又可以分為兩種，一種是作為獲取實(shí)際參數(shù)的原位實(shí)驗(yàn)，另一種則是作為提供施工控制和反演分析參數(shù)的原位監(jiān)測(cè)。

　　1、原位測(cè)試有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)避開(kāi)了取土樣的困難，可以測(cè)定難以采取不擾動(dòng)試樣的土層的有關(guān)工程性質(zhì);

　　(2)在原位應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn)，避免采樣過(guò)程中應(yīng)力釋放的影響;

　　(3)實(shí)驗(yàn)的巖土體體積較大，代表性強(qiáng);

　　(4)工作效率較高，可大大縮短勘探實(shí)驗(yàn)的周期。

　　2、原位測(cè)試盡管有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有一定的不足之處：

　　(1)各原位測(cè)試都有其針對(duì)性和適用條件，如使用不當(dāng)則會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性;

　　(2)原位測(cè)試所得參數(shù)與圖的工程性質(zhì)間的關(guān)系往往是建立在統(tǒng)計(jì)關(guān)系上;

　　(3)影響原位測(cè)試結(jié)果的因素較為復(fù)雜，使得對(duì)策定制的準(zhǔn)確判定造成一定的困難;

　　(4)原位測(cè)試中的主應(yīng)力方向與實(shí)際巖土工程問(wèn)題中多變的主應(yīng)力方向往往并不一致。

　　3、巖土工程中的原位測(cè)試技術(shù)可用于巖土工程的各個(gè)分支工程中，它貫穿于工程的各個(gè)階段，在不同的階段中有著不同的功能。

　　(1)基本測(cè)試技術(shù)主要包含：載荷試驗(yàn)(平板、螺旋板)、靜力觸探試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)、波速試驗(yàn)、基樁的靜力測(cè)試和動(dòng)力測(cè)試和錨桿抗拔試驗(yàn)等。

　　(2)工程應(yīng)用：巖土工程勘察、地基基礎(chǔ)的質(zhì)量檢測(cè)、基坑開(kāi)挖的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)、巖體原位應(yīng)力測(cè)試和公路、隧道、大壩、邊坡等大型工程的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)等。

　　巖土工程原位測(cè)試技術(shù)是巖土工程的重要組成部分。無(wú)數(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算表明，巖土的工程性質(zhì)試驗(yàn)成果和精度，會(huì)因其種類(lèi)、狀態(tài)、試驗(yàn)方法和技巧的不同而有較大的出入。和室內(nèi)試驗(yàn)相比，原位測(cè)試的代表性好、測(cè)試結(jié)果精度較高，因而較為可靠。在巖土工程中，選用正確的參數(shù)遠(yuǎn)比選用計(jì)算方法重要，因而巖土工程的原位測(cè)試在巖土工程中占據(jù)了重要的地位。沈珠江院士認(rèn)為，可靠的土質(zhì)參數(shù)只能通過(guò)原位測(cè)試取得。巖土工程多為隱蔽性工程，由于巖土性質(zhì)的復(fù)雜多變，加之結(jié)構(gòu)體與巖土體之間的相互作用難以把握，故巖土工程中發(fā)生事故的機(jī)率很大而且難于發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救。因此，重視和強(qiáng)化巖土工程中的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)工作是十分必要的，而原位測(cè)試(檢測(cè))是實(shí)際工作中最常用也是最直觀(guān)可靠的技術(shù)手段。

　　四、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控

　　現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控就是以實(shí)際工程作為對(duì)象，在施工期及工后期對(duì)整個(gè)巖土體和地下結(jié)構(gòu)以及周?chē)�環(huán)境，于事先設(shè)定的點(diǎn)位上，按設(shè)定的時(shí)間間隔進(jìn)行應(yīng)力和變形現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作主要包括三個(gè)方面內(nèi)容：

　　1、對(duì)巖土所受到的施工作用、各類(lèi)荷載的大小及各載荷作用下巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測(cè)。

　　2、對(duì)建設(shè)中或運(yùn)營(yíng)中結(jié)構(gòu)物的監(jiān)測(cè)。

　　3、監(jiān)測(cè)巖土工程在施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中對(duì)周?chē)�環(huán)境的影響，比如對(duì)地基加固的檢驗(yàn)與檢測(cè)。

　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，不僅事先要選擇在地質(zhì)條件良好的場(chǎng)地上從事建設(shè)，而且有時(shí)也不得不在地質(zhì)條件不良的地基上進(jìn)行修建。因此為了保證工程質(zhì)量，往往需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)加固效果進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)與檢測(cè)。但是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試在地基加固過(guò)程中需要注意下列問(wèn)題：加固后的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)在地基加固施工結(jié)束后經(jīng)一定時(shí)間的休止恢復(fù)后再進(jìn)行;為了有較好的可比性，前后兩次測(cè)試應(yīng)盡量由統(tǒng)一組織人員、用同一儀器、按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;由于各種測(cè)試方法都有一定的適用范圍，故必須根據(jù)測(cè)試目的和現(xiàn)場(chǎng)條件，選用最好的的方法;無(wú)論何種測(cè)試方法都有一定的局限性，顧應(yīng)盡可能采用多種方法，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

　　五、原型試驗(yàn)

　　原型試驗(yàn)以實(shí)際地下結(jié)構(gòu)物為對(duì)象在現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件下按設(shè)計(jì)荷載條件進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果具有直觀(guān)、可靠等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)原型試驗(yàn)可以進(jìn)一步驗(yàn)證工程勘察結(jié)果和設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性與可靠性。比如樁基礎(chǔ)的測(cè)試與檢驗(yàn)，樁基的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的安危，樁的施工具有高度的隱蔽性，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題難，事故處理更難，因此，樁基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)工作是整個(gè)樁基工程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，只有提高基樁的監(jiān)測(cè)評(píng)定結(jié)果的可靠性，才能真正保證樁基工程的質(zhì)量與安全。樁的靜荷載試驗(yàn)是確定單樁承載能力、提供合理設(shè)計(jì)參數(shù)以及檢驗(yàn)裝機(jī)質(zhì)量最直觀(guān)、最可靠的方法。近年來(lái)，我國(guó)的樁基檢測(cè)技術(shù)，特別是基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)得到了飛速發(fā)展。基樁的動(dòng)力測(cè)試，一般是在樁頂施加一激振能量，引起樁身的震動(dòng)，利用特定的儀器記錄下樁身的振動(dòng)信號(hào)并加以分析，從中提取能夠反映樁身性質(zhì)的信息，從而達(dá)到確定樁身材料強(qiáng)度、檢驗(yàn)樁身的完整性、評(píng)價(jià)樁身施工質(zhì)量和樁身承載力等目的。

　　如今各類(lèi)建設(shè)工程和科學(xué)技術(shù)不斷開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，給巖土工程領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的活力，同時(shí)也提出了更高的要求。在巖土測(cè)試工作的開(kāi)展中還存在下列問(wèn)題：手段單一，結(jié)果缺乏科學(xué)合理的解釋?zhuān)�管理制度不健全，人員培訓(xùn)不及時(shí)等問(wèn)題。今后巖土工程測(cè)試應(yīng)該向以下幾個(gè)方面發(fā)展：取樣標(biāo)準(zhǔn)化;開(kāi)發(fā)新儀器新方法;工程地球物理探測(cè);現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)、理論預(yù)測(cè)和數(shù)值反分析法及其再預(yù)測(cè)的有機(jī)結(jié)合與循環(huán)。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　測(cè)試工作是巖土工程中必須進(jìn)行的關(guān)鍵步驟，它不僅是學(xué)科理論研究與發(fā)展的基礎(chǔ)，而且也為巖土工程實(shí)際所必需。監(jiān)測(cè)與檢測(cè)可以保證工程的施工質(zhì)量和安全，提高工程效益。在巖土工程服務(wù)于工程建設(shè)的全過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，可以使工程師們對(duì)上部結(jié)構(gòu)與下部巖土地基共同作用的性狀及施工和建筑物運(yùn)營(yíng)過(guò)程的認(rèn)識(shí)在理論和實(shí)踐上更加完善。依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，利用反演分析的方法，求出能使理論分析與實(shí)測(cè)基本一致的工程參數(shù)。

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