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水利水电工程地基基础岩土试验检测技术

2020-03-12刘志萍李金钟

工程技术研究 2020年4期
关键词:岩土水利工程样品

刘志萍,李金钟

(红河州红禹工程质量检测有限责任公司,云南 红河 661199)

建设高质量的水利工程关系到国家发展、社会民生。我国疆域辽阔,地质复杂,不同地区的地质特性差异较大,特殊性岩土地质存在的区域较大,为我国水利工程建设带来了一定的难度。为进一步确保水利工程的稳定性及安全性,应该在施工前做好岩土质量检测,使施工环境更加清晰,对于劣质条件进行及时处理,如此才能够确保水利工程的质量。

1 水利工程中岩土质量检测工作的重要性

在任何国家,水利工程的重要性都是不言而喻的,为减小岩土地质对水利工程建设的影响,保证工程基础建设的质量及稳定性,就必须进行岩土工程质量检测工作。它能够帮助水利工程施工人员清楚当地地质条件,使施工人员能够针对地质条件进行施工。若当地地基不佳,能够直接通过检测结果发现,第一时间进行有效的处理,避免施工过程中发生安全事故。水利工程属于规模较大、投入较高的工程建设之一,它需要消耗大量的人力、物力及时间。若是在施工过程中或施工结束后发现岩土质量出现问题、地基建设存在隐患,将需要浪费大量的成本进行弥补。而岩土质量检测工作在成本投入上相对较小,但是却能避免后期在维护管理工作中投入大量费用,同时能够降低工程的安全隐患,增加工程的安全系数,在水利工程建设中占据着不容忽视的地位。

2 水利水电工程地基基础岩土质量检测的特点

2.1 具有一定的不确定性

我国因面积广阔导致不同地区地势地貌差异较大,整体地貌环境复杂。不同地区的环境及气候条件存在着很大的区别,这对当地岩土性质具有较大的影响。同时,这些因素也直接决定着岩土工程勘测结果不能完全将岩土性质进行体现,仍需要通过岩土试验检测进行分析。另外,当地岩土特性也会受工程施工情况影响,随时发生变化。这就要求在施工过程中结合现场情况,进行严密的岩土实验检测。

2.2 操作的区域性

同一种检测方法在不同地区实行,会得出不同的结果。因此,在不同地区进行岩土工程试验所采用的方法也应有所区别。对于水利工程而言,岩土工程试验结果必须准确,具有参考价值。因此,针对不同区域的不同岩土性质应该选择更具针对性的检测方法。

3 样品采样、保存及运输

3.1 采样方式

为保证样品采集的质量,首先,应掌握恰当的采样方法,其中最重要的两种方式为岩石采样与未受干扰土壤采样。其次,为了确保采样过程的顺利与科学,应该聘请专业的技术人员对采样过程进行针对性指导。同时,详细记录采样的区域、时间及样品规格。如此能够为检测提供更加准确的数据,使检测拥有更加全面的依据,从而保证检测结果的精准性。最后,为保证样品的代表性,应该对采样区进行科学的划分,设置数量合适、地点恰当的采样点,确保采样的数据具有高度的参考价值。另外,为避免样品的代表性不足,应该选择在同一水平垂直面的采样点进行样品采集。斜坡与滑坡的土壤作为样品代表性不足,因其土壤层易受到地底水源及降雨的破坏,还会受到污染成分的影响,从而导致土壤状态发生变化,会降低样品的适用性。

3.2 样品质量

样品的质量决定着检测结果的有效性,在采样过程中选择合理的、恰当的样品,保证样品的品质,会使检测结果更具科学性。对于样品质量的要求有以下几点:

(1)自然性。所有进行岩土试验检测的样品都必须保有其最自然、最真实的模样,不能在后天因人工因素对其造成改变。要保证样品维持在原始状态,不能偏离其自然形成的条件。如此才能够保证测试结果的真实性及实用性,保证实验得出的参数能够代表该地区的岩土土质。

(2)代表性。样品必须能够代表该片土壤的实际情况。样品的代表性强调,在进行样品采集时务必保证该土壤为自然地或是没有经过特殊处理的测试坑、平孔、导孔、轴与钻孔。既要保证样品中拥有土壤中最天然的成分,同时在湿度方面能够与原土壤尽可能保持一致。只有如此才能够确定样品是合格的,利用这份样品进行的检测,结果能够直接反映实际岩土状况。为保证样品的代表性,在进行钻孔作业时,要确保每个孔径都超过12cm。另外,在进行样品开采时,尽量选取薄壁平地机。这种机械专门应用于特殊作业,能够有效地避免因开采作业而造成周围土壤状态变化。在采样点的选择上,也应遵循不影响土壤状态这一原则,经常被选择的采样点有基岩的露头部分,基岩坑、井、沟、洞与钻孔中,施工现场的岩床或钻孔岩心。

(3)避免因人工因素造成岩土样品裂缝。在样品采集与保存中应注重对样品的保护,保证样品不因人为问题导致其不符合标准。然而,在样品中必然会存在部分粗糙度低于标准尺寸,或不满足标准尺寸要求的样品。对于此类样品不应完全摒弃,应肯定其存在性。另外,采集的样品,其高度与直径的比率应保持在1∶1或2∶1。

3.3 样品保存

在采样工作进行的过程中,对样品进行合理保存是一项重点工作。由于在样品采集后,无法在第一时间投入使用,所以必须通过良好的保存工作,确保样品在使用之前毫无变化。通常情况下会将样品放在密封的桶中进行保存,这样可以使样品与空气隔绝,避免样品与空气之间的物质发生化学反应,导致样品失去价值,同时为了避免样品混淆,在密封桶上要做好标记。密封桶需要用胶带贴好,确保缝隙得到填补,以免土壤受到污染和水分入侵。

样品保存的目的是一方面是为了使样品能够保持原本的状态,另一方面也是为了能够及时地将样品上交到实验室。样品需要放在温度与湿度适宜的储存库内,这样可以保证样品在含水量上维持原状,针对不同的样品,在保存上也应该采取不同的手段,只要保证样品在质量上与采集时没有明显变化,那么样品的保存工作就是成功的。以泥制样品为例,这种样品想要得到妥善的保存,首先需要采取无菌纱布进行包裹,然后采用容纳来进行铸造,做好标记后移交实验室,后续的检测步骤才能够得以进行。样品只有具备应有的参考条件,才能够确保检测结果具备价值,否则如果样品不能够达到标准要求,那么检测结果之间差异性将会很大。

3.4 样品运输安全性和可靠性

样品采集后需要经运输才能够到达实验室,这个过程非常重要,稍有不慎也会对样品产生负面影响。因此在样品运输时,需要针对两个关键的要点进行妥善处理,这两个要点分别是容器和空隙。通常情况下,如果运送的样品是岩石类,那么所采用的容器最好是箱子。以箱子为容器,可以使样品在携带上更加方便,在车厢中,样品也会因为箱子储存的方式减少震动和颠簸,这样外部环境的影响对于样品就会降到最低,样品的参考性也能够有所保障。从缝隙处理角度来看,样品在车厢中,经运输的颠簸,难免会产生磕碰,所以采用一些软质的防护材料进行填充,使样品之间没有空隙,就会减少很多摩擦,例如泡沫塑料泡沫纸等都是比较常见的软质填充材料,如果没有,也可以利用软纸、谷壳、麦秆等进行替代。

样品到达实验室后,相关搬运人员需要对箱子进行装卸,在中线时做到轻拿轻放,减少箱子之间的磕碰,确保样品能够安然无恙的完成运输。样品的运输过程中存在很多不确定因素,应竭尽全力排除运输中所存在的风险,避免运输中一些不利于问题的影响,才能够为样品的运输提供更安全的环境。信息时代的迅速发展,让样品运输在管理上有了更有效的依据,物流追踪体系的建立使运输工作在整个过程中都能够受到监督,这不但对于样品来说能够更有保障,也使得整个运送过程的管理更加井井有条。

4 地基基础岩土试验检测方法

4.1 瑞利波法

顾名思义,这种方法在岩土的试验检测中采用的就是瑞利波传递,只不过这种方法由于在传递过程中会受到介质和频率的影响,所以在速度上会存在一定的差别。与当前比较常用的检测方法相比,瑞利波法的优势在于在操作过程中它能够波及更大的范围,使用起来相对方便,经济性比较强,在面对岩土工程地基特性时反应也比较强烈,可以说在很大程度上弥补了传统检测方法的缺陷。但这种方法也无法做到尽善尽美,因为在应用过程中,这种试验检测方法的限制性较强,为了实现对岩土的全面检测和试验,相关人员还需要深入的进行研究和分析。

4.2 探地雷达技术

这种技术最早源于国外,其优势在于应用范围相对广泛,无论是冰山、冰川,还是地基道路,都可以采用探地雷达技术进行检测,更重要的是这种技术在隧道及堤坝工程项目中也得到了广泛的使用,可见该技术的优越性。但这种技术在我国应用的相对较晚,想要在具体的工程项目实施中发挥出效果比较困难。堤坝检测等属于探地雷达技术应用的初始阶段,若想在地基基础检测中让探地雷达技术发挥出价值,还需要很长时间的研究和推广。

4.3 静载试验检测技术

在工程地基基础测算分析中,利用静载实验对桩体水平承载力和竖直承载力进行检测非常重要,这种检测方法在地基基础质量中的应用,可以使地基基础检测的精度得到提升,使检测中的误差情况得到有效控制。

4.4 钻孔取芯检测技术

钻孔取芯检测方法的目的是为了对桩基础相应技术的分析方法进行检测测量,不过这种方法在比例速度的测算上相对较慢,而且测算成本较高。若采用钻孔取芯检测方法进行检测,需要增强构件布局的合理性控制,加强装基础结构的综合性分析,从而避免在检测过程中发生一些不合理的问题。

5 结束语

作为水利水电工程施工中的重要环节,地基基础岩土试验检测非常关键,其检测数据不但是水利水电工程设计和施工方案制定的重要依据,同时也对整体施工质量产生了直接影响,通过对水利水电工程地基基础岩土试验检测特点的阐述,探讨水利水电工程地基基础岩土试验检测的有效方法。

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