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摘要:本文通過一系列的理論分析和工程實例,闡述了哲學與巖土工程檢測工作的緊密聯系,這種哲學思想對巖土工程檢測結果的評判、分析、使用有著重要的參考價值,用數據說話、用事實說話的思路在巖土工程檢測工作中是否正確,值得思考。...

 巖土工程檢測與哲學

劉 坤

(上海申元巖土工程有限公司,上海 200040)

    引  言

    用發展的觀點看問題是唯物辯證法的重要思想,把這一觀點應用于巖土工程領域,則將會取得事半功倍的效果,在國內已經有專家學者進行了一些研究。在國際上也有許多研究表明,工程需要哲學,工程師們完全可以自己動手,從事哲學研究,拿出具有原創性的工程哲學研究成果,從而為我們包括哲學家們理解現代工程技術,為我們建構出更好的工程社會做出自己獨特的貢獻。

    簡單來講,把地基處理的整個過程看成一個發展的過程,檢測并非是終點,檢測時的物理力學指標并非是最終的指標。因此,我們應該用發展的觀點來看待巖土工程檢測,作出更科學、更嚴謹的判斷。

    一、關于巖土工程檢測中幾個問題的討論

    1、地基承載力檢測

    疑問:場地地基土經夯實處理后,經檢測,承載力特征值略低于設計要求,是否應判定地基承載力不滿足要求?

    眾所周知,隨著地基土孔隙水壓力的消散、粘土結構性的形成,地基強度呈增長趨勢。如果場地在地基處理完成后幾個月或更久才投入使用,那么使用時的地基承載力是否已經達到了設計要求值?答案或許是肯定的。因此,如果用這種發展的觀點看待檢測結果,并作出謹慎的判斷,尤其是在大型場平處理不再苛刻地要求檢測數據,做到質量與進度的平衡,則能取得較好的經濟效益。

    2、密實度測試

    疑問:在高填方地基處理的施工中,一般采用分層碾壓或分層強夯,經分層密實度檢測,密實度略低于設計要求,是否應判定加固效果不滿足要求?

    事實上,隨著上層填土厚度的增加,下層填土受到“堆載預壓”的作用,隨著時間的增長,密實度會有較大的提高,如果檢測時盲目下定論判定不合格,甚至大動干戈重新處理,必定造成嚴重的浪費。

    3、攪拌樁樁身強度檢測

    疑問:在軟基處理加固項目中,攪拌樁的應用十分廣泛。按規范要求,攪拌樁應在成樁28d后進行靜載試驗或鉆孔取芯檢測,若28d時的取芯抗壓強度略低于設計要求,是否應判定攪拌樁樁身強度不滿足要求?

    攪拌樁樁身強度受穿越土層土體材料、地下水條件等多種因素的影響,樁身強度增長的速度不同,如果統一按28d來檢測,檢測結果可能達不到設計要求;另外,即使土層條件較好,28d攪拌樁樁身強度也只能達到最終強度的80%左右,樁身強度一直處于增長狀態,因此,攪拌樁投入使用時或許樁身強度已經達標。

    4、基樁抗壓承載力檢測及沉降

    疑問:在灌注樁豎向抗壓靜載試驗時,特別是穿越粘土層的摩擦樁,如果豎向抗壓承載力略低于設計值,而樁身完整性較好,該如何判定承載力?

    在粘性土為主的場地,由于灌注樁在成孔過程中對土體的結構性進行了破壞,成樁后,隨著樁身強度的增長,被穿越土體的結構強度也在修復和增長。同樣,如果基樁施工后不急于投入使用,那么將來使用時的承載力或許已經滿足要求。

    位于飽和軟粘土地基中的擠土樁,由于沉樁過程中地基土產生擠土效應及超靜孔隙水壓力,隨著超靜孔隙水壓力的消散,樁周地基土產生再固結沉降。工程樁基產生較大的沉降量,其值遠大于垂直荷載作用下的樁基沉降;由于樁周地基土的再固結,樁基沉降隨著時間的推移而增長。 

    二、試驗分析與證明

    1、江蘇某倉儲項目強夯地基試驗研究

    地質條件:

    1層,素填土,雜色,松散。層厚0.20~1.00m。第①2層,淤泥,灰黑色,流塑,飽和,為河浜底部淤泥,含大量的有機質,層厚0.50~0.80m左右。第②1層,粉質粘土,褐黃色,可塑;層厚0.50~1.70m。第②2層,粉質粘土,灰黃色,軟塑,高壓縮性,層厚0.40~1.20m。第③層,淤泥,灰色,飽和,流塑;層厚6.00~8.20m。第④層,淤泥質粉質粘土,灰色,飽和,流塑;層厚8.00~10.00m。第⑤1層,淤泥質粉質粘土,灰色,飽和,流塑;層厚2.20~5.50m。第⑤2層,粉土,灰色,飽和,稍密,中等壓縮性,層厚1.10~4.80m。第⑤3層,粉質粘土,灰色,飽和,軟塑;層厚7.90~14.50m,場地內均有分布。

    處理工藝:

    本次預處理工藝采用真空降水與低能量強夯,簡稱為“降水強夯法”。試驗施工過程中和地基處理后對試驗區進行了多種手段的監測和測試。

    試驗檢測結果分析:

   (1)靜力觸探檢測:

    在試驗期間對處理前、夯后1天、夯后15天分別進行了測試,并于處理完150天后在試驗場地再次進行了靜力觸探試驗,4次動力觸探Ps曲線見圖1所示,可見,經過一段時間恢復,土體強度有較大幅度增長。

 

圖1 靜力觸探Ps值變化曲線

   (2)瑞雷波試驗檢測:

    圖2為地基處理前、處理后、處理后五個月場地實測瑞雷波頻散曲線,通過瑞雷波頻散曲線可以看出處理后表層土波速增長較大,波速曲線的拐點可認為是加固的有效深度,從起夯面算起有效加固深度可達6m;經過五個月的間歇,表層土波速進一步增加,從起夯面算起有效加固深度可達7.5m。

 

圖2 瑞雷波對比示意圖

    (3)靜載試驗檢測:

     圖3為處理后及處理后五個月在場地所做的載荷板試驗,通過兩組試驗p-s對比曲線可以看出,5個月后的地基承載力會有所增長。

 

圖3 載荷板試驗P-S曲線圖

    2、福建某煉化項目攪拌樁

    地質條件:

    庫區在勘察控制深度范圍內地基土層共分為9個工程地質層。①填中砂:分布于整個場地,層厚度0.5~2.0m。②粘土:厚度為0.5~1.2m。③淤泥:厚度為13.80~28.50m。④粘土:厚度為1.90~17.00m。⑤淤泥質土:厚度為0.50~10.30m。⑥粘土:分布于整個場地,厚度為1.20~15.60m。在部分地段本層中部分布有⑥淤泥質土夾層。⑦粉質粘土(含礫砂):厚度為0.80~9.30m。⑧殘積礫質粘性土:厚度為0.70~7.00m。⑨強風化花崗巖厚度為3.50~11.30m。

    處理工藝:采用深層攪拌樁工藝,本次施工采用的固化劑摻量為15%,水灰比為0.5,兩噴四攪;

    檢測結果:

    成樁后7、14、28、90天對試驗區攪拌樁進行了樁身上部、中部、下部三段進行鉆芯取樣,并對芯樣進行室內抗壓試驗,試驗結果見圖4所示:

 

圖4 不同時期的攪拌樁取芯抗壓強度

    三、結論

    經過上述探討,我們不難發現,隨著時間的延長,相關加固土體或樁體強度參數也在增長,因此在巖土工程檢測行業,應重視時間效應,結合工程實際情況,用發展的眼光給出結論。巖土工程檢測工作者應有哲學思維,不能僅僅“用數據說話”,看見的未必都是真實的。因此,在巖土工程檢測實踐過程中,要用發展的眼光看數據,要用辯證的思維做判斷。

 (本文來源:陜西省土木建筑學會   文徑網絡工程項目投資中心:劉紅娟 尹維維 編輯  劉真 文徑 審核)

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