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阅读 503 次 岩土工程检测与哲学

摘要:本文通过一系列的理论分析和工程实例,阐述了哲学与岩土工程检测工作的紧密联系,这种哲学思想对岩土工程检测结果的评判、分析、使用有着重要的参考价值,用数据说话、用事实说话的思路在岩土工程检测工作中是否正确,值得思考。...

 岩土工程检测与哲学

刘 坤

(上海申元岩土工程有限公司,上海 200040)

    引  言

    用发展的观点看问题是唯物辩证法的重要思想,把这一观点应用于岩土工程领域,则将会取得事半功倍的效果,在国内已经有专家学者进行了一些研究。在国际上也有许多研究表明,工程需要哲学,工程师们完全可以自己动手,从事哲学研究,拿出具有原创性的工程哲学研究成果,从而为我们包括哲学家们理解现代工程技术,为我们建构出更好的工程社会做出自己独特的贡献。

    简单来讲,把地基处理的整个过程看成一个发展的过程,检测并非是终点,检测时的物理力学指标并非是最终的指标。因此,我们应该用发展的观点来看待岩土工程检测,作出更科学、更严谨的判断。

    一、关于岩土工程检测中几个问题的讨论

    1、地基承载力检测

    疑问:场地地基土经夯实处理后,经检测,承载力特征值略低于设计要求,是否应判定地基承载力不满足要求?

    众所周知,随着地基土孔隙水压力的消散、粘土结构性的形成,地基强度呈增长趋势。如果场地在地基处理完成后几个月或更久才投入使用,那么使用时的地基承载力是否已经达到了设计要求值?答案或许是肯定的。因此,如果用这种发展的观点看待检测结果,并作出谨慎的判断,尤其是在大型场平处理不再苛刻地要求检测数据,做到质量与进度的平衡,则能取得较好的经济效益。

    2、密实度测试

    疑问:在高填方地基处理的施工中,一般采用分层碾压或分层强夯,经分层密实度检测,密实度略低于设计要求,是否应判定加固效果不满足要求?

    事实上,随着上层填土厚度的增加,下层填土受到“堆载预压”的作用,随着时间的增长,密实度会有较大的提高,如果检测时盲目下定论判定不合格,甚至大动干戈重新处理,必定造成严重的浪费。

    3、搅拌桩桩身强度检测

    疑问:在软基处理加固项目中,搅拌桩的应用十分广泛。按规范要求,搅拌桩应在成桩28d后进行静载试验或钻孔取芯检测,若28d时的取芯抗压强度略低于设计要求,是否应判定搅拌桩桩身强度不满足要求?

    搅拌桩桩身强度受穿越土层土体材料、地下水条件等多种因素的影响,桩身强度增长的速度不同,如果统一按28d来检测,检测结果可能达不到设计要求;另外,即使土层条件较好,28d搅拌桩桩身强度也只能达到最终强度的80%左右,桩身强度一直处于增长状态,因此,搅拌桩投入使用时或许桩身强度已经达标。

    4、基桩抗压承载力检测及沉降

    疑问:在灌注桩竖向抗压静载试验时,特别是穿越粘土层的摩擦桩,如果竖向抗压承载力略低于设计值,而桩身完整性较好,该如何判定承载力?

    在粘性土为主的场地,由于灌注桩在成孔过程中对土体的结构性进行了破坏,成桩后,随着桩身强度的增长,被穿越土体的结构强度也在修复和增长。同样,如果基桩施工后不急于投入使用,那么将来使用时的承载力或许已经满足要求。

    位于饱和软粘土地基中的挤土桩,由于沉桩过程中地基土产生挤土效应及超静孔隙水压力,随着超静孔隙水压力的消散,桩周地基土产生再固结沉降。工程桩基产生较大的沉降量,其值远大于垂直荷载作用下的桩基沉降;由于桩周地基土的再固结,桩基沉降随着时间的推移而增长。 

    二、试验分析与证明

    1、江苏某仓储项目强夯地基试验研究

    地质条件:

    1层,素填土,杂色,松散。层厚0.20~1.00m。第①2层,淤泥,灰黑色,流塑,饱和,为河浜底部淤泥,含大量的有机质,层厚0.50~0.80m左右。第②1层,粉质粘土,褐黄色,可塑;层厚0.50~1.70m。第②2层,粉质粘土,灰黄色,软塑,高压缩性,层厚0.40~1.20m。第③层,淤泥,灰色,饱和,流塑;层厚6.00~8.20m。第④层,淤泥质粉质粘土,灰色,饱和,流塑;层厚8.00~10.00m。第⑤1层,淤泥质粉质粘土,灰色,饱和,流塑;层厚2.20~5.50m。第⑤2层,粉土,灰色,饱和,稍密,中等压缩性,层厚1.10~4.80m。第⑤3层,粉质粘土,灰色,饱和,软塑;层厚7.90~14.50m,场地内均有分布。

    处理工艺:

    本次预处理工艺采用真空降水与低能量强夯,简称为“降水强夯法”。试验施工过程中和地基处理后对试验区进行了多种手段的监测和测试。

    试验检测结果分析:

   (1)静力触探检测:

    在试验期间对处理前、夯后1天、夯后15天分别进行了测试,并于处理完150天后在试验场地再次进行了静力触探试验,4次动力触探Ps曲线见图1所示,可见,经过一段时间恢复,土体强度有较大幅度增长。

 

图1 静力触探Ps值变化曲线

   (2)瑞雷波试验检测:

    图2为地基处理前、处理后、处理后五个月场地实测瑞雷波频散曲线,通过瑞雷波频散曲线可以看出处理后表层土波速增长较大,波速曲线的拐点可认为是加固的有效深度,从起夯面算起有效加固深度可达6m;经过五个月的间歇,表层土波速进一步增加,从起夯面算起有效加固深度可达7.5m。

 

图2 瑞雷波对比示意图

    (3)静载试验检测:

     图3为处理后及处理后五个月在场地所做的载荷板试验,通过两组试验p-s对比曲线可以看出,5个月后的地基承载力会有所增长。

 

图3 载荷板试验P-S曲线图

    2、福建某炼化项目搅拌桩

    地质条件:

    库区在勘察控制深度范围内地基土层共分为9个工程地质层。①填中砂:分布于整个场地,层厚度0.5~2.0m。②粘土:厚度为0.5~1.2m。③淤泥:厚度为13.80~28.50m。④粘土:厚度为1.90~17.00m。⑤淤泥质土:厚度为0.50~10.30m。⑥粘土:分布于整个场地,厚度为1.20~15.60m。在部分地段本层中部分布有⑥淤泥质土夹层。⑦粉质粘土(含砾砂):厚度为0.80~9.30m。⑧残积砾质粘性土:厚度为0.70~7.00m。⑨强风化花岗岩厚度为3.50~11.30m。

    处理工艺:采用深层搅拌桩工艺,本次施工采用的固化剂掺量为15%,水灰比为0.5,两喷四搅;

    检测结果:

    成桩后7、14、28、90天对试验区搅拌桩进行了桩身上部、中部、下部三段进行钻芯取样,并对芯样进行室内抗压试验,试验结果见图4所示:

 

图4 不同时期的搅拌桩取芯抗压强度

    三、结论

    经过上述探讨,我们不难发现,随着时间的延长,相关加固土体或桩体强度参数也在增长,因此在岩土工程检测行业,应重视时间效应,结合工程实际情况,用发展的眼光给出结论。岩土工程检测工作者应有哲学思维,不能仅仅“用数据说话”,看见的未必都是真实的。因此,在岩土工程检测实践过程中,要用发展的眼光看数据,要用辩证的思维做判断。

 (本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络工程项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑  刘真 文径 审核)

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