浅谈土工试验之土试样质量要求

邓宇红

江门市建筑设计院有限公司广东江门529000

摘要：本文阐述了土试样质量对土工试验的重要性，并从现场取样、包装、运输等方面探讨了取得高质量土试样的方法及技术要求。

关键词：土工试验；成果；土试样；质量；取样方法；技术要求

土工试验工作是岩土工程勘察的重要组成部分，试验成果的质量直接影响对工程场地地基的评价、设计、施工等多项工作。土工试验成果能否反映岩土体的工程性状，很大程度上取决于所取的土试样是否符合要求，不符合要求的试样，仪器精度再高，测试人员再努力，测出的结果也不能准确反映岩土体的工程特性。因此，土试样的质量对土工试验成果尤其重要。

在勘察工作中，有些勘察技术人员对土工试验不熟识，对土试样的取样要求不甚了解，往往是随便取一些二、三级样品就要求试验室做很多常规或特殊的项目，或者取20cm的样品就要求试验室做三轴压缩试验、无侧限抗压强度、渗透试验等等试验项目，而这些项目需要的样品长度大于20cm。土工试验成果的质量与土试样的质量有很大的关系，因此野外勘察人员必须对土工试验，对土试样的取样要求有深刻的了解。

1.土试样的质量等级

根据岩土工程勘察规范，土试样的质量根据试验目的，按表1划分为四个等级。

.不同质量等级的土试样采取的工具和方法按表2选择。

2.钻孔中采取Ⅰ、Ⅱ级土试样的技术要求

2.1在地下水位以上，地基土层中取样应采用干法钻进，不得注水或使用冲洗液。土质较硬时，可采用二（三）重管回转取土器，钻进、取样同时进行。

2.2在饱和软粘性土、粉土、砂土中取样，宜采用泥浆护壁。如使用套管，应先钻进后跟进套管，套管的下设深度与取样位置之间应保留三倍管径以上的距离。不得向未钻进过的土层中强行击入套管。为避免孔底土隆起受扰，应始终保持管内的水头高度等于或稍高于地下水位。

2.3采用冲洗、冲击、振动等方法钻进时，应在预计取样的位置1m以上改用回转钻进。

2.4下放取土器前应仔细清孔，清除扰动土，孔底残留浮土层厚度不应大于取土器废土断长度（活塞取土器除外）。

2.5采取Ⅰ级土试样宜采用快速静力连续压入法，贯入速度不小于0.1m/s，采取Ⅱ级土试样可使用间断静压方式或重锤少击方式。

3.特殊土类的取样方法

3.1饱和软粘性土的取样

a.在淤泥、淤泥质土、软塑粘土等饱和软粘性土中采取高质量等级的试样必须选用薄壁取土器。土质过软时，不宜使用自由活塞取土器

b.应优先采用泥浆护壁回转钻进。清水冲洗钻探也是可以使用的钻探方法，应在孔内保持高水头，可采用侧喷式冲洗钻头，不能采用底喷式冲洗钻头。

c.当采用螺旋钻头钻进时，钻头中间应设有水、气通道。

d.应采用快速、连续的静压方法贯入取土器。

e.提升取土器之前，可静置5-10分钟，使土样与取样管壁之间的摩擦力完全发挥，也可以回转1-2圈，扭断土样根部。这样可以减小钻具提升时土样底端拉力引起的扰动或掉土。

3.2砂土的取样

在砂土中取原状土样是较困难的。在岩土工程勘探中，通过钻孔采取原状砂样，必须在尽量减小扰动和设法避免掉样这两个方面采取有效措施。

a在钻探过程中，采用泥浆循环回转钻进。用泥浆护壁既可以防止塌孔、管涌，又可浮托土样，在土样底端形成一层泥皮，从而减小掉样的情况。

b对贯入较松和细粒的砂层，宜采用固定活塞薄壁取土器，对密实的砂层和粗粒的砂层宜采用双层单动回转取土器。

3.3卵、砾石土的取样

卵、砾石作为地基工程性能良好，一般采用原位测试，或根据经验数据作为评价，很小有取原状土样进行土工试验，最多取扰动样品做颗粒分析试验。但如果粒径不大，且含多量粘性土，亦可采用厚壁敞口取土器或双动三重管取土器取样，但级别只能达到Ⅲ、Ⅳ级。

3.4花岗岩残积土的取样

在花岗岩残积土层中钻孔取样较好的方法是采用回转取土器。为避免冲洗液对土样的渗透软化，泥浆应具有高粘度，并注意控制泵压和流量。亦可采用双动三重管取土器。

3.5鉴别土（扰动土）的取样

a在土层中采用螺旋钻头钻进时，应分回次提取扰动土样，回次进尺不宜超过1m，在主要持力层中或重点研究部位，回次进尺不宜超过0.5m，并应满足鉴别厚度小至20cm的薄层的要求。

b在饱和粉土、砂土层中钻进，当土样不易带上地面时，可用对分式取土器或标准贯入器间断取样，其间距不得大于1.0m。取样段之间则用无岩芯钻进方式通过，亦可采用无泵反循环方式用单层岩芯管回转钻进并连续取芯。

c在钻进过程中各项深度数据均应丈量获取，累计量测允许误差为±5cm。

3.6其他土的取样

a对软硬交替的土层，宜采用具有自动调节功能的改进型单动二（三）重管取土器采取原状土样。

b对硬塑状态的粘性土、密实的砾砂、碎石土和软质岩石，可使用双动三重管取土器采取原状土样。

4.土样的标识

4.1采取的土样应有取样纪录和标签，内容有：工程名称、试坑或钻孔编号、取样深度或位置、取样日期、土样名称、地下水位情况、土样状态、取土和蜡封人员及负责人等。如系原状土应在标签上或土样筒上用箭头表示土样上下方向。

4.2对Ⅰ、Ⅱ级水工建筑物的取土单上，应附地质说明书，内容有地层、地质构造、不良地质现象的描述和评价。

4.3标签宜用韧质纸，并用不脱色笔书写清楚，贴于土样筒外。如袋装扰动土，可用木板作标签放置袋内，并在袋外面标记土样编号。

5.土样的现场检验、封装、贮存、运输

5.1对钻孔中采取的Ⅰ级原状土试样，应在现场测定取样回收率。取样回收率大于1.0或小于0.95时，应检查尺寸量测是否有误，土样是否受压，根据情况决定土样废弃或降低级别使用。

5.2不论原状土或保持天然含水率的扰动土，在采取之后，应立即封闭取土筒或盛土容器，应以胶布封严，贴上标签，融蜡密封，严防暴晒，以防水分散失。

5.3封闭后的原状土样在装箱、运输之前，应存放于阴凉潮湿地点，或挖浅坑埋起，盖于湿土。不需要保持天然含水率的扰动土，最好经过风干稍加粉碎后装入袋或木箱，以免湿土将袋腐蚀及土样中有机物的生长，并应防止袋和木箱漏土。

5.4土样运输时，原状土筒或封好的土块，均应装入木箱或专用箱，装箱时土样与木箱之间的空隙，应以稻草或木屑填紧，避免在运输过程受震以及雨水淋湿损坏。木箱应编号，并注明“小心轻放”、“请勿倒置”及“上”、“下”等字样。

5.5对易于振动液化、水分离析的土样，不宜长途运输，应在现场就近进行室内试验。

5.6土样采取之后至开土试验之间的贮存时间，不宜超过两周。

6.土工试验项目对试样的数量的要求

取土样数量应满足要求进行的试验项目和试验方法的需要。不同的土工试验项目需要不同的数量与质量，例如部分试验项目是需要原状样品，部分可用扰动样品，且需要的数量尺寸亦不同，一般试验项目采取土样的数量可参考表3。