朱孟春

摘 要：本文基于筆者從事土工試驗的相關(guān)工作經(jīng)驗，以室內(nèi)土工試驗的質(zhì)量提高措施為研究對象，論文首先分析了試驗人員的素質(zhì)要求，進(jìn)而從儀器設(shè)備的計量控制、土工試驗質(zhì)量體系的建立、土工試驗過程質(zhì)量管理等幾個方面進(jìn)行了相信的探討，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：土工試驗 質(zhì)量 管理體系

中圖分類號：TU43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0064-02

室內(nèi)土工試驗是試驗人員按規(guī)范規(guī)程或試驗委托要求，使用儀器設(shè)備對土樣進(jìn)行測試，以得到土體的物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的一組有序的活動。土工試驗成果作為巖土工程勘察報告的重要依據(jù)，是工程建設(shè)、設(shè)計的重要參數(shù)，土工試驗的質(zhì)量對工程總體的質(zhì)量和安全性有著直接的重大影響。在實際工作中，土工試驗往往受測試人員水平、儀器設(shè)備精度、試驗室質(zhì)量管理體系的完善程度等因素的影響，使土工試驗的結(jié)果與土體實際性狀之間存在不同程度的差別，嚴(yán)重影響了試驗數(shù)據(jù)的真實性和可信性。從試驗人員素質(zhì)、儀器設(shè)備管理、建立和完善實驗室質(zhì)量管理體系等方面對室內(nèi)土工試驗質(zhì)量管理進(jìn)行探討。

1 試驗人員素質(zhì)要求

1.1 土工試驗人員的配備

土工試驗室人員結(jié)構(gòu)通常是由技術(shù)負(fù)責(zé)人和土工試驗操作人員組成。具有一定規(guī)模的土工試驗室中的技術(shù)負(fù)責(zé)人和技術(shù)骨干應(yīng)配備受過正規(guī)的巖土工程專業(yè)教育，具有工程師或高級工程師的資質(zhì)的人員擔(dān)任。土工試驗室的操作人員應(yīng)由熟練的技術(shù)工人擔(dān)任，技術(shù)工人上崗前必須經(jīng)過嚴(yán)格的專業(yè)培訓(xùn)，考試合格取得相應(yīng)資質(zhì)后才能上崗作業(yè)。

1.2 持續(xù)的人員培訓(xùn)

人員培訓(xùn)主要是兩個方面的內(nèi)容：一是加強試驗人員的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，定期組織學(xué)習(xí)最新頒布的試驗規(guī)程和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者是對既有規(guī)范的溫習(xí)和深入研究，牢牢把握重點和操作難點，或者是結(jié)合試驗實踐探討一些試驗操作上值得改進(jìn)的地方，總結(jié)經(jīng)驗，優(yōu)化試驗程序；二是逐一對每一個試驗項目進(jìn)行操作培訓(xùn)，提高試驗人員的實際操作能力，同時糾正一些不規(guī)范操作，確保檢測工作質(zhì)量。

2 儀器設(shè)備的計量控制

土工儀器設(shè)備的質(zhì)量是影響土工試驗質(zhì)量的重要因素。土工試驗室要根據(jù)自己所開展的試驗項目和工作量合理配備儀器設(shè)備。儀器選用應(yīng)從儀器的量程范圍、測定的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性來考慮，避免使用操作費事、費力、質(zhì)量又差的儀器設(shè)備。選擇儀器設(shè)備的供應(yīng)商應(yīng)具有國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的“制造計量器具許可證”，以保證質(zhì)量，儀器出廠應(yīng)有合格證。新購入的測量儀器在投入使用前應(yīng)由具有國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門授權(quán)準(zhǔn)予的計量檢定部門檢定合格方可投入使用。土工試驗參數(shù)的準(zhǔn)確度與儀器設(shè)備的穩(wěn)定性密切相關(guān)。試驗所用計量器具應(yīng)通過計量檢定或自校，溯源到國家計量基準(zhǔn)，這是公正地評價檢測工作質(zhì)量和正確地出具檢測數(shù)據(jù)的基本保證。

3 建立土工試驗室質(zhì)量體系

《檢測和校準(zhǔn)試驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》中確立了土工試驗室計量認(rèn)證評審工作準(zhǔn)則，為土工試驗室質(zhì)量管理和內(nèi)部審核提供了依據(jù)。根據(jù)準(zhǔn)則的要求，土工試驗室應(yīng)建立與其承擔(dān)的土工試驗范圍、工作量相適應(yīng)的質(zhì)量體系。根據(jù)該體系，土工試驗室應(yīng)建立質(zhì)量保證體系，明確質(zhì)量職能分配，建立檢驗工作流程，將影響試驗質(zhì)量的技術(shù)、設(shè)備、管理和人員等因素都控制起來，形成任務(wù)明確、職責(zé)協(xié)調(diào)和相互促進(jìn)的有機整體，一旦任務(wù)下達(dá)就可按事先策劃的程序啟動，實現(xiàn)質(zhì)量工作規(guī)范化管理，并嚴(yán)格執(zhí)行。

4 土工試驗過程質(zhì)量管理

4.1 土樣的驗收和管理

土樣送達(dá)時，送樣人必須附送樣單及試驗委托書及其它有關(guān)資料。送樣單應(yīng)有原始記錄和編號，內(nèi)容應(yīng)包括工程名稱，試坑或鉆孔編號、高程、取土深度、取樣日期。如原狀土應(yīng)有地下水位高程、土樣現(xiàn)場鑒別和描述及定義、取土方法等。試驗委托書應(yīng)包括工程名稱、工程項目、試驗?zāi)康?、試驗項目、試驗方法及要求。試驗室接到土樣后，?yīng)按試驗委托書驗收。驗收中需查明土樣數(shù)量是否有誤，編號是否相符，所送土樣是否滿足試驗項目和試驗方法的要求。必要時可抽驗土樣質(zhì)量，驗收后登記編號。登記內(nèi)容應(yīng)包括：工程名稱、委托單位、送樣日期、土樣室內(nèi)編號和野外編號、取土地點和取土深度、試驗項目的要求以及要求提出成果的日期等。

土樣驗收登記后，應(yīng)將原狀土樣和保持天然含水率的擾動土樣置于陰涼的地方，盡量防止擾動和水分蒸發(fā)。土樣經(jīng)過試驗之后，余土應(yīng)貯存于適當(dāng)容器內(nèi)，并標(biāo)記工程名稱及室內(nèi)土樣編號，妥善保管，以備審核試驗成果之用。

4.2 樣品制備

作為土工試驗的輸入，正確制備土的樣品十分重要。樣品制備關(guān)鍵是鑒別試樣的質(zhì)量等級和開土描述。樣品制備前應(yīng)檢查土樣的質(zhì)量，按土的結(jié)構(gòu)特征是否發(fā)生變化及改變的程度確定土樣的4個質(zhì)量等級，其中，Ⅰ級為不擾動、Ⅱ級為輕微擾動、Ⅲ級為顯著擾動、Ⅳ級為完全擾動。Ⅱ、Ⅲ級樣品不應(yīng)制備力學(xué)性質(zhì)試樣。受經(jīng)濟利益的驅(qū)動，有的試驗室人員不愿放棄已經(jīng)送來的試樣，無視土樣的擾動，仍然取作力學(xué)試驗，影響了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了趕時間，對力學(xué)性質(zhì)試驗項目的原狀土樣，未能控制同一組樣品的密度或含水率之差，造成試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)離散性大或不合理。開樣時操作人員忙于切取或安裝各項試驗的樣品，對開土情況的描述偏于簡單，不仔細(xì)觀察和記錄樣品的顏色、氣味、結(jié)構(gòu)、夾雜或包含物、裂縫和均勻性等情況。樣品制備不僅要有代表性，同時應(yīng)考慮工程項目的特點，取土深度、野外描述和試驗要求。對不符合試驗要求的試樣或試驗有可能漏項的情況，應(yīng)及時與送樣單位聯(lián)系。開土描述對試驗結(jié)果的異常分析十分有用，是解釋指標(biāo)異?；蚋髟囼炛笜?biāo)之間不匹配的依據(jù)之一，同時也能為工程技術(shù)人員用好試驗成果提供幫助。

4.3 試驗操作過程

為了保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗操作必須規(guī)范化進(jìn)行，試驗人員在工作中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，做到每一個試驗項目均規(guī)范化操作；試驗過程中嚴(yán)格做好各項數(shù)據(jù)的記錄和核對工作，確保原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，真正從源頭上杜絕主觀因素可能給試驗結(jié)果帶來的影響和偏差。

4.4 試驗資料的整理

為使試驗資料可靠和適用，應(yīng)進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)分析和整理。整理時對試驗資料中明顯不合理的數(shù)據(jù)，應(yīng)通過研究，分析原因（試樣是否具有代表性、試驗過程中是否出現(xiàn)異常情況等）或在有條件時，進(jìn)行一定的補充試驗后，可決定對可疑數(shù)據(jù)的取舍或改正。同時，可以采用下列方法來發(fā)現(xiàn)一些土工試驗的質(zhì)量問題。（圖1）

4.4.1 平行試驗

對同一土樣、同一項目進(jìn)行平行試驗，國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已有規(guī)定須進(jìn)行平行試驗的并有允許偏差的試驗項目，按國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在同一批土樣試驗中，如發(fā)現(xiàn)超差項數(shù)比例較大，說明整批試驗結(jié)果有問題，需進(jìn)行系統(tǒng)檢查。在平行試驗中，含水率最不穩(wěn)定，容易超差，分析其原因主要是取土的代表性問題。密度超差主要有兩個原因：一是土自身的不均勻性；二是環(huán)刀變形，刮刀磨損呈凹形。因此，在試驗過程中需經(jīng)常檢查環(huán)刀、刮土刀是否符合質(zhì)量要求。目前國家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還沒有規(guī)定允許偏差的試驗項目，如：固結(jié)試驗、直接剪切、無側(cè)限抗壓強度等，可根據(jù)工程的實際情況，按不同土層選取一定比例的土樣進(jìn)行固結(jié)平行測驗。有條件時，選一定比例的土樣進(jìn)行直接剪切或無側(cè)限抗壓強度平行試驗。平行試驗結(jié)果的偏差可用數(shù)理統(tǒng)計方法進(jìn)行統(tǒng)計分析，用3倍標(biāo)準(zhǔn)差（±3s）差別試驗結(jié)果是否屬可疑數(shù)據(jù)。

4.4.2 土的物理力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析

土的物理指標(biāo)之間是相關(guān)的，土粒比重Gs決定于土的礦物成分，當(dāng)粘土礦物含量較多時，Gs值較大。而塑性指數(shù)Ip的大小與土中結(jié)合水的含量有關(guān)。粘土礦物越多，可能形成結(jié)合水含量越高，Ip值越大。土中粘土礦物含量較多時，Gs和Ip值較大。Gs與Ip正相關(guān)。據(jù)此，可判斷Gs和Ip是否合理。土的含水率ω與土的天然孔隙比e0是相關(guān)的。對同一類型的土含水率越大，e0也越大，即ω與e0正相關(guān)。不同的土含水率就可能不一樣。如紅粘土、膨脹土、含云母較多的土能吸附更多的結(jié)合水，因此含水率比直觀感覺高。

4.4.3 編制質(zhì)量分析表

土工試驗確定土的工程特性參數(shù)，主要建立在統(tǒng)計的經(jīng)驗基礎(chǔ)上。因此，將勘察場地土樣進(jìn)行分層，用數(shù)理統(tǒng)計方法，將土工試驗結(jié)果統(tǒng)計分析，編制土工試驗質(zhì)量分析表，查找可疑數(shù)據(jù)，評價土工報告的質(zhì)量。分層及統(tǒng)計方法為，根據(jù)勘察場地土層的物理力學(xué)性質(zhì)等在勘探深度范圍內(nèi)自上而下按土的深度、結(jié)構(gòu)、顏色、類型、狀態(tài)、密實度等，將土分成若干土層。然后按土樣的測試項目進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計分析，每個土層的統(tǒng)計頻數(shù)不應(yīng)小于6個，編制土工試驗質(zhì)量分析表。按土層進(jìn)行統(tǒng)計分析，適用于大部分土工試驗結(jié)果的質(zhì)量分析，用計算機直接處理，操作簡便客觀，容易發(fā)現(xiàn)每個土層試驗結(jié)果中的可疑值。經(jīng)過補充試驗或查證，可對可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行舍棄。

4.4.4 用數(shù)理統(tǒng)計分析方法差別異常數(shù)據(jù)

將土工試驗的可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行異常差別。常用的異常數(shù)據(jù)差別方法用3倍標(biāo)準(zhǔn)差法（±3 s），但3倍標(biāo)準(zhǔn)差法需要參加統(tǒng)計的頻數(shù)要大（一般n≥30）。當(dāng)n≤10時，無法檢查出任何異常數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)參加統(tǒng)計的頻數(shù)較小時，可用Grubbs準(zhǔn)則、t檢驗等方法進(jìn)行差別分析。

4.4.5 測試數(shù)據(jù)分析整理必須堅持實事求是的原則

長期以來，在土工試驗中存在著一個思維誤區(qū)，即認(rèn)為同一個土樣的物理性質(zhì)指標(biāo)一定與力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)相“匹配”，從而對不“匹配”的數(shù)據(jù)隨意改動或刪除。但試驗室應(yīng)準(zhǔn)確、清晰、明確和客觀地報告每一項檢測或校準(zhǔn)，或一系列的檢測或校準(zhǔn)的結(jié)果，并符合檢測或校準(zhǔn)方法中規(guī)定的要求，不能因為某一項結(jié)果不合格而不予報告。這也是試驗室誠信和公正性的基本表現(xiàn)。匹配只是土的一般規(guī)律，是否匹配可以作為檢查土的各項測試結(jié)果之間的內(nèi)在聯(lián)系，有異常時應(yīng)對單項試驗的原始記錄、試驗方法、數(shù)據(jù)處理進(jìn)行復(fù)查，如試驗無誤，試驗室不能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，應(yīng)將該數(shù)據(jù)進(jìn)行說明后如實報告。綜合分析報告的真實性與準(zhǔn)確性，是土工試驗報告的核心。

5 結(jié)語

土工試驗的質(zhì)量是試驗室的生命，而人員的素質(zhì)、設(shè)備的條件以及規(guī)范的管理制度則是土工試驗質(zhì)量的保證。認(rèn)真執(zhí)行國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提高專業(yè)技術(shù)水平，加強設(shè)備管理和更新，推行試驗室認(rèn)證機制，才能有效地提高土工試驗質(zhì)量，保證土工試驗成果的真實性、可靠性，從而確保工程總體的質(zhì)量和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 王文林.室內(nèi)土工試驗的流程分析[J].科技資訊，2014（3）.

[2] 廖世淼.土工試驗人員的業(yè)務(wù)要求研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013（12）.