真空吹填淤泥监测前是否取土及经验取土方法探讨

1 引言 　　参加工作，接触到的第一个项目是真空预压监测，经历了一系列酸甜苦辣咸麻，对工作中碰到的某个问题提出自己的看法，无论对错、有理无理，权当和大家一起探讨，希望大家积极发表个人看法，分享 “独门绝招”。 　　2 问题由来 　　某港口工程建设，采用吹填法填海造陆。吹填物全是海底沉积物，静置一段时间后成为淤泥，色灰、见贝壳碎屑、伴随有机质腐臭味。采用真空预压法对150万m2的场地进行加固处理，理论要求在抽真空前后对吹填淤泥进行取样检测对比，然后根据检测结果以及其他资料对加固效果进行分析评价。当然，如此大的场地划分成了好几十个分区域；不然没有单位能够监测如此大的项目，即使有，试问有能够生产这么大面积膜的厂家吗、施工单位能不能处理好这么大面积的场地也是个未知数。由于吹填方法、吹填物、静置时间等都是一致的，故淤泥在整个场地的分布特征及其物理力学性质基本一致。监测取土要求是每个分区域一米一个样、孔深二十米；其中淤泥必须用薄壁取土器取，粗略估算整个场地需取1800多个土样。 　　3 吹填淤泥是否必须“取土” 　　为什么要取样淤泥，“官方回答”是取样后送去试验室，测定含水量、液塑限、孔隙比、粘聚力、内摩擦角、固结和收缩试验等。注意是淤泥不是淤泥质土，两者的本质区别是淤泥的天然孔隙比大于等于1.5，淤泥质土的天然孔隙比大于等于1.0而小于1.5，两者天然含水量都高于液限。淤泥呈流体状态，试问如何测粘聚力和内摩擦角，就目前所知，国内好多科研高校还不具备这个水平，但相信同济、清华、武汉岩土所等应该没问题，其他的土工试验室具备这个水平吗？至于含水量，有工具都能测。淤泥含水量已经超过液限，试问怎么测得液塑限，难不成烘干后再配置不同含水量测定，当然理论上也是可以把烘干的淤泥样品进行颗粒分析试验的。关于淤泥（流体状态）固结和收缩试验，请问土工试验室是如何按照规范要求制样。至于孔隙比，土工试验室如果能把流体状态的淤泥制成样并且在仪器上装好，测数据不成问题。 　　真空预压监测前，每个小区域都有必要取土吗（淤泥样）？业主单位不嫌造价高，但钻机农民工一直叨唠取如此多一模一样的稀泥有撒用（单孔淤泥深8m）。如果有机会的话，很想向设计院的兄弟们请教一下，如场地情况一致，取大批的淤泥样进行试验是为了什么。当然，我不是说完全没必要取样，而是说有必要取那么多的样吗。难道是设计单位为了交差，把工程名称和数据换了，不知他们有没有考虑现场实际情况（瞎猜的，纯属娱乐）。据说有这么一个事件：设计人员把打桩深度和静探深度精确到了毫米，施工人员看后笑得很无奈。 　　4 “经验”取土方法 　　规范要求用薄壁取土器对淤泥进行取样，原因是扰动小、质量高，薄壁取土器里面有活塞，其作用是取土时可排开底部浮土、也可隔绝土样顶端水压和气压、同时也不会产生过度负压引起土样扰动，因此采用这种方法取土无可厚非。 　　经吹填法形成的淤泥，没经过足够的时间 “休养恢复”，请问是原状土还是扰动土，取的土样是原状样还是扰动样？由于种种原因，薄壁取土器没到达现场，因此只能另图他法。原始办法是：岩心管钻进并注入水压，提钻之后发现淤泥如流水般直下掉。仔细一想，这种方法肯定取不起来样，岩心管旋转中已经破坏了淤泥结构，水压一冲就冲散了淤泥，结果岩心管里面剩下的全是泥浆。在现场取不上样来（且不论方法正确与否），急得像热锅上的蚂蚁一般徘徊，四处打电话请问求教均无果，后来与同事在现场多次往返，突然听一个民工提到之前用某种方法尝试过取淤泥，但是没有成功。听到这里简直就像抓到了救命草，于是仔细与他询问一番，明白大意后心中出现一丝窃喜，认为值得一试。请耐心往下看，马上进入正题。 　　开好孔后，手动压入PVC管，待超过预计深度一小段距离后，用管帽（水暖五金店里面都有卖的）扣住上部管口，然后把PVC管提上来并立马用管帽把底部管口也堵上，最后按照取样要求截取相应位置PVC管，并密封保存就OK啦。由于淤泥比较软，10m深度范围内采用PVC管取样是没问题的，取样原理是：压入PVC管，管壁“切断”淤泥，淤泥“钻进”管中，上部盖帽后往上提时管中淤泥下滑，在管上部内空处形成负压，于是土样不下掉就提上来了，这种方法似乎是最简单的“薄壁取土器”。小范围采用这种方法简单可行，大范围还是慎重考虑，一则不符合规范要求，二则造价高（当然咱也不能明知故犯）。其实高手在民间一点都不假，身为技术人员的我们，有时候应该多跟民工们交流一下，在某些方面虽然他们不知道是怎么回事，但是他们知道如何搞可以解决问题。在后续工作中，经过磨练与交流，找到了另一种简单可行的取土方法。只要淤泥不是很稀的那种（用手可以捧起来，不立刻塌落），就可以用钻机的岩心管把淤泥提上来。方法是：把岩心管匀速压入淤泥中，不旋转也不加水压，到达预定深度提钻，操作员立马堵住岩心管口，然后取样；取样要点是不要一下全把淤泥冲出，而是水压冲一段距离取一个样，然后再冲一段距离取样。这种方法取淤泥质土样应该不成问题（应该适合于不稀也不干的土质）。