靜力觸探試驗(yàn)在杭嘉湖平原地區(qū)巖土工程勘察中的應(yīng)用

楊曉鵬

摘要：靜力觸探試驗(yàn)是原位測(cè)試方法的一種，在杭嘉湖平原地區(qū)巖土工程勘察中得到了廣泛的應(yīng)用，可以用于土層的劃分、粉土層狀態(tài)的判定、地基承載力的確定、樁參數(shù)的確定等。

關(guān)鍵詞：雙橋靜力觸探試驗(yàn)、杭嘉湖平原、巖土工程勘察

原位測(cè)試是在巖土原來(lái)所處的位置上或基本上在原位狀態(tài)和應(yīng)力條件下對(duì)巖土性質(zhì)進(jìn)行的測(cè)試，可以測(cè)定難于取得不擾動(dòng)土樣的有關(guān)工程力學(xué)性質(zhì);可避免取樣過(guò)程中應(yīng)力釋放的影響;影響范圍大，代表性強(qiáng)。因此，原位測(cè)試是巖土工程勘察的重要手段。原位靜力觸探試驗(yàn)是原位測(cè)試方法的一種，可根據(jù)工程需要采用單橋探頭、雙橋探頭或帶孔隙水壓力量測(cè)的單、雙橋探頭，可測(cè)定比貫入阻力（ps）、錐尖阻力（qc）、側(cè)壁阻力（fs）和貫入時(shí)的孔隙水壓力（u）。靜力觸探試驗(yàn)適用于軟土、一般黏性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。靜力觸探采用微電腦使地質(zhì)層的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、打印和繪圖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，在現(xiàn)場(chǎng)即能取得土層剖面的變化信息，并提供土的工程參數(shù)，大大縮短勘測(cè)周期，并對(duì)巖土的工程問(wèn)題，如天然地基承載力、樁參數(shù)、地基土層的貫入阻力等進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1? 靜力觸探試驗(yàn)的原理

靜力觸探的基本原理就是用準(zhǔn)靜力（相對(duì)動(dòng)力觸探而言，沒(méi)有或很少?zèng)_擊荷載）將一個(gè)內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭以勻速壓入土中，由于地層中各種土的軟硬不同，探頭所受的阻力自然也不一樣，傳感器將這種大小不同的貫入阻力通過(guò)電信號(hào)輸入到記錄儀表中記錄下來(lái)，再通過(guò)貫入阻力與土的工程地質(zhì)特征之間的定性關(guān)系和統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系，可以達(dá)到了解土層的工程性質(zhì)的目的。

2? 杭嘉湖平原工程地質(zhì)概況

杭嘉湖平原地面形成東、南高起而向西、北降低的以太湖為中心的淺碟形洼地，屬太湖沖湖積平原區(qū)，均為第四系全新統(tǒng)沖湖積相及第四系上更新統(tǒng)海陸交互相沉積物覆蓋，地層巖性多以黏性土、粉土、粉砂、淤泥質(zhì)土為主，各巖土層厚薄不均，上下呈逐層變化，局部存在相變層，第四系土層厚度從50-200米，場(chǎng)地土類別從軟弱土～中軟土，抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)，一般工業(yè)與民用建筑基礎(chǔ)形式多采用預(yù)制樁，部分采用鉆孔灌注樁。

3? 靜力觸探試驗(yàn)在巖土工程勘察中的應(yīng)用

3.1? 巖土分層

巖土分層是靜力觸探試驗(yàn)的主要功能之一，在有成熟經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，用靜力觸探試驗(yàn)分層在精度和可靠性方面比鉆探分層還要高，對(duì)缺乏靜探的地區(qū)可采用靜力觸探和鉆探相結(jié)合的方法分層。雙橋靜力觸探試驗(yàn)可測(cè)得土層的錐尖阻力（qc）、側(cè)壁阻力（fs），由此間接計(jì)算出摩阻比[Rf=fsqc×100oo]，由于不同土的qc和fs值不可能都相同，因而可以利用qc和fs/qc（摩阻比）兩個(gè)指標(biāo)來(lái)區(qū)分土層類別。利用qc和fs/qc分類的一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表3-1。

3.2? 確定地基土的承載力

目前，為了利用靜力觸探確定地基土的承載力，國(guó)內(nèi)外都是根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果提出經(jīng)驗(yàn)公式，以解決生產(chǎn)上的應(yīng)用問(wèn)題。

建立經(jīng)驗(yàn)公式的途徑主要是將靜力觸探試驗(yàn)結(jié)果與載荷試驗(yàn)求得的比例界限值進(jìn)行對(duì)比，并通過(guò)對(duì)比數(shù)據(jù)的相關(guān)分析得到用于特定地區(qū)或特定土性的經(jīng)驗(yàn)公式。

由于土在產(chǎn)生側(cè)向位移之前首先被壓縮，在壓入高壓縮土層中的觸探頭與上述假設(shè)條件之間存在著相似性。因此，從理論上來(lái)考慮，是可以在探頭阻力與土的壓縮性之間建立相關(guān)關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。

北京、天津、四川、無(wú)錫、貴州、湖州、嘉興等地區(qū)勘察設(shè)計(jì)院根據(jù)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出了壓縮模量Es或變形模量Eo與單橋探頭的比貫入阻力ps之間的經(jīng)驗(yàn)公式，相關(guān)資料可查閱工程地質(zhì)手冊(cè)第五版。

3.4? 估算單樁承載力

靜力觸探試驗(yàn)可以看做是一小直徑樁的現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)。對(duì)比結(jié)果表明，用靜力觸探成果估算單樁極限承載力是行之有效的。通常是雙橋探頭實(shí)測(cè)曲線進(jìn)行估算?，F(xiàn)將采用雙橋探頭實(shí)測(cè)曲線估算單樁承載力的經(jīng)驗(yàn)式介紹如下。

4? 結(jié)語(yǔ)

杭嘉湖平原地區(qū)為典型的太湖沖湖積平原區(qū)，以黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、粉細(xì)砂為主，其土層性質(zhì)受各個(gè)時(shí)期水動(dòng)力作用交互沉積，土層厚度小，力學(xué)性質(zhì)變化大，粉土層或薄層與黏性土層交互沉積，鉆探手段存在較多的人為誤差因素存在，采取土試樣受擾動(dòng)較大，對(duì)巖土層的評(píng)價(jià)產(chǎn)生誤導(dǎo)，在杭嘉湖平原地區(qū)靜力觸探試驗(yàn)有成熟的經(jīng)驗(yàn)，能準(zhǔn)確判斷各巖土層的部分物理力學(xué)性質(zhì)，并依據(jù)靜探試驗(yàn)成果確定地基承載力、樁參數(shù)從而估算單樁承載力。靜力觸探試驗(yàn)已經(jīng)是杭嘉湖平原地區(qū)巖土工程勘察的重要手段之一。關(guān)于靜力觸探試驗(yàn)的應(yīng)用有大量的研究成果和文獻(xiàn)記載，本文僅做簡(jiǎn)要說(shuō)明供大家參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部（GB50021-2001，2009年版）巖土工程勘察規(guī)范，北京，中國(guó)見(jiàn)證出版社2002年3月1日

[2]中華工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，（CECS04：88）《靜力觸探技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，北京，建設(shè)部綜合工程勘察院、同濟(jì)大學(xué)，1988年12月8日

[3]工程地質(zhì)手冊(cè)第五版，工程地質(zhì)手冊(cè)編委會(huì)，北京，中國(guó)建筑出版社，2003年12月

[4]賈文華，靜力觸探試驗(yàn)在工程勘察中的應(yīng)用，巖土工程勘察，第15卷第2期（總第24期），2003年12月