巖土工程地質(zhì)勘察中的原位測試技術(shù)

宮良永

（遼寧省東煤測試分析研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110000）

引言

在巖土工程建設(shè)中，要求采用先進(jìn)的勘察技術(shù)，詳細(xì)了解建設(shè)場地的地質(zhì)條件，為項(xiàng)目建設(shè)奠定基礎(chǔ)。原位測試是巖土工程勘察中的重要技術(shù)，其在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的優(yōu)勢(shì)。對(duì)此，本文首先對(duì)原位測試技術(shù)的幾種類型進(jìn)行介紹，然后以波速測試技術(shù)為例，結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)原位測試技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究，以期為類似工程提供借鑒。

一、原位測試技術(shù)概述

原位測試技術(shù)主要就是指不會(huì)影響巖土層原體，并且也不會(huì)使巖土層的本身性質(zhì)發(fā)生改變，在此基礎(chǔ)上對(duì)巖土工程的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測定。原位測試技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，原位測試技術(shù)可以在工程現(xiàn)場進(jìn)行，這樣就減少了采樣環(huán)節(jié)，所以，使用原位測試技術(shù)，可以避免對(duì)待測樣本的干擾。第二，由于原位測試技術(shù)可以在工程現(xiàn)場進(jìn)行測試，而測試過程中涉及的試驗(yàn)樣本與室內(nèi)試驗(yàn)的樣本相比較，該樣本比較大，這樣就比較容易全面地對(duì)巖土性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行反映。第三，原位測試技術(shù)還具有連續(xù)試驗(yàn)的特點(diǎn)，對(duì)于很多待測對(duì)象，原位測試技術(shù)可以進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)，這樣就能夠?qū)r土體剖面和物理性能進(jìn)行良好真實(shí)的反映。第四，隨著原位測試技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，如靜力觸探車的出現(xiàn)，表示原位測試技術(shù)，已經(jīng)具有快速和經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)。

二、原位測試技術(shù)的內(nèi)容

原位測試技術(shù)分為定量和半定量兩種，其中，定量方式指的是在已經(jīng)成形的土體上進(jìn)行原位測試，比如靜止?fàn)顟B(tài)的承重試驗(yàn)、土體滲透試驗(yàn)等等，而半定量方法缺乏試驗(yàn)環(huán)境以及試驗(yàn)?zāi)芰?，常用試?yàn)方法有觸碰試驗(yàn)、深入樣品試驗(yàn)等等。原位測試的試驗(yàn)類型有很多種，應(yīng)用原位測試技術(shù)時(shí)，需綜合考慮巖土工程種類、結(jié)構(gòu)形式、土體基本等情況來選擇合適的勘察技術(shù)。在進(jìn)行原位測試的調(diào)試階段和準(zhǔn)備階段，應(yīng)深入分析鉆探能力、室內(nèi)試驗(yàn)等各個(gè)需測試的部分。通過原位測試結(jié)果分析巖土工程巖石和土壤，判斷施工場地的地面承重水平等等，最后再進(jìn)行室內(nèi)第二次演算，并將其作為現(xiàn)場試驗(yàn)參照物。

三、巖土工程地質(zhì)勘察中的原位測試技術(shù)

（一）靜力觸探

靜力觸探試驗(yàn)就是指運(yùn)用準(zhǔn)靜力并且以恒定的貫入速度將特定形狀和規(guī)格的圓錐探頭壓入土中，在壓入土中的同時(shí)，測定并記錄貫入的過程中圓錐探頭受到的阻力，依據(jù)測得的阻力大小判斷出土的各種物理力學(xué)性質(zhì)，并且進(jìn)行分層的一種現(xiàn)場試驗(yàn)的方法。靜力觸探的試驗(yàn)方法適用于粘性土、砂土和粉土等。主要用于土層的劃分、地基土中物理力學(xué)指標(biāo)的參數(shù)估算、地基土承載力的評(píng)定、單樁承載力的估算以及沙砂土地基液化等級(jí)的判定等。運(yùn)用該試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，率定探頭，儀表讀書和地層阻力之間存在著一定的關(guān)系，求出它們之間的關(guān)系就可以得到探頭的率定系數(shù)，此項(xiàng)工作通常在室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)前新的探頭或者是使用過一個(gè)月以后的探頭，我們都應(yīng)及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行率定。第二，在進(jìn)行現(xiàn)場測試之前，我們應(yīng)先對(duì)場地進(jìn)行平整，將壓入主機(jī)放平，這樣可以使探頭和地面呈垂直狀態(tài)：下好地錨，這樣可以更好的固定住壓入主機(jī)。第三，將要使用的電纜線穿入到探桿中，并接通電路，對(duì)儀器進(jìn)行全面的調(diào)整。第四，一邊貫入，一邊進(jìn)行測記，貫入的速率應(yīng)控制在每秒鐘1cm到2cm之間。目前，我們進(jìn)行靜力觸探實(shí)驗(yàn)時(shí)常用的儀器有兩種，分別是機(jī)械式和電測試的靜力觸探儀。機(jī)械式靜力觸探儀因其具有使用方便簡單、價(jià)格便宜等特點(diǎn)被一些國家所使用，但該方式存在著嚴(yán)重的缺點(diǎn)，在使用該方法時(shí)鋼桿和套管之間存在著側(cè)撓相互作用、摩擦力等相互作用力，并且存在著泥土的擠入等因素，這些都對(duì)貫入阻力的各種測試精度有很大程度上影響。

（二）載荷試驗(yàn)

分為平板載荷和螺旋板載荷2種。平板載荷試驗(yàn)又分為淺層平板載荷試驗(yàn)和深層平板載荷試驗(yàn)。淺層平板載荷試驗(yàn)：是在一定面積的承壓板上向地基土逐級(jí)施加荷載，測定地基土的壓力與變形特性。適用于淺部地基土（埋深小于3.00m），一般為粘性土、粉土及砂類土。深層平板載荷試驗(yàn)：適用于基礎(chǔ)埋深大于或等于3.00m，和地下水位以上的地基土（包括軟質(zhì)巖、極軟巖和風(fēng)化巖體）。螺旋板載荷：是將一螺旋形的承壓板用人力或機(jī)械施入地面以下的預(yù)定深度，通過傳力桿向螺旋形承壓板施加壓力，測定承壓板的沉降量。適用于深層地基土及地下水位以下的地基土，測試深度可達(dá)10~15m。

結(jié)語：

綜上所述，本文主要對(duì)原位測試原理以及應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行介紹，然后結(jié)合工程實(shí)例，探究了原位測試技術(shù)的應(yīng)用方式。根據(jù)本文分析可見，通過應(yīng)用原位測試技術(shù)，不會(huì)對(duì)工程施工場地力學(xué)性質(zhì)造成不良影響，同時(shí)能夠有效避免取樣過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力釋放問題，勘察結(jié)果準(zhǔn)確性較高，值得推廣和應(yīng)用