靜力觸探測試數據案例分析

■黃治燦 金明明 孫晉成

（蘇州中巖勘察有限公司 江蘇蘇州 215168）

靜力觸探測試數據案例分析

■黃治燦 金明明 孫晉成

（蘇州中巖勘察有限公司 江蘇蘇州 215168）

根據實際工程中獲取的多組靜力觸探測試數據和鉆探取土孔數據，采用初步判別、對比驗證和數據分析等方法，反演勘探過程中數據異常可能原因，建議多種勘察方法綜合應用、進行數據及時處理的重要性和控制勘察過程是保證施工質量的關鍵。

靜力觸探孔斜勘察方法探桿異常數據

1 前言

靜力觸探是用靜力將探頭以一定的速率壓入土中，利用探頭內的力傳感器，通過電子量測器將探頭受到的貫入阻力記錄下來。隨著我國勘察技術的發展，靜力觸探作為軟土地區工程勘察中重要的勘察方法和測試手段，積累了較多的測試數據和應用經驗，由于其具有施工方便、速度快、獲取的測試曲線直觀、應用方便等優點，在軟土地區，靜力觸探測試孔占據的數量較大，應用廣泛。但因出現一些與實際地層不符合的測試結果，導致誤判數據的也不少。為此，本文對實際靜力觸探數據進行分析，采集部分異常樣本，根據在本地區的多年勘察經驗，提出靜力觸探測試結果正確與否的判斷方法。

2 工程案例

本次勘察采用2臺雙橋靜力觸探設備（編號為A和B），施工前已核查探頭率定系數，但未逐桿檢查探桿垂直度，其中B設備為新購入設備。在勘察施工過程中，A設備揭露的地層深度和厚度與其它設備區別很大，出現鉆進困難，壓力表數值增幅大，起錨等其它設備未發生的現象。測試結果如圖1：

圖1 A、B設備獲取的C203孔靜力觸探曲線

3 工程數據分析和判別

（1）初步判別：本地區屬于太湖水網平原地貌，地層層序較清晰，除受古河道和暗塘、浜切割外，地層分布平穩。根據A設備獲得的靜力觸探資料與其他資料及本地區資料對比，揭露的⑥~⑧層土層頂埋深異常，⑦層土層厚明顯增大，錐尖數據明顯偏小，該設備在施工過程中自孔深40m左右出現進尺困難，45m左右液壓表數值出現增幅較大現象，同時地錨無法滿足施工要求，初步判定該設備可能存在問題，但不排除地層異常情況，需進行對比驗證。從多數勘探孔揭露的場地地層情況，C203(A)和C214(A)孔揭露的⑦、⑧層土變化最為突出，選為本次對比驗證和分析的典型土層。經核實，確定探頭和液壓設備屬于正常。

（2）對比驗證：選用B設備距離C203（A）孔1.5m進行曲線對比試驗，采用C鉆探設備在距離C203（A）孔5米處進行鉆探取土施工驗證，A和B靜探設備獲取的靜力觸探數據如圖一，A、B、C設備揭露地層分布情況如圖三（圖中單位為m），孔號分別命名為C203(A)，C203(B)，C203(C)，C214(A)，C214(B)。根據獲取的數據做如下分析：

a)地層分布情況：各孔位于17.70m以上的①~④層土頂底板埋深變化不大，分布均勻。C203（B）、C214(B)和C203(C)揭露的地層分布基本一致，根據C203(C)孔采取的土樣分析和本場地其余孔地層分布情況，此三孔獲取的數據屬于正常數據。但C203(A)與C203(B)孔間隔1.5m，⑧層土層頂高差達6.18m，C214(A)與C214(B)孔間隔2.0m，⑧層土層頂高差大于6.37m，變化幅度異常。

b)靜力觸探數據情況：靜探數據顯示 C203(A)錐尖阻力平均值qc= 0.711MPa，C203(B)錐尖阻力平均值qc=1.484MPa，2臺設備獲取的錐尖阻力平均值相差2倍以上，側壁摩阻力fs變化不明顯。

c)探孔垂直度情況：選定C203(B)孔、C214(B)孔揭露的厚度為垂直厚度a（垂直邊），選定C203(A)孔、C214(A)孔揭露的厚度為模擬厚度c（傾斜邊）?，F按直角三角形模型cosα=a/c（α為傾斜角度），粗略推算⑤~⑦層土中可能出現的探桿傾斜角度α如表1。

根據推算結果，在⑦層深厚軟弱土層中，α在50°左右，探桿可能出現明顯彎曲，探頭近乎水平向刺入⑦和⑧層土中，使得⑦層土的錐尖測試數據明顯偏小，探桿進尺難度反而增大，出現液壓值異常增大現象。當進入密實的⑧層粉砂后，因砂土強度明顯增

表1 探桿傾斜角度模擬計算

圖2 A、B、C設備揭露地層分布情況

大和探桿彎曲程度較大，探桿幾乎無法進尺，強行施壓時，地錨出現起拔現象，偶爾有極小幅度的進尺和回彈現象。經施工人員核查探桿后，在第20m處的探桿為舊探桿，接口處稍有歪扭現象，導致該接頭位置未能與其它探桿同心，可能是造成本次問題孔的主要原因。

（3）綜合判別：根據上述分析和對比，判定C203(A)孔，C214(A)孔揭露的⑤~⑧層土與本地區地層和本場地其他孔揭露的地層分布有異常，孔傾斜現象可能性極大，同時進入⑦、⑧層土后反應在地表的施工難度現象也與推測結果一致。因孔深較大，發生孔斜現象的土層厚度大，揭露的地層明顯異常，在靜力觸探試驗中一般不量測詳細的孔斜角度，無法按照《靜力觸探技術標準》CECS04：88的要求進行修正，應作為錯誤資料予以廢棄。

4 結論

在勘察過程中，靜力觸探進場前應核查探桿的彎曲程度和探頭的率定系數，施工時應進行嚴格的場地平整。對已獲取的靜力觸探數據進行及時整理，與本地區巖土工程條件進行對比，同時采用多種勘察方法進行相互對比和驗證，能更快的確定和發現異常數據。當發生異常時，選取發生明顯異常的地層和本地區標志性地層作為主要研究對象，能較好的探索異常數據的規律。對于可能出現孔斜現象的勘探孔，可采用模擬的方法進行粗略推算傾斜角度，反演可能出現的地面施工狀況，確定異?？椎目赡茉蚝屠脙r值。

[1]建設部綜合勘察研究院，同濟大學.《靜力觸探技術標準》 （CECS 04：88） [S].北京：中國工程建設標準化協會，1988.

[2]工程地質手冊編寫委員會.《工程地質手冊》 （第四版） [M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

[3]黃治燦，王照光，溫思哲.某工程軟土地基中樁基礎單樁豎向極限承載力影響因素淺析 [J].巖土工程界，2009(6):29-31.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-204-2

黃治燦（1980～），男，2005年畢業于中國礦業大學，本科，學士學位，工程師，研究方向為巖土工程勘察。