靜力觸探在工程地質勘察中的應用

十四冶建設云南勘察設計有限公司 650031

摘要：隨著科學技術的不斷發展，靜力觸探在工程地質勘察中的應用更加廣泛，具有一定的優勢，不僅方便快捷、操作簡單，還可以準確確定土體的工程特性與空間分布，因此值得大力推廣在工程地質勘察中應用。筆者結合某小區工程地質勘察實例對靜力觸探的應用進行了分析，并就靜力觸探在工程地質勘察中的其他應用進行了介紹，為靜力觸探發展和應用提供一定的參考和依據。

關鍵詞：靜力觸探；工程；地質勘察；應用

前言

近年，由于科學技術以及工業、民用建筑行業的不斷發展和進步，越來越多的地質勘察項目出現在日常工程中。為了可以快速的明確水平以及垂直方向上地層巖性分布情況，測算地基形變特征以及力學性能，對土石進行分類、定名，估算承載能力等，靜力觸探技術已經逐漸被運用到很多領域，并且已經取得了明顯的效果。

一、靜力觸探原理及特點

靜力觸探是一種結合測試和勘探的野外原位勘察技術，原理就是通過把靜壓力壓入到土中，土層具有一定的阻力，會使得探頭具有相應的壓力，具有高強度的土，就會受到更大的壓力。利用探頭傳感器把土層中的阻力變為電訊號，然后使用相應的儀表進行測量，主要利用電量變化電阻定律、材料出現彈性形變的虎克定律以及電橋原理[1]。

二、某小區工程地質勘察中靜力觸探的應用

（一）用于軟弱黏性土和粉土分布特征的確定

軟土具有孔隙比較大、含水率比較高、強度比較低以及壓縮性比較高的特點。強度低實際上是說Ps值相對比較低，一般來說低于800kPa。靜力觸探技術具有方便實用、設備輕便以及探測靈敏性高的特點，是確定軟弱黏性土和粉土分布特征、范圍深度等最有效的方法，可以適當利用橫斷面以及縱斷面的方式來檢測軟土層的實際分布情況，已經廣泛的運用到小區建設工程中。例如，某小區利用靜力觸探技術確定小于800kPa的Ps值，初步判斷為軟土，然后采用靜力觸探進行加密，適當的鉆孔進行驗證，從中可以看出地下深度0.0-1.5m范圍內為松散粉土，采用鉆機不能形成一定形狀的鉆孔巖芯，而利用靜探則可得到相關指標，為設計提供依據和保障，上述過程中，靜力觸探具有很大的作用，是確定軟弱黏性土和粉土分布特征的重要方式。

（二）土層劃分

靜力觸探曲線可以直接表明土層的力學性質，可以依據該曲線來進行地層的劃分，在具有一定鉆孔驗證的情況下，可以準確的進行土層的劃分，在0.0～1.5m，當曲線具有很大起伏的時候，依據相關鉆孔資料，可以判斷為粉土；1.5～2.2m，當曲線比較平穩，但是貫入阻力突然增加，可以判斷為粉質粘土；2.2m之外的曲線出現起伏，為粉土；2.2～4.7m，Ps小于800kPa的時候，為軟弱土層[2]。

（三）基本承載力確定

不同的測試結果不能充分確定承載能力，需要經過特定的公式來確定相關承載能力。

（四）松軟土分布確定

松軟土實際上就是不能符合軟土標準的具有比較低承載力或者不能符合實際施工規范，需要進行一定處理的土。例如，飽和黃土，具有比較大的含水量的粘性土或者粉土。依據相關鐵路工程的規范，相關判斷分布的條件：巖性地基土的條件為，細砂的Ps大于等于5MPa或者是N大于等于10 MPa，粉土Ps是大于3MPa或者[σ]大于等于0.15MPa，粘土、粉質粘土Ps大于1.2MPa，黃土的Ps大于3Mpa。（其中Ps為靜力觸探比貫入阻力，[σ]是容許承載力，N是標準的貫入試驗錘擊數）。依據上述條件，不能符合規定的就是松軟土，可以通過Ps值以及種類來判定松軟土，需要依據靜力觸探的貫入阻力進行判斷。經過計算可以發現，在0.0～1.5m范圍內小于0.15MPa承載力，就是松軟土。

（五）地基土液化判別

現階段，最常用的方式就是利用標準貫入來判斷基土的液化，實際上使用靜力觸探的方式也可以進行判斷，并且更加快捷和方便，尤其是判斷一些軟沼澤和積水的地方，利用靜力觸探具有更好的效果，與標準貫入擊數一樣都能實際反應物理性能，此外還有靈敏度高、實驗誤差小的特點[3]。

（六）地下空洞探測

靜力觸探提供的貫入阻力可以很好的表明地層的力學性能，一旦出現地層空洞的時候，貫入阻力會以出現比較明顯的變弱并且一直到歸零。如果地下空洞不是很深的時候，上層土主要就是細粒土，可以利用靜力觸探提供的貫入阻力實際變化來判斷空洞深度和范圍。在某小區勘察時，會通過一段廢棄的坎兒井，僅僅只能觀測到廢棄的井口，不能判斷深度和范圍，因此使用靜力觸探方式進行檢測。在達到2.4m 的時候，會迅速降低貫入阻力值，在3.4m的時候，會適當回升，因此，可以發現深度在2.4～3.4m的范圍內為地下空洞[4]。

三、靜力觸探在工程地質勘察中的其他應用

（一）測定人防工程與隱蔽物位置

從上世紀七十年代的時候，逐漸開始修建人防坑道，但由于時間的推移，很多城市在地下都掩埋了井或者古墓等建筑。想要探測出地下空間存在的建筑以及相對位置，對于建筑工程施工具有重要作用，依據相關資料，利用靜力觸探技術能夠準確、快速的找到地下隱蔽物的位置，為建筑工程施工帶來科學依據和保證。

（二）探測出地質軟弱帶的分布

甘肅第四系構造的運動結構都是比較活躍的，每個時期都具有一定的斷裂遺跡。河西走廊大部分區域都是處于第四系松散平原上。現階段，雖然這種結構還沒有給建筑工程以及人們的生活帶來影響，但是并不是沒有一定的危險性。一般情況下，在建設工程的時候，已經出現或存在活斷層，提前采取一定的防范措施能夠盡可能的降低經濟損失，現階段正在應用靜力觸探技術來探明地層沉降區域活斷層的分布情況。依據大量實踐表明，利用靜力觸探技術在判斷地層沉降區域活斷層的規模和走向方面具有很大的作用，是比較有效的方式[5]。

結束語：

總而言之，靜力觸探已經逐漸發展成為地質勘察中比較有效的測試方式，可以利用這種技術得到相關地質參數，全面分析和評價地質工程的情況。相比較其它勘察方式具有經濟、快速、連續、使用范圍廣以及操作簡單等特點，不同的區域需要建立不同的探測方式，靜力觸探具有更好的作用。

參考文獻：

[1] 趙偉.淺談靜力觸探在工程地質勘察中的應用[J].地球，2013（8）：132-133.[2] 鄭偉鋒，王明羿，鄭先昌等.靜力觸探在南廣高速鐵路工程地質勘察中的應用[J].鐵道建筑，2010（4）：82-85.

[3] 朱敏榮.靜力觸探在工程地質勘察中的應用[J].山東工業技術，2014（10）：171-171.

[4] 翁洋益.原位測試手段在工程地質勘察中的綜合應用[J].房地產導刊，2014（8）：271-271.

[5] 歐陽正平，秦松柏，程天舜等.靜力觸探技術在宿遷市棗林醫院工程地質勘察中的應用[J].安全與環境工程，2010，14（3）：108-110.

[6] 楊成利，馮利.淺析靜力觸探在工程地質勘察中的應用[J].建筑工程技術與設計，2013（11）：178-179.

作者簡介：

蔡芳春1994年畢業于昆明地質學校，從事地質工作21年。李志軍1993年畢業于昆明地質學校，從事地質工作22年。