靜力觸探試驗在杭嘉湖平原地區(qū)巖土工程勘察中的應(yīng)用

楊曉鵬

摘要：靜力觸探試驗是原位測試方法的一種，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、杭嘉湖平原、巖土工程勘察

原位測試是在巖土原來所處的位置上或基本上在原位狀態(tài)和應(yīng)力條件下對巖土性質(zhì)進行的測試，可以測定難于取得不擾動土樣的有關(guān)工程力學(xué)性質(zhì);可避免取樣過程中應(yīng)力釋放的影響;影響范圍大，代表性強。因此，原位測試是巖土工程勘察的重要手段。原位靜力觸探試驗是原位測試方法的一種，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的單、雙橋探頭，可測定比貫入阻力（ps）、錐尖阻力（qc）、側(cè)壁阻力（fs）和貫入時的孔隙水壓力（u）。靜力觸探試驗適用于軟土、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、處理、打印和繪圖，實現(xiàn)自動化，在現(xiàn)場即能取得土層剖面的變化信息，并提供土的工程參數(shù)，大大縮短勘測周期，并對巖土的工程問題，如天然地基承載力、樁參數(shù)、地基土層的貫入阻力等進行評價。

1? 靜力觸探試驗的原理

靜力觸探的基本原理就是用準(zhǔn)靜力（相對動力觸探而言，沒有或很少沖擊荷載）將一個內(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電信號輸入到記錄儀表中記錄下來，再通過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)計相關(guān)關(guān)系，可以達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的主要功能之一，在有成熟經(jīng)驗的地區(qū)，用靜力觸探試驗分層在精度和可靠性方面比鉆探分層還要高，對缺乏靜探的地區(qū)可采用靜力觸探和鉆探相結(jié)合的方法分層。雙橋靜力觸探試驗可測得土層的錐尖阻力（qc）、側(cè)壁阻力（fs），由此間接計算出摩阻比[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）兩個指標(biāo)來區(qū)分土層類別。利用qc和fs/qc分類的一些經(jīng)驗數(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，國內(nèi)外都是根據(jù)對比試驗結(jié)果提出經(jīng)驗公式，以解決生產(chǎn)上的應(yīng)用問題。

建立經(jīng)驗公式的途徑主要是將靜力觸探試驗結(jié)果與載荷試驗求得的比例界限值進行對比，并通過對比數(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)驗公式。

北京、天津、四川、無錫、貴州、湖州、嘉興等地區(qū)勘察設(shè)計院根據(jù)大量試驗數(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)驗公式，相關(guān)資料可查閱工程地質(zhì)手冊第五版。

3.4? 估算單樁承載力

靜力觸探試驗可以看做是一小直徑樁的現(xiàn)場載荷試驗。對比結(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。通常是雙橋探頭實測曲線進行估算。現(xiàn)將采用雙橋探頭實測曲線估算單樁承載力的經(jīng)驗式介紹如下。

4? 結(jié)語

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、粉細砂為主，其土層性質(zhì)受各個時期水動力作用交互沉積，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，采取土試樣受擾動較大，對巖土層的評價產(chǎn)生誤導(dǎo)，在杭嘉湖平原地區(qū)靜力觸探試驗有成熟的經(jīng)驗，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)于靜力觸探試驗的應(yīng)用有大量的研究成果和文獻記載，本文僅做簡要說明供大家參考。

參考文獻：

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

[2]中華工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會，（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、同濟大學(xué)，1988年12月8日

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

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