工程地質勘察中原位測試技術的應用

許海林

（貴州省銅仁公路勘察設計院，貴州 銅仁 554300）

在開展工程地質勘察內容時，可采用兩種不同的形式進行：①室內試驗，主要為借助土工試驗；②現場試驗，針對該試驗的開展，主要為應用原位測試技術。這一技術的使用，對巖石和土的物理指標檢測效果非常理想，還會對其他內容進行獲取，且不會對巖土層的性質造成任何影響，會在天然的環境中，提取需要的信息。因此，這一技術在目前的地質勘察中，有著廣泛的應用。

1 原位測試技術

針對原位測試技術進行使用中，對巖土層處在最基礎的位置給予了保障，不會對其天然狀態產生任何的不利影響。在這樣形勢下，可進一步測定巖土層的各項指標。該項技術存在的優勢特征主要包括：①在工程場地上應用，因此不需要開展事先采樣工作，可最大限度減少對試樣產生的干擾問題，也規避了某些狀態下存在的取樣困難問題；②針對原位測試技術的開展，主要在施工現場產生價值作用，因此對實驗體積提出的比重要求非常大，在這樣的情形下，能夠對最真實的情況進行反應，進而精準分析土質性質；③針對檢測內容的開展，可借助連續性實驗，進而更加精準地展現出物理學性質和相應的指標；④這一技術還在不斷的優化和完善，在之后的發展中，不但會具備快速的特征，還會提升經濟性。其中，靜力觸探車便是非常關鍵的一項創新[1]。

2 選取勘察測試方法

在對合適的勘察方法進行挑選時，需要對每種方式產生的不同效果有確切的了解，因為勘察方式不同，所以獲取的結果有一定的差異性，需要對每一種勘查測試方式的特征有精準的了解，并熟悉應用的設備等等，這樣才能對最合理的方式進行挑選。目前，大部分勘查單位在對地質勘查實施時，第一項考量的內容便是成本，因此會對很多靜探孔進行布置，還會對全靜態進行布置。利用靜力觸探方法時，在沿海區域更加合適。由于沿海區域的土質情況大部分為泥質砂土和粉土，普通的黏性土一般都在土體中的下水位置，利用該項方法可以精準分析出土層，進而明確土層的強度[2]。

同時，在對標準貫入試驗方式進行使用時，在黏性土和粉土比較多的情況中更為適用。此外，針對測試的開展，還可以在淤泥和淤泥質土的測試中進行使用，但要重點強調的是，需要結合具體情況酌情應用。由于溫度有非常高的靈敏度，在轉鉆孔時會有相應的影響，其對基礎強度獲得最大化效果給予保證，需要充分考量之后，再做出選擇。

3 原位測試的適用條件

（1）測試簡單，試驗與實際存在較大的差距。能夠引用原位測試的重要條件便是，對于簡單測試技術，試驗和實際有一定差距。測試簡單的狀態下，對原位測試的使用也會簡單一些，可對原位測試的順利實施給予保障。此外，試驗和實際如果存在較大差距，可利用原位技術操作，獲取的工程地質勘察結果會更加客觀。

（2）受力復雜，無較多經驗且計算存在漏洞。如果受力情況非常復雜，計算方面存在漏洞，專業人員的經驗不足，可應用相應的原位測試技術方案。因為受力情況繁雜，使用普通的勘察技術，無法對結果的精準性給予保障，所以要應用原位測試技術。如果專業人員的經驗不足，通過原位測試技術，能夠使操作減少，降低難度。計算較為復雜，也可應用該項技術，利用結構計算形式，可對測算結果給予更高的保障。

（3）重要工程。針對重要工程開展地質勘察，原位測試技術會發揮出關鍵性作用。借助先進的技術測量，可保障測量的精準性。原位測試技術，可規避傳統技術存在的問題，對勘察項目的進程產生推動效果，提升科學性。

4 常用的原位測試方法

當前，國際中對原位測試方法的使用主要有5 種：①荷載實驗；②靜力觸探試驗；③標準貫入試驗；④十字板剪切實驗；⑤波束測試。

4.1 靜力荷載試驗

原位測試方法應用中，最常使用的一項方法便是靜力荷載試驗，針對建設的模擬場地，將一個基礎深度非常平整的坑挖出，并對其設計性給予保障。針對挖好的平整坑里，將一個特定形狀的承壓力板放入其中，當這些裝置放置完成之后，便可以實施具體的實驗。因為在瓶底放置好的承壓板，會不斷有壓力施加。通過核載的增加，會對一定條件下的地基土質結構進行測定，從而明確穩定沉降量。這樣便可以對地基承載能力與壓力變化存在的聯系進行深入探究，也為土地勘查提供更多的數據支撐[3]。

4.2 靜力觸探試驗

在工程勘察中，對靜力觸探試驗技術的應用非常普遍，借助機械裝飾，在土壤中靜力壓入各種規格的金屬探頭，借助傳感器可以對土地的物理性質進行直接分析，在劃分土層過程中，經常會使用到靜力觸探試驗，能夠對土質中的物理性質指數進行精準估算。對于該項方法的應用，需要注意的事項包括：①要在室內開展地層阻力與圖表結果的關系分析，如探頭的使用已經超過30d，需要開展率定；②針對試驗的開展，需要的基礎條件為平整的土地，之后才可以進行相應的實驗內容；③需要對電路的接通給予關注，在實驗開展之前，保障電路的接通，并對各方向的儀器進行精準調整；④需要同時進行灌入以及測算計量工作，在灌入的過程中，對數據結果進行記錄，并將其上傳[4]。

4.3 標準貫入試驗

在眾多貫入試驗中，對標準貫入試驗的應用有著非常突出的技術要點，借助力量觸探，通過規定重量的穿心錘開展實驗內容，首先需要對恒定的溫度進行明確，由上至下，自由進行脫落。然后在土中打入相應規格的探頭，在打入過程中，通過打入的難易程度，對土質以及土層的結構進行判別。在該實驗中，采用的探頭屬于標準規格，并不是圓形。在開展標準貫入實驗時，對專業人員提出的要求非常高，需要有相應的經驗，所以一般在重大工程勘察中，才會指派專業人員對該項技術進行使用，其中需要遵循的操作守則包括：①鉆孔過程中，鉆孔的高度需要稍大于地下水位高度，以便對地質勘查項目的精準性給予保障；②在錘擊時，需要規避針對偏心以及側面產生的晃動，如有偏心以及側面晃動問題會使工程勘測結果整體出現錯誤，所以要對這一情況的發生高度關注，進行預防；③借助自動脫鉤的形式開展垂直墜落，通過自由落錘法，可以確保測試土壤物理結構以及性質結果的精準性；④對地質勘查的液化等級進行關注，會對最后的地質勘查結果產生直接影響。

4.4 十字板剪切試驗

在眾多原位測試技術中，對紙質板剪切試驗的應用，有著非常顯著的國際化特征。在被測試的土層中，利用規定的力度壓入十字板，并對相應的扭轉力進行施加時，利用土層剪壞的形式，對土層的化學以及物理性質指數進行測試即可。借助該項實驗，可以對土層的抗剪指數進行判斷。該項方法，不但在我國的原位測試技術中有著非常高的地位，在國際中也屬于前沿核心位置，不同的國家對于該項技術的使用，都將其放在了重要的位置中。

針對十字板剪切試驗提出的要求，包括：①選擇十字板，應該挑選有固定規格的矩形形狀木板；②在土壤中插入十字板的深度，需要有非常精準的數據估計和相應的標準，在有明確的規定數據深度下才可以實施操作內容；③針對剪切速率也有相應的要求，在十字板剪切試驗中，剪切速率需要與國際化提出的要求相符；④要關注摩擦力以及阻力對最終結果產生的影響[5]。

4.5 波速測試

在各項測試方法中，波束測試的特征便是有一定的新穎性。波束測試，具體來說便是對土層的波束進行測試，結合彈性波在土層中的傳播速度，之后對比巖體大小數據，進而對波速測試的最終結果進行確定。利用波束測試的分析結果，可以精準判斷出地質組成，并且獲取的數據結果非常科學。其中的測試要求包括：①需要對土力學參數進行精準確定；②對建筑場地類別提前判別；③對于場地卓越周期的判斷不容忽視；④需要專業能力強的人員，根據經驗對巖土的變化進行判別。

五種原位測試方法都有自身的優勢以及適用條件，所以在具體挑選和使用時，要結合工程的實際情況，對相應的測試方法進行選擇，才能對工程地質勘察結果的精準性給予保障。

5 結語

總之，以往開展的地質勘查工作，需要耗費大量的人力和時間，才能開展自然地質勘探。最后，利用人力工程勘察結果結合工具勘察的結果，對最終的情況進行判定。這種勘測方式有一定的主觀意識，技術人員對結果產生的影響非常大，容易因為人為失誤產生誤差，無法保障結果的精準性。現在，借助原位測試技術，使工程地質勘查的質量以及結果精準性有了非常大的提高，對國家工程地質勘察的進程起到一定的推進作用，也幫助我國加快了現代化進程。