原位測(cè)試在水上勘察中推廣問(wèn)題的分析

陳懷珠

（天津海濱工程勘察設(shè)計(jì)有限公司，天津 300364）

1 引言

原位測(cè)試是在巖土原來(lái)所處的位置上或基本上在原位狀態(tài)和應(yīng)力條件下對(duì)原土性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試。其能夠?qū)﹄y以取得不擾動(dòng)土樣的有關(guān)工程的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行有效測(cè)定，而且能夠有效避免取樣過(guò)程中應(yīng)力釋放的影響，在水上勘察中應(yīng)用比較廣泛。但就原位測(cè)試方法的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，還存在一定的問(wèn)題，比如，原位測(cè)試方法在使用過(guò)程中有其適用條件，有的理論通常只建立在統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)上，而且其在應(yīng)用過(guò)程中容易受外部因素的影響，所以，原位測(cè)試在水上勘察中的推廣過(guò)程，要重視研究分析原位測(cè)試在水上勘察中的適用條件，要研究分析其理論，并對(duì)影響因素進(jìn)行研究分析，進(jìn)而促進(jìn)原位測(cè)試在水上勘察中的推廣應(yīng)用。

2 原位測(cè)試在水上勘察推廣中存在的問(wèn)題

2.1 在水上勘察中原位測(cè)試方法比較單一

測(cè)試過(guò)程中，對(duì)于大多數(shù)土層，均可采用諸如觸探試驗(yàn)、十字板剪試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、波速測(cè)試以及扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)等測(cè)試方法，獲取其基本信息。然而，在水上勘察中大多數(shù)使用的方式都是以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)為主的原位測(cè)試手段?？墒?，由于GB 50021—2001《巖土工程勘察規(guī)范》（2009 年版）第10.5.0條對(duì)其適用的范圍做出的規(guī)定為：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)僅僅適用于諸如砂土、粉土及一般黏性土，因?yàn)楝F(xiàn)階段水上勘察原位測(cè)試手段不夠完善，所以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的使用范圍遠(yuǎn)超出了規(guī)范的適用范圍，若在含有砂卵石的土層以及沿海大部分淤泥質(zhì)軟土中仍然使用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，并將其作為唯一或者主要的測(cè)試方法，則其結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，導(dǎo)致土層數(shù)據(jù)缺乏真實(shí)性和準(zhǔn)確性，而且和評(píng)價(jià)天然土層特征有效結(jié)合，會(huì)給天然土層地基測(cè)試帶來(lái)非常多的問(wèn)題，測(cè)試難度比較大。軟土適合采用觸探試驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)以及旁壓試驗(yàn)等，但一般在水上勘察工程中，絕大多數(shù)情況下都是使用十字板剪切試驗(yàn)。

2.2 水上勘察中原位測(cè)試經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較缺乏

就我國(guó)現(xiàn)階段水上勘察工作原位測(cè)試發(fā)展的實(shí)際情況來(lái)看，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試數(shù)據(jù)依然十分缺乏。另外，即使同一區(qū)域內(nèi)在不同時(shí)間段所獲取的人為測(cè)試數(shù)據(jù)，也不具備互相檢查或互相驗(yàn)證參考。而且，更新以及改進(jìn)的原位測(cè)試儀器設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)不能及時(shí)換算或校核，以致在很多不同地區(qū)具有相同物理學(xué)性質(zhì)的土層巖位中所獲取的測(cè)試數(shù)據(jù)，也無(wú)法進(jìn)行有效的對(duì)比分析，而且缺少經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一定程度上還會(huì)導(dǎo)致經(jīng)驗(yàn)公式出現(xiàn)比較大的偏差。

2.3 原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)不能有效校核

對(duì)于水上勘察的實(shí)施，所累積的數(shù)據(jù)大多是都是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)。諸如，黏土層的快剪以及固結(jié)快剪等數(shù)據(jù)信息。然而，因?yàn)樵谕翆拥娜舆^(guò)程中可能會(huì)面對(duì)各種各樣不能避免的擾動(dòng)問(wèn)題，因此，對(duì)土層的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取，依然需要以外業(yè)原位測(cè)試數(shù)據(jù)的對(duì)比分析及綜合分析為輔助，而且只有對(duì)土樣擾動(dòng)的程度進(jìn)行綜合有效的評(píng)價(jià)，方可獲取更為有效的數(shù)據(jù)信息，因此，需要對(duì)很多室內(nèi)數(shù)據(jù)的合理性進(jìn)行反復(fù)校核。

2.4 水上勘察工作過(guò)程中使用的原位測(cè)試儀器設(shè)備比較落后

就現(xiàn)階段我國(guó)水上勘察工作原位測(cè)試項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)看，實(shí)現(xiàn)原位測(cè)試，難度依然很大。而且，與之相對(duì)應(yīng)的測(cè)試效益也比較低。在原位測(cè)試中，可供選用的水上測(cè)試新設(shè)備、新儀器的研制及開(kāi)發(fā)水平等，在很大程度上遠(yuǎn)落后于其他行業(yè)勘察專(zhuān)業(yè)的設(shè)備研制研發(fā)，而且在水上勘察工作過(guò)程中，原位測(cè)試所用的設(shè)施設(shè)備需要使用專(zhuān)用設(shè)備或與之相適應(yīng)的專(zhuān)業(yè)平臺(tái)購(gòu)置的設(shè)備，成本非常高，所以，存在很多負(fù)責(zé)水上勘察工程測(cè)試單位無(wú)力購(gòu)買(mǎi)的情況。

2.5 缺乏專(zhuān)業(yè)的水上勘察原位測(cè)試人才

現(xiàn)階段，以前負(fù)責(zé)水上勘察工作原位測(cè)試方法專(zhuān)業(yè)人員大部分都到了退休年紀(jì)或已退休，而現(xiàn)代需要進(jìn)行水上勘察原位測(cè)試方法項(xiàng)目比較少，所以大部分年輕的、專(zhuān)業(yè)的原位測(cè)試研究專(zhuān)家都在向著其他行業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，與此同時(shí)，對(duì)大批青年地質(zhì)勘察工程師來(lái)說(shuō)，由于其在工作過(guò)程中接觸原位測(cè)試數(shù)據(jù)方面工作的機(jī)會(huì)并不多，以致我國(guó)現(xiàn)階段涉及原位測(cè)試領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)工作人員比較欠缺，對(duì)應(yīng)的很多勘察操作隊(duì)工作開(kāi)展，困難重重，專(zhuān)職專(zhuān)用原位測(cè)試人才非常匱乏。

3 原位測(cè)試技術(shù)分析

3.1 常見(jiàn)原位測(cè)試方法

在水上勘察中，比較常見(jiàn)的原位測(cè)試方法有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、偏袒側(cè)脹試驗(yàn)等方法，因?yàn)榭辈飕F(xiàn)場(chǎng)圖層特征不同、設(shè)計(jì)要求不同或工程項(xiàng)目存在差異性，特別是水上勘察區(qū)域地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地區(qū)，在選擇水上勘察原位測(cè)試方法時(shí)，要綜合考慮水上勘察區(qū)域的實(shí)際情況，要了解項(xiàng)目的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)，必須參考到巖土層的實(shí)際地質(zhì)條件等因素，同時(shí)，也需要按照原位測(cè)試結(jié)果的不同，將地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)關(guān)系充分利用起來(lái)，進(jìn)而就水上勘察區(qū)域的巖土層物理力學(xué)指標(biāo)以及參數(shù)與地基承載力等合理評(píng)估。另外，也要注重將各原位測(cè)試間與其鉆探、室內(nèi)試驗(yàn)的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，而且還應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際情況，并綜合考慮到水上勘察區(qū)域的具體地質(zhì)條件，充分考慮到原位測(cè)試過(guò)程中工具試驗(yàn)方法的應(yīng)用，而且還要加強(qiáng)對(duì)影響因素的分析。

3.2 水上勘察中原位測(cè)試的適用條件分析

在水上勘察過(guò)程中，要根據(jù)水上勘察工程項(xiàng)目實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)建筑類(lèi)型、勘察技術(shù)要求以及水上勘察區(qū)域的地質(zhì)條件等，選擇合適區(qū)域地層的原位測(cè)試方法。本文主要對(duì)觸探測(cè)試方法及十字板剪切試驗(yàn)測(cè)試方法進(jìn)行了討論。

3.2.1 靜力觸探測(cè)試方法分析

所謂靜力觸探試驗(yàn)，主要指利用靜力將探頭以一定的速率壓入土層，隨后再利用探頭里的主力傳感器，把土層的阻力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并借助儀表測(cè)量進(jìn)行試驗(yàn)。而且，靜力觸探測(cè)試方法大多數(shù)情況下更加適合應(yīng)用于軟土、粉土、沙類(lèi)土、黏性土乃至包含少量碎石的土層，靜力觸探測(cè)試方法具備勘探與測(cè)試雙重的功能及作用，其效果也十分顯著。

3.2.2 十字板剪切測(cè)試方法分析

所謂十字板剪切試驗(yàn)，主要指通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)十字板探頭插入土層中的試驗(yàn)深度，隨后再借助一定速率進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，測(cè)量土破壞過(guò)程中抵抗力矩，進(jìn)而有效測(cè)定土的不排水抗剪強(qiáng)度以及殘余抗剪強(qiáng)度，并獲取有效的測(cè)試數(shù)據(jù)。十字板剪切測(cè)試方法適用于飽和軟弱狀黏土的不排水抗剪強(qiáng)度以及靈敏度等參數(shù)，一般測(cè)試深度超過(guò)30m 的土層不適用。對(duì)那些包含礫石、沙塵、貝殼殘余、樹(shù)根或有大量未分解的植物根系等土層不適用，因?yàn)樨炄朐O(shè)備和靜力觸探是通用的，所以其適用于軟土層，在水上勘察工作過(guò)程中，可以綜合實(shí)際情況將兩者聯(lián)合使用，有利于提升水上勘察效益，并能盡可能地降低勘察成本。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，要重視水上勘察原因測(cè)試方法的研究應(yīng)用，要綜合了解現(xiàn)階段水上勘察中原因測(cè)試方法應(yīng)用中存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。在原位測(cè)試方法應(yīng)用過(guò)程中，要重視整合水上勘察行業(yè)的設(shè)施設(shè)備，要注重提升設(shè)施設(shè)備的利用效益，加強(qiáng)人力資源的合作，而且，還要重視根據(jù)水上勘察原位測(cè)試發(fā)展的實(shí)際情況，加大新儀器設(shè)備的研發(fā)力度，進(jìn)而不斷提升水上勘察原位測(cè)試工作效益。