靜力觸探試驗在巖土工程勘察中應(yīng)用

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1、靜力觸探試驗在巖土工程勘察中應(yīng)用　　摘要：本文主要論述了靜力觸探試驗的基本原理、現(xiàn)場操作要點以及試驗成果的應(yīng)用、施工中應(yīng)注意的問題，利用貫入阻力可進(jìn)行土的力學(xué)分層、估算土的塑性狀態(tài)或密實度、強(qiáng)度、壓縮性、地基承載力等。關(guān)鍵詞：巖土工程勘察靜力觸探操作要點成果應(yīng)用中圖分類號：F470.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A概況靜力觸探試驗是把具有一定規(guī)格的圓錐形探頭借助機(jī)械勻速壓入土中，以測定探頭阻力等參數(shù)的一種原位測試方法。它作為一種輕便、快速、高效的原位測試技術(shù)，在巖土工程勘察、監(jiān)測、檢測等方面得到了廣泛的應(yīng)用。靜力觸探試驗的基本原理8靜力觸

2、探的基本原理就是用準(zhǔn)靜力將一個內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭勻速壓入土中，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錄下來，在通過貫入阻力與土的工程地質(zhì)特性之間的定性關(guān)系和統(tǒng)計相關(guān)關(guān)系，可進(jìn)行土的力學(xué)分層、估算土的塑性狀態(tài)或密實度、強(qiáng)度、壓縮性、地基承載力、單樁承載力、沉樁阻力、進(jìn)行液化判別等。靜力觸探試驗設(shè)備主要由三部分構(gòu)成：①探頭：地層阻力傳感器②量測記錄儀表③貫入裝置：觸探機(jī)（負(fù)責(zé)將探頭壓入土中）靜力觸探既是一種原位測試手段，也是一種勘察手段，它和常規(guī)的鉆探——

3、取樣——室內(nèi)試驗等勘察程序相比，具有快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)和節(jié)省人力等特點，其主要優(yōu)點是連續(xù)、快速、準(zhǔn)確，可以在現(xiàn)場直接測得各土層的貫入阻力指標(biāo)，掌握各土層原始狀態(tài)下有關(guān)物理力學(xué)的性質(zhì)。這對于地基土在豎變化比較復(fù)雜，而用其它常規(guī)勘探手段不可能大密度取土或查明土的變化，對于飽和砂土、砂質(zhì)粉土以及高靈敏度軟土中鉆探不易達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，或者無法取樣的情況下，用靜力觸探連續(xù)壓入測試，則顯出其獨特的優(yōu)越性。此外，在采用樁基工程勘察中，靜力觸探能準(zhǔn)確地確定樁端持力層等特征也是一般常規(guī)勘察手段所不能比擬的。靜力觸探試驗的缺點是不能直接地識別土層

4、以及對碎石類土或較密實砂土層難以貫入，測試深度有一定限制，另外，其適用范圍也有一定限制，它只能適用于軟土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。三、靜力觸探試驗現(xiàn)場操作要點1、探頭率定：在使用前，必須先進(jìn)行率定，新探頭或使用一段時間后（一般為3個月）都應(yīng)進(jìn)行率定，如果不定期進(jìn)行探頭率定，那么測出的試驗數(shù)據(jù)就不準(zhǔn)確了。82、將觸探主機(jī)就位后，應(yīng)調(diào)平底座，并使用水平尺校準(zhǔn)，使貫入壓力保持豎直方向，并使機(jī)座與反力裝置銜接鎖定。3、將測量電纜穿入各節(jié)探桿，探桿總數(shù)或總長度要滿足所測地層的最大深度要求，后將探頭通過電纜與測量儀表聯(lián)

5、接起來。探頭、電纜、記錄儀器的接插和調(diào)試，必須按有關(guān)說明書要求進(jìn)行。4、觸探機(jī)的貫入速率應(yīng)控制在1～2cm/s內(nèi)，此外，孔壓觸探還可進(jìn)行超孔隙水壓力消散試驗，即在某一層停止觸探，記錄觸探時所產(chǎn)生的超孔隙水壓力隨時間變化情況，以求得土層固結(jié)系數(shù)等。5、當(dāng)貫入深度超過30m，或穿過厚層軟土后再貫入硬土層時，應(yīng)采取措施防止孔斜或斷桿。6、當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一者，應(yīng)停止貫入①觸探主機(jī)負(fù)荷達(dá)到其額定荷載的120%時(會發(fā)出響聲警示)；②貫入時探桿出現(xiàn)明顯彎曲；③反力裝置失效（在貫入過程中，地錨被頂起）；④記錄儀器顯示異常；四、靜力觸探

6、試驗成果應(yīng)用靜力觸探試驗成果應(yīng)用很廣，主要歸納為以下幾個方面：劃分土層及土類判別、求取各土層工程性質(zhì)指標(biāo)、確定樁基參數(shù)等：81、劃分土層及土類判別根據(jù)靜力觸探資料劃分土層應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：①將靜力觸探探頭阻力與深度曲線分段，分段的依據(jù)是根據(jù)各種阻力大小和曲線形狀進(jìn)行綜合分段。如阻力較小，摩阻比較大、曲線變化小的曲線段所代表的土層多為粘土層；而阻力大，摩阻比較小、曲線呈急劇變化的鋸齒狀則為砂土。②按臨界深度概念準(zhǔn)確判定各土層界面深度：靜力觸探自地表勻速貫入過程中，錐尖阻力逐漸增大（硬殼層影響除外），到一定深度（臨界深度）后才

7、達(dá)到一較為恒定值，臨界深度及曲線第一較為恒定值段為第一層，探頭繼續(xù)貫入到第二層附近時，探頭阻力會受到上下土層的共同影響而發(fā)生變化，變大或變小，一般規(guī)律是位于曲線變化段的中間深度即為層面深度，第二層也有較為恒定值段，以下類推。③經(jīng)過上述兩步驟后，再將每一層土的探頭阻力等參數(shù)分別進(jìn)行算術(shù)平均，其平均值可用來定土層名稱，定土層名稱辦法可依據(jù)各種經(jīng)驗圖或鉆探取樣資料或當(dāng)?shù)貐^(qū)域經(jīng)驗進(jìn)行。2、求土層的工程性質(zhì)指標(biāo)土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)是經(jīng)過鉆探取樣室內(nèi)試驗獲得的，工序多、歷史長、成本高，加之應(yīng)力釋放等對土樣不可避免的擾動，又會使這些指標(biāo)

8、產(chǎn)生不同程度的誤差，因此，探討靜力觸探法推求室8內(nèi)試驗指標(biāo)是一個多快好省的捷徑，其試驗方法可靠、經(jīng)濟(jì)、周期短，因此很受歡迎，應(yīng)用很廣。例如：粘性土靜力觸探承載力經(jīng)驗式（）砂土靜力觸探承載力經(jīng)驗式（粉細(xì)砂1＜＜15）；（中粗砂1＜＜10）粉土靜力觸探承載力經(jīng)驗式按比貫入阻力確定和（＜5）；（＜3）；（＜6