原位測試方法適用條件及成果應用淺析

摘要：原位測試是巖土工程勘察的重要手段之一，測試方法很多，不同的方法適用條件不同，可提供的參數也有差異，相同地質條件下，可以用不同的方法求得同一參數，同一種方法也可以提供不同的參數。為了合理布置勘察工作量及求得所需參數，巖土工程勘察技術人員應熟悉不同原位測試方法的適用條件及其成果

應用。

關鍵詞：巖土工程勘察；原位測試；載荷試驗；靜力觸探；動力觸探

中圖分類號：TU412 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0065-02

原位測試是指在地層或土體的原位應力狀態和天然含水率保持不變、原生結構不受或少受擾動的條件下，直接或間接地測定巖、土體各種工程特性、參數的試驗方法，是巖土工程勘察的重要手段之一。

常用的原位測試方法主要有：載荷試驗、靜力觸探試驗、圓錐動力觸探、標準貫入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、扁鏟側脹試驗等。巖土工程勘察時，應根據技術要求和地層條件選用合適的原位測試方法。因旁壓試驗及扁鏟側脹試驗對地層條件適用性要求相對較高，設備儀器相對復雜，致使其使用受到一定的限制，本文不討論這兩種方法。

1 常用原位測試方法的適用條件

1.1 載荷試驗

載荷試驗分平板載荷和螺旋板載荷兩種，平板載荷適用于各類土、軟質巖和風化巖體，螺旋板載荷適用于深層地基土及地下水位以下的軟土、一般粘性土、粉土及砂類土。深層平板載荷試驗深度不應小于5m。但載荷試驗通常歷時較長、成本較高，致使其使用頻率受到一定影響。

1.2 圓錐動力觸探

圓錐動力觸探分為輕型、重型和超重型三種。輕型適用于一般粘性土，重型及超重型適用于中砂以上的砂類土及碎石土。輕型主要用于驗槽和地基處理檢測，重型在勘察及地基處理檢測中大量使用，超重型應用較少，可用于密實的碎石土。

1.3 標準貫入試驗

標準貫入試驗適用于一般粘性土、粉土、砂類土、花崗巖類的風化殼和殘積土。標準貫入試驗與圓錐動力觸探試驗配合使用，可進行各類土質及風化巖的原位測試，且設備輕便、操作簡單、經驗豐富，使之在當前巖土工程勘察中應用最為普遍。

1.4 靜力觸探試驗

靜力觸探試驗適用于軟土、粘性土、粉土、砂類土及含少量碎石的土層。手搖式輕型多用于較大設備難以進入的狹小場地的淺層測試。全液壓傳動型除狹小場地外，使用普遍。

1.5 十字板剪切試驗

十字板剪切試驗適用于測定飽和軟粘性土的不排水抗剪強度及靈敏度等參數，測試深度不宜大于30m。由于其貫入設備與靜力觸探通用，且都用于軟土地區，因此二者通常聯合使用，并與鉆探取樣成果結合，大大提高勘察效率，降低勘察成本，豐富成果參數。

2 常用原位測試方法的成果應用

不同的原位測試方法能獲得的測試參數也不盡相同，一些參數可以通過多數原位測試方法取得，另一些參數則只能通過特定的方法才能獲得。

靜力觸探、圓錐動力觸探及標準貫入試驗最適合用于確定樁端持力層，估算單樁承載力，判斷沉樁的可能性，也都可以用來判定巖土的塑性狀態、密實度以及檢測地基處理效果等。標準貫入試驗、靜力觸探成果可用來判定飽和粉土、砂土的地震液化，標貫試驗還可以確定粘性土的無側限抗壓強度。

除十字板剪切試驗外的其他幾種原位測試方法均可測定巖土的變形參數，載荷試驗、靜力觸探、十字板剪切試驗還可測定粘性土的不排水抗剪強度。靜探孔壓消散曲線可估算土的固結系數和滲透系數；十字板試驗可測定土的靈敏度，確定軟土路基臨界高度，判定軟粘土的固結歷史。

2.1 載荷試驗

載荷試驗用于測定承壓板下應力主要影響范圍內巖土的承載力、變形模量和基床系數，還可以估算地基土的不排水抗剪強度。載荷試驗是確定承載力最直接、最接近于建筑物實際使用狀態的方法，其余方法均是通過與載荷試驗結果對比，利用經驗關系確定地基承載力。

2.2 圓錐動力觸探

應用圓錐動力觸探可進行力學分層，評定土的均勻性、狀態、密實度及土的強度、變形參數、地基承載力，查明土洞、滑動面、軟硬土層界面，檢測地基處理效果，選擇樁基持力層和估算單樁承載力，進行基坑驗槽等。

2.3 標準貫入試驗

標準貫入試驗用于取擾動樣，鑒別土的類別，確定粘性土的塑性狀態和無側限抗壓強度、砂土密實度、天然地基承載力和地基土變形參數、抗剪強度，估算單樁極限承載力和錨桿抗拔力，判斷沉樁的可能性，判定飽和砂土地、粉土的地震液化的可能性及液化等級，確定花崗巖類的風化程度。

2.4 靜力觸探試驗

應用靜力觸探試驗成果可進行力學分層，估算土的塑性狀態或密實度、強度、壓縮性、地基承載力，估算土的變形指標、軟粘土的不排水抗剪強度、砂土的內摩擦角、飽和粘性土的天然重度，選擇樁端持力層，估算單樁承載力、沉樁阻力，檢查填土及其他人工加固地基的密實程度和均勻性，進行液化判別等。濕陷性黃土地基用于查找浸水濕陷的范圍和界線。根據孔壓消散曲線可估算土的固結系數和滲透系數。

2.5 十字板剪切試驗

十字板剪切試驗用于計算各試驗點的不排水抗剪峰值強度、殘余強度、重塑土強度和靈敏度，確定地基承載力、單樁承載力，確定軟土路基臨界高度，計算邊坡穩定，檢驗地基加固改良的效果，判定軟粘性土的固結歷史。

3 結語

目前常用的巖土工程原位測試方法主要有載荷試驗、靜力觸探試驗、圓錐動力觸探試驗、標準貫入試驗、十字板剪切試驗等，可根據不同的地層條件及工程要求選用不同的原位測試方法。

載荷試驗是最直接、最真實確定地基承載力的原位測試方法。甲類建筑、重要的乙類建筑以及處理后的復合地基，應采用載荷試驗確定地基承載力。一般的乙類及丙類建筑，可根據其他原位測試方法及室內土工結合地區經驗綜合確定地基承載力及變形等參數。

圓錐動力觸探、標準貫入試驗設備輕便，操作簡單，適用性強，前人經驗豐富，是巖土工程勘察中最常用的原位測試方法。通常使用這兩種方法并與室內土工試驗成果結合，就能確定出所需的各類參數，滿足勘察任務和精度要求。

在軟土地區進行巖土工程勘察時，適當采用靜力觸探試驗和十字板剪切試驗與鉆探取樣相結合，可大大提高勘察效率，降低勘察成本，豐富取得的參數，起到事半功倍的效果。

參考文獻

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作者簡介：徐宏偉（1968—），男，遼寧遼陽人，遼寧工程勘察設計院高級工程師，研究方向：巖土工程、水文地質及環境地質。

（責任編輯：劉 晶）