巖土工程測試與檢測技術的應用

黃 立

(湖南省地質礦產勘查開發局四○二隊，湖南 長沙 410000)

巖土工程的測試與檢測是巖土工程勘察中非常重要的一環，使工程師們在理論和實踐上更好地認識巖土地基的各項性質。依據監測結果，利用反演分析的方法，計算出使理論分析與實際測試基本一致的工程參數。本文以某道路工程巖土工程勘察項目為例，介紹幾種重要的巖土工程測試與檢測技術。

1 場地巖土工程條件

1.1 場地位置及地形地貌

擬建場地整體走向北東至南西，原始地貌單元屬剝蝕殘丘與丘間洼地，后局部經人工改造，地形起伏較大，勘察期間測得鉆孔孔口標高為60.886～88.214 m。

1.2 地層巖性

據鉆探揭露，場地地層自上而下依次由人工填土(Qml)①、第四系淤積層(Qh)淤泥質粉質黏土②、沖積層(Qal)粉質黏土③、坡殘積層Qdl+el)粉質黏土④、元古界板

巖等組成。元古界板巖又分為全風化板巖⑤、強風化板巖⑥、中風化板巖⑦。

2 巖土工程測試與檢測技術應用

2.1 室內土工試驗

土工試驗常用方法有觀察判別試驗、化學性質試驗、物理性質實驗和力學性質實驗等。該次巖土工程測試在鉆孔內采取原狀土試樣6件，進行常規物理力學性質實驗。據室內土工試驗結果，人工填圖①的物理力學性質統計見表1。

2.2 巖體力學試驗

為了充分研究場地內巖體的物理力學性質，該次巖土工程測試在中風化板巖中采取了6組共18塊試樣，按照國家標準進行了室內巖體物理力學性能試驗。根據試驗結果，場地內巖石試驗指標統計見表2。

表1 人工填土物理力學性質指標

表2 巖石試驗指標

2.3 原位測試技術

原位測試技術主要是檢測巖土的物理及化學性質，從而評定巖土的工程性能和狀態，是目前最常用的一種測定技術。在地質、結構與荷載條件較為復雜，在室內也難模擬現場地層條件和荷載，則可由原位實驗進行設計提供。原位測試的優勢表現為測試研究的巖體較大，可減少地質破壞、保持土體應力，提高工作效率，但同時也存在對巖土的工程特性要求較高、實驗結果受地質或環境影響較大、需利用統計方法進行分析等缺陷。

2.3.1 標準貫入試驗

標準貫入試驗：采用自動脫鉤的自由落錘法進行錘擊，保持貫入器、探桿、導向桿連接后的垂直度，錘擊速率控制在30擊/分鐘，當貫入器打入土中15 cm后，開始記錄每打入10 cm的錘擊數，累計打入30 cm的錘擊數為標準貫入試驗錘擊數N。根據N值，評價黏性土、風化巖的物理狀態、強度，變形參數、地基承載力、單樁承載力以及成樁的可能性等。

巖土工程勘察中通常通過原位測試來獲得巖土體實際參數。為了評價場地內各土層的物理力學性質，本次道路勘察在淤泥質粉質黏土②、粉質黏土③、粉質黏土④、全風化板巖⑤、強風化板巖⑥中共進行了42次標準貫入試驗。場地地層的標準貫入試驗結果統計見表3。

表3 標準貫入試驗實測錘擊數N(擊)結果統計表

2.3.2 重型圓錐動力觸探試驗

采用自動落錘裝置，連續錘擊貫入，觸探桿偏斜度控制在2%之內，錘擊速率為15～30擊/分鐘，記錄每貫入10 cm的錘擊數N63.5。根據其試驗指標評定人工填土的均勻性和物理性質，進行力學分層，確定其地基承載力及樁基計算等有關參數。

為了評價場地內人工填土①的均勻性及密實度，本次勘察共進行了3.90 m/6孔重型圓錐動力觸探試驗。場地內人工填土①的重型圓錐動力觸探試驗錘擊數N63.5統計見表4。

表4 重型圓錐動力觸探試驗錘擊數N63.5統計表

3 結語

巖土工程測試與檢測工作是各項工程建設開展的重要基礎，為了確保工程施工方案的科學性和合理性，人們必須重視巖土工程的檢測工作。隨著巖土工程和科學技術的不斷發展，既給巖土工程檢測提高了要求，也給巖土檢測帶來了方便。優化檢測方法，不斷提高巖土工程測試及檢測技術的研究，既為工程建設提供重要的基礎保障，又具有理論上的學術價值。