靜力觸探技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

顧平，張程程，曹風(fēng)旭

（江蘇省工程勘測(cè)研究院有限責(zé)任公司，江蘇揚(yáng)州225000）

1 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科技水平的迅速發(fā)展，對(duì)巖土工程勘探工作的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的勘探方式已經(jīng)不適用于當(dāng)前時(shí)代的發(fā)展要求，只有加強(qiáng)對(duì)各類(lèi)信息技術(shù)的有效應(yīng)用，才能進(jìn)一步提高工程地質(zhì)勘察工作的效率及質(zhì)量。靜力觸探技術(shù)是近幾年被廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察工作中的技術(shù)之一，對(duì)地質(zhì)勘察工作的精確度及專(zhuān)業(yè)性的提升都有較高的幫助作用。因此，本文將分析該技術(shù)在工程地質(zhì)勘察工作中的具體應(yīng)用情況，希望能為日后地質(zhì)勘察工作的順利開(kāi)展有所幫助。

2 靜力觸探技術(shù)工作原理及特點(diǎn)

靜力觸探技術(shù)主要是采用靜力探頭進(jìn)入土層在，其鉆進(jìn)的過(guò)程中了解各土層的性質(zhì)。原理為：根據(jù)巖層、土層物理學(xué)性質(zhì)不同，探頭進(jìn)入土層所產(chǎn)生的阻力也會(huì)不同，而阻力能夠反映土體的強(qiáng)度，探頭中的阻力傳感器能夠準(zhǔn)確地記錄鉆頭穿過(guò)土層時(shí)受到的阻力，并將其轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)傳送至計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為巖土工程勘察提供數(shù)據(jù)。相較于傳統(tǒng)的勘探方法，該技術(shù)優(yōu)勢(shì)較為明顯。傳統(tǒng)的技術(shù)會(huì)破壞土層的含水層，使土層的應(yīng)力發(fā)生一定的變化，導(dǎo)致得到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，而且也會(huì)影響土層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尤其體現(xiàn)在飽和砂土和粉土等土層中，而靜力觸探技術(shù)可以避免破壞土層，并且得到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較高，并且該技術(shù)的工作量非常小，可以縮短工作周期。另外，通過(guò)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，能夠提高數(shù)據(jù)的處理效率，進(jìn)一步彌補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)的局限。

3 靜力觸探技術(shù)在巖土勘探中的具體應(yīng)用

本文主要從以下幾個(gè)方面對(duì)靜力觸探技術(shù)在巖土勘探中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述：確定土層剖面和土層的類(lèi)別、地層劃分、巖土變形方面、預(yù)測(cè)單樁豎向承載力以及預(yù)測(cè)人防工程。

3.1 確定土層剖面和土層的類(lèi)別

由于自然環(huán)境等因素的影響，不同土層的密度和形態(tài)都會(huì)存在一定的差異。傳統(tǒng)的勘探技術(shù)在巖土勘察工作中，不能針對(duì)土層的差異采取不同的措施提高巖土勘察工作的質(zhì)量與效率，而通過(guò)靜力觸探技術(shù)，可以對(duì)土層進(jìn)行科學(xué)有效的分層，這樣在此基礎(chǔ)上相關(guān)工作人員就可以根據(jù)該技術(shù)所反饋的信息及數(shù)據(jù)支持，對(duì)日后的相應(yīng)工作對(duì)于整個(gè)工作合理的進(jìn)行。

3.2 地層劃分

靜力觸探技術(shù)能夠利用貫入阻力分析土層的可塑性和強(qiáng)度，從而對(duì)土體進(jìn)行分層。應(yīng)用靜力觸探技術(shù)時(shí)，可以依照獲得的數(shù)據(jù)繪制力學(xué)剖面圖，并根據(jù)圖中曲線的特點(diǎn)對(duì)土層進(jìn)行分層。需要注意的是，在我國(guó)的工程地質(zhì)勘察工作中，不同地區(qū)的沉積環(huán)境、場(chǎng)地環(huán)境之間的區(qū)別會(huì)造成地層性質(zhì)的不同，導(dǎo)致側(cè)壁摩阻力和錐尖阻力上會(huì)有較大的差別，因此，勘察人員更需要注重這2 個(gè)數(shù)據(jù)，并以此為根據(jù)完成地層劃分[1]。

3.3 巖土變形方面

在巖土勘察過(guò)程中，需要確定各土層的抗變形性能，而對(duì)巖土變形指標(biāo)的分析少不了對(duì)其穿透阻力值的研究，靜力觸探技術(shù)能夠通過(guò)設(shè)備穿透土層, 直接獲得穿透土層過(guò)程中的阻力數(shù)值及相關(guān)的土層數(shù)據(jù)信息, 再根據(jù)國(guó)家的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)確定土層的壓縮模量等, 最終確定所測(cè)土層的變形指數(shù)。但是，該探測(cè)技術(shù)只能大體概測(cè)得土層的沉降變形程度, 無(wú)法進(jìn)行精確測(cè)量，并且只適用于土層沉降變形測(cè)量中，而且對(duì)技術(shù)要求較高，要使該技術(shù)發(fā)揮更大的價(jià)值，還要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究[2]。

3.4 預(yù)測(cè)單樁豎向承載力

在高層建筑中，樁基礎(chǔ)的應(yīng)用非常廣泛。在樁基施工中，常見(jiàn)的樁載試驗(yàn)方式包含：低應(yīng)變檢測(cè)、高應(yīng)變檢測(cè)以及鉆孔取芯法等,但是近些年以來(lái),靜力觸探技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為樁載試驗(yàn)當(dāng)中的新方式, 它可以在現(xiàn)場(chǎng)完成對(duì)單樁豎向承載力的試驗(yàn)工作,使用靜力觸探技術(shù)可以非常準(zhǔn)確地測(cè)出軟地基下面各個(gè)巖層巖性的相關(guān)錐尖阻力以及側(cè)壁摩阻力,最終根據(jù)單橋探頭實(shí)測(cè)比貫入阻力以及相應(yīng)的雙橋頭實(shí)測(cè)成果,再結(jié)合單樁豎向承載力的具體估算公式算出單樁豎向的具體承載力。

3.5 預(yù)測(cè)人防工程

由于歷史原因，我國(guó)一些區(qū)域的地下有很多人防工程，但是，當(dāng)時(shí)沒(méi)有對(duì)各個(gè)地區(qū)的地道數(shù)量以及路線與規(guī)模等都沒(méi)有進(jìn)行比較清晰的記錄, 并且近年出現(xiàn)了非常多的地道口被生活垃圾等掩埋或者破壞的現(xiàn)象，為開(kāi)展工程建設(shè)埋下了非常大的隱患，因此，在開(kāi)展工程建設(shè)之前對(duì)這些既有建筑或結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)非常重要。通過(guò)靜力觸探技術(shù)的原理可知,當(dāng)應(yīng)用經(jīng)理觸探技術(shù)進(jìn)行探測(cè)的過(guò)程中，如果探頭遭受到土層的阻力，會(huì)通過(guò)傳感器顯示出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，如果在工作的過(guò)程中，靜力觸探的觸探頭沒(méi)有受到任何的阻力，那么靜力觸探器的顯示器就會(huì)顯示所受阻力為0，并且靜力觸探的曲線為直線狀態(tài)。因此，采用靜力觸探技術(shù)可以非常有效地對(duì)地下是否存在空洞的問(wèn)題進(jìn)行很好的勘測(cè)，為工程的建設(shè)除去了非常大的隱患。

4 進(jìn)一步推動(dòng)該技術(shù)應(yīng)用的措施

目前，該技術(shù)在我國(guó)仍處于發(fā)展階段，因此，在日后的工作中，要重視該技術(shù)在其他國(guó)家的應(yīng)用，學(xué)習(xí)他們的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，并且結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，不斷促進(jìn)該技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用，并且隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展及信息化水平的不斷提高，還要加大對(duì)該施工技術(shù)的創(chuàng)新力度。通過(guò)對(duì)當(dāng)前信息化技術(shù)的應(yīng)用，提升工程地質(zhì)勘察的技術(shù)水平與質(zhì)量。最后，要注重與一些科研院校和相關(guān)高校的交流與合作，為該技術(shù)的發(fā)展提供人力資源。通過(guò)人力資源的開(kāi)發(fā)，為工程建設(shè)提供更加強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，從而有效提升該技術(shù)的應(yīng)用水平[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在工程勘察中，靜力觸探試驗(yàn)具有較高的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，并且工作效率較高，是目前廣泛采用的勘察方法。尤其在地質(zhì)條件復(fù)雜的勘察項(xiàng)目中，靜力觸探能夠客觀、準(zhǔn)確、高效地量測(cè)地質(zhì)數(shù)據(jù),為工程勘察提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，從而提高巖土工程項(xiàng)目建設(shè)的整體水平。希望上述有關(guān)靜力觸探技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用的分析，能夠?yàn)槿蘸笙嚓P(guān)工程的順利進(jìn)行提供幫助。