巖土原位測試及現場監測技術要點研究

梁峰

摘 要：隨著技術的發展，在各種各樣的環境下都有人類活動的痕跡，為了更好地改善人類的生活，建筑工程的發展必不可少，而為了適應各種建筑工程的需要，巖土測試技術需要不斷地發展。對此，本文從巖土原位測試概述與特點、巖土原位測試的主要技術分析等多方面對巖土原位測試及現場監測技術要點進行了深入的分析研究。

關鍵詞：巖土測試技術;巖土原位測試;現場監測技術

引 言

近年來，在一些發達的國家已經形成了完善的巖土測試市場，他們有專業的測試團隊，可以為社會各部門提供科學合理的技術服務，摒棄分工清楚，效率極高。我國的巖土測試技術是建國初期在蘇聯的指導下形成的，我國的測試技術雖沒有發達國家那樣完善，但是近幾年的發展速度也突飛猛進，為適應市場的需求，我國的巖土測試行業還有很大的發展空間，本文重點介紹了原位測試技術。

1、巖土原位測試概述與特點

巖土的原位測試廣義上分為原位檢測和原位試驗兩部分，該檢測方法的重點體現在原位上也就是被測物體的狀態，在測定巖土時要保證被測對象的原有狀態，盡量不擾動物體原有的狀態通過測試的手法確定巖土的物理性質，然后對要監測的對象的狀態和性能進行判定。這種測試手法主要用于建筑工程的巖土勘察和地基處理，其是相對于傳統的建筑工程現場取樣然后送到專業的實驗室進行判定而言的。傳統的現場取樣法一方面不利于保證巖土原有的狀態，另一方面由于測試環境的變換導致一些精準度的下降，而原位測試在原有的環境下進行檢測和實驗，避免了以上兩方面的問題，能夠更好地提高測驗結果的精準度。具體來說，原位檢測的優勢在于：第一，其測驗的場所就是建筑工程的施工現場，減少了取樣的環節，也降低了傳統的檢測方法中因取樣造成的原有的物理性質及化學性質的改變造成的結果的誤差，另外也降低了取樣的成本和難度，對于一些特殊的取樣環境例如河底湖底的淤泥層或者是砂質環境的砂層的取樣就是一個耗時耗力的取樣過程，原位檢測的出現很好的解決了這些問題;第二，原位檢測技術在施工現場進行檢測，能夠很好地結合周圍的自然環境的地質地貌，巖層結構等，避免了盲人摸象，以偏概全的結論的出現，同時可在施工的現場能進行較好的進行宏觀分析;第三，原位檢測的方法能更為全面地監測巖土層的剖面性狀;第四，隨著原位檢測技術的發展，現代的原位檢測方法具有經濟成本低，操作流程簡單、快速等特點。

2、巖土原位測試的主要技術分析

2、1地基靜荷載原位測試。靜力載荷原位測試是一種模擬承載能力的測試，可在要施工的地面上直接的模擬要施工的建筑物的重量。同時，可在模擬建筑物對地面的壓力時，觀察地基在壓力作用下的變形情況和強度變化的過程。而地基靜力載荷的原位測試方法也是在施工現場進行試驗和測試的，其優點是沒有對要施工的地基產生影響，而且也不會因為采集運輸等環節而對樣本產生影響，因而其結果也相當的可靠，為建筑施工提供了精準的測試范例。除此之外，也可以通過測試來推斷出建筑物日后可能產生的沉降量。但是靜力載荷原位測試也有一定的不足之處，因此不利于這種原位測試方法的普及和推廣：首先，靜力載荷的整個測試過程周期較長，用時較久;另一方面，其經濟成本較高，不利于工程的整體效益提高;另外，其在實驗過程中主要使用加荷系統來監測承載力的強弱，利用反力系統和承壓板來模擬對地基施加的壓力，承壓板要求有一定的抗壓能力，不能變形，因為如果承壓板承擔了一定的承載力，那么就會減少了低級的承載力，不利于測試結果的準確性。對此，在要測試的地段進行準備工作時，首先要在承壓板周圍預留一定的原土層，在增加載荷一半時，先按取出的原土重量增強，然后再增加重量時，要根據原土的類型分情況進行加載。在不同的重量加載的情況下，要用到觀測系統來對地基的變化情況進行記錄，即在開始增加負荷過程中是每隔十分鐘記錄一次結果，再次增加負荷后每隔十五分鐘觀測一次并實時記錄，自此以后，每次再增加負荷后就間隔三十分鐘進行記錄。而在地基出現縫隙或者是隆起時，就要停止進行負荷的加載，因為此時的地基承載力已經達到上限。另外，沉降率變為常數，沉降率遲遲不能穩定的狀態下又或者是沉降的距離超過了承壓板的高的0.006倍的時候，我們都可認為地基的負荷能力已經達到極限。

2、2靜力觸探原位測試。靜力觸探就是在幾乎沒有外力的影響下，將一個具有傳感性的探頭均勻的壓入地基土中，由于地基土的組成物質不同，導致探頭在壓入即圖中所受到的阻力也不同，這時探頭記錄下接觸到的力度再將數據傳輸到傳感器中記錄下來。目前，靜力觸探的應用最為廣泛，因為這種觸探記錄的數據精準度高，而且具有連貫性，在探測的同時還有測試的作用。在某些特殊的地基土中例如粘土，粉砂土由于取樣的困難性導致工作難以進行，而靜力觸探能夠很好地解決這些問題，摒棄減少了由于取樣對地基土的破壞作用。但是觸探技術也有其受限的方面，例如不能直觀的看到地基圖的類型，只能大概了解其硬度，而且觸探技術受其設備的限制導致其觀測的深度較淺，并且在有砂石礫石的地基土中并不適用，這樣的缺陷限制了其適用范圍。

2、3聲波測試技術。地基靜荷載原位測試和靜力觸探原位測試等原位測試雖然能滿足基礎建筑對地基的要求，但是在一些特殊的巖土測試中這些測試方法均不適用，例如在鐵路干線的路基的測試一般的原味測試就不能滿足其特殊的要求。為實現我國鐵路的安全監測，需要對鐵路的路基進行實時的測試，而一般的巖土監測方法不能滿足已有的鐵路路基的檢查工作。為解決這一問題，我國的鐵道領域學者提出了一種新的檢測方法即聲波測試法，聲波測試法是通過對鐵道一側的激發源的敲擊，而由鐵路另一側的傳感器對敲擊的聲波進行接收，然后通過對傳播的聲波的監測來實現對鐵路路基的測試，聲波測試的優點明顯，操作簡便，工作量小，有其不可替代的作用。

2、4膨脹土原位膨脹力測試。膨脹土是一種特殊的地基土，在有水的環境下會膨脹，但是在缺水狀態下又會收縮，膨脹土的這種特性對在其上進行建設的工程有很大的影響，因此為了保證工程的安全性需要做好對膨脹土的測試工作。傳統的地基測試常常是原地采樣然后帶回實驗室進行測試，但是這種室內測試一般不能很好的反映膨脹土的實際情況，因此對膨脹土的原位測試顯得尤其重要，一般的膨脹土的原位測試都采用加壓膨脹法。

3、土工原位測試發展建議與展望

隨著各種各樣的工程的實施對沿途的測試有了越來越多的需求，而應用傳統的采樣測試法，一方面工程量巨大，另一方面由于在對樣本的運輸過程中會改變樣本的準確性，而且室內的實驗不能很好地反映現場的地質環境。原位測試能很好地避免這些問題因此原位測試顯得尤為重要。隨著巖土工程的發展，原位測試將有很大的發展空間。由于市場需求對傳統的巖土測試的巨大沖擊，拓展原位測試技術已經成為一種必然的趨勢。

結 語

原位測試的應用能更好的適應各種工程的需求，改變了傳統的巖土測試的單一的形式，很大程度上提高了測試的精準性，而且針對不同的施工需要采用不同的原位測試的方法，能更好的保證工程的安全性和后期對安全性的監測，是對傳統的巖土測試的一種補充和發展，巖土原位測試及現場監測技術是市場需求帶來的必然結果

參考文獻

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