靜力觸探測(cè)試數(shù)據(jù)案例分析

■黃治燦 金明明 孫晉成

（蘇州中巖勘察有限公司 江蘇蘇州 215168）

靜力觸探測(cè)試數(shù)據(jù)案例分析

■黃治燦 金明明 孫晉成

（蘇州中巖勘察有限公司 江蘇蘇州 215168）

根據(jù)實(shí)際工程中獲取的多組靜力觸探測(cè)試數(shù)據(jù)和鉆探取土孔數(shù)據(jù)，采用初步判別、對(duì)比驗(yàn)證和數(shù)據(jù)分析等方法，反演勘探過(guò)程中數(shù)據(jù)異常可能原因，建議多種勘察方法綜合應(yīng)用、進(jìn)行數(shù)據(jù)及時(shí)處理的重要性和控制勘察過(guò)程是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

靜力觸探孔斜勘察方法探桿異常數(shù)據(jù)

1 前言

靜力觸探是用靜力將探頭以一定的速率壓入土中，利用探頭內(nèi)的力傳感器，通過(guò)電子量測(cè)器將探頭受到的貫入阻力記錄下來(lái)。隨著我國(guó)勘察技術(shù)的發(fā)展，靜力觸探作為軟土地區(qū)工程勘察中重要的勘察方法和測(cè)試手段，積累了較多的測(cè)試數(shù)據(jù)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，由于其具有施工方便、速度快、獲取的測(cè)試曲線直觀、應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)，在軟土地區(qū)，靜力觸探測(cè)試孔占據(jù)的數(shù)量較大，應(yīng)用廣泛。但因出現(xiàn)一些與實(shí)際地層不符合的測(cè)試結(jié)果，導(dǎo)致誤判數(shù)據(jù)的也不少。為此，本文對(duì)實(shí)際靜力觸探數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采集部分異常樣本，根據(jù)在本地區(qū)的多年勘察經(jīng)驗(yàn)，提出靜力觸探測(cè)試結(jié)果正確與否的判斷方法。

2 工程案例

本次勘察采用2臺(tái)雙橋靜力觸探設(shè)備（編號(hào)為A和B），施工前已核查探頭率定系數(shù)，但未逐桿檢查探桿垂直度，其中B設(shè)備為新購(gòu)入設(shè)備。在勘察施工過(guò)程中，A設(shè)備揭露的地層深度和厚度與其它設(shè)備區(qū)別很大，出現(xiàn)鉆進(jìn)困難，壓力表數(shù)值增幅大，起錨等其它設(shè)備未發(fā)生的現(xiàn)象。測(cè)試結(jié)果如圖1：

圖1 A、B設(shè)備獲取的C203孔靜力觸探曲線

3 工程數(shù)據(jù)分析和判別

（1）初步判別：本地區(qū)屬于太湖水網(wǎng)平原地貌，地層層序較清晰，除受古河道和暗塘、浜切割外，地層分布平穩(wěn)。根據(jù)A設(shè)備獲得的靜力觸探資料與其他資料及本地區(qū)資料對(duì)比，揭露的⑥~⑧層土層頂埋深異常，⑦層土層厚明顯增大，錐尖數(shù)據(jù)明顯偏小，該設(shè)備在施工過(guò)程中自孔深40m左右出現(xiàn)進(jìn)尺困難，45m左右液壓表數(shù)值出現(xiàn)增幅較大現(xiàn)象，同時(shí)地錨無(wú)法滿足施工要求，初步判定該設(shè)備可能存在問(wèn)題，但不排除地層異常情況，需進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。從多數(shù)勘探孔揭露的場(chǎng)地地層情況，C203(A)和C214(A)孔揭露的⑦、⑧層土變化最為突出，選為本次對(duì)比驗(yàn)證和分析的典型土層。經(jīng)核實(shí)，確定探頭和液壓設(shè)備屬于正常。

（2）對(duì)比驗(yàn)證：選用B設(shè)備距離C203（A）孔1.5m進(jìn)行曲線對(duì)比試驗(yàn)，采用C鉆探設(shè)備在距離C203（A）孔5米處進(jìn)行鉆探取土施工驗(yàn)證，A和B靜探設(shè)備獲取的靜力觸探數(shù)據(jù)如圖一，A、B、C設(shè)備揭露地層分布情況如圖三（圖中單位為m），孔號(hào)分別命名為C203(A)，C203(B)，C203(C)，C214(A)，C214(B)。根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)做如下分析：

a)地層分布情況：各孔位于17.70m以上的①~④層土頂?shù)装迓裆钭兓淮螅植季鶆?。C203（B）、C214(B)和C203(C)揭露的地層分布基本一致，根據(jù)C203(C)孔采取的土樣分析和本場(chǎng)地其余孔地層分布情況，此三孔獲取的數(shù)據(jù)屬于正常數(shù)據(jù)。但C203(A)與C203(B)孔間隔1.5m，⑧層土層頂高差達(dá)6.18m，C214(A)與C214(B)孔間隔2.0m，⑧層土層頂高差大于6.37m，變化幅度異常。

b)靜力觸探數(shù)據(jù)情況：靜探數(shù)據(jù)顯示 C203(A)錐尖阻力平均值qc= 0.711MPa，C203(B)錐尖阻力平均值qc=1.484MPa，2臺(tái)設(shè)備獲取的錐尖阻力平均值相差2倍以上，側(cè)壁摩阻力fs變化不明顯。

c)探孔垂直度情況：選定C203(B)孔、C214(B)孔揭露的厚度為垂直厚度a（垂直邊），選定C203(A)孔、C214(A)孔揭露的厚度為模擬厚度c（傾斜邊）?，F(xiàn)按直角三角形模型cosα=a/c（α為傾斜角度），粗略推算⑤~⑦層土中可能出現(xiàn)的探桿傾斜角度α如表1。

根據(jù)推算結(jié)果，在⑦層深厚軟弱土層中，α在50°左右，探桿可能出現(xiàn)明顯彎曲，探頭近乎水平向刺入⑦和⑧層土中，使得⑦層土的錐尖測(cè)試數(shù)據(jù)明顯偏小，探桿進(jìn)尺難度反而增大，出現(xiàn)液壓值異常增大現(xiàn)象。當(dāng)進(jìn)入密實(shí)的⑧層粉砂后，因砂土強(qiáng)度明顯增

表1 探桿傾斜角度模擬計(jì)算

圖2 A、B、C設(shè)備揭露地層分布情況

大和探桿彎曲程度較大，探桿幾乎無(wú)法進(jìn)尺，強(qiáng)行施壓時(shí)，地錨出現(xiàn)起拔現(xiàn)象，偶爾有極小幅度的進(jìn)尺和回彈現(xiàn)象。經(jīng)施工人員核查探桿后，在第20m處的探桿為舊探桿，接口處稍有歪扭現(xiàn)象，導(dǎo)致該接頭位置未能與其它探桿同心，可能是造成本次問(wèn)題孔的主要原因。

（3）綜合判別：根據(jù)上述分析和對(duì)比，判定C203(A)孔，C214(A)孔揭露的⑤~⑧層土與本地區(qū)地層和本場(chǎng)地其他孔揭露的地層分布有異常，孔傾斜現(xiàn)象可能性極大，同時(shí)進(jìn)入⑦、⑧層土后反應(yīng)在地表的施工難度現(xiàn)象也與推測(cè)結(jié)果一致。因孔深較大，發(fā)生孔斜現(xiàn)象的土層厚度大，揭露的地層明顯異常，在靜力觸探試驗(yàn)中一般不量測(cè)詳細(xì)的孔斜角度，無(wú)法按照《靜力觸探技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》CECS04：88的要求進(jìn)行修正，應(yīng)作為錯(cuò)誤資料予以廢棄。

4 結(jié)論

在勘察過(guò)程中，靜力觸探進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)核查探桿的彎曲程度和探頭的率定系數(shù)，施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的場(chǎng)地平整。對(duì)已獲取的靜力觸探數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)整理，與本地區(qū)巖土工程條件進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)采用多種勘察方法進(jìn)行相互對(duì)比和驗(yàn)證，能更快的確定和發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，選取發(fā)生明顯異常的地層和本地區(qū)標(biāo)志性地層作為主要研究對(duì)象，能較好的探索異常數(shù)據(jù)的規(guī)律。對(duì)于可能出現(xiàn)孔斜現(xiàn)象的勘探孔，可采用模擬的方法進(jìn)行粗略推算傾斜角度，反演可能出現(xiàn)的地面施工狀況，確定異?？椎目赡茉蚝屠脙r(jià)值。

[1]建設(shè)部綜合勘察研究院，同濟(jì)大學(xué).《靜力觸探技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 （CECS 04：88） [S].北京：中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)，1988.

[2]工程地質(zhì)手冊(cè)編寫委員會(huì).《工程地質(zhì)手冊(cè)》 （第四版） [M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[3]黃治燦，王照光，溫思哲.某工程軟土地基中樁基礎(chǔ)單樁豎向極限承載力影響因素淺析 [J].巖土工程界，2009(6):29-31.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-204-2

黃治燦（1980～），男，2005年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，本科，學(xué)士學(xué)位，工程師，研究方向?yàn)閹r土工程勘察。