靜力觸探在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

十四冶建設(shè)云南勘察設(shè)計有限公司 650031

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，靜力觸探在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用更加廣泛，具有一定的優(yōu)勢，不僅方便快捷、操作簡單，還可以準(zhǔn)確確定土體的工程特性與空間分布，因此值得大力推廣在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用。筆者結(jié)合某小區(qū)工程地質(zhì)勘察實例對靜力觸探的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并就靜力觸探在工程地質(zhì)勘察中的其他應(yīng)用進(jìn)行了介紹，為靜力觸探發(fā)展和應(yīng)用提供一定的參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：靜力觸探；工程；地質(zhì)勘察；應(yīng)用

前言

近年，由于科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)、民用建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來越多的地質(zhì)勘察項目出現(xiàn)在日常工程中。為了可以快速的明確水平以及垂直方向上地層巖性分布情況，測算地基形變特征以及力學(xué)性能，對土石進(jìn)行分類、定名，估算承載能力等，靜力觸探技術(shù)已經(jīng)逐漸被運用到很多領(lǐng)域，并且已經(jīng)取得了明顯的效果。

一、靜力觸探原理及特點

靜力觸探是一種結(jié)合測試和勘探的野外原位勘察技術(shù)，原理就是通過把靜壓力壓入到土中，土層具有一定的阻力，會使得探頭具有相應(yīng)的壓力，具有高強度的土，就會受到更大的壓力。利用探頭傳感器把土層中的阻力變?yōu)殡娪嵦?，然后使用相?yīng)的儀表進(jìn)行測量，主要利用電量變化電阻定律、材料出現(xiàn)彈性形變的虎克定律以及電橋原理[1]。

二、某小區(qū)工程地質(zhì)勘察中靜力觸探的應(yīng)用

（一）用于軟弱黏性土和粉土分布特征的確定

軟土具有孔隙比較大、含水率比較高、強度比較低以及壓縮性比較高的特點。強度低實際上是說Ps值相對比較低，一般來說低于800kPa。靜力觸探技術(shù)具有方便實用、設(shè)備輕便以及探測靈敏性高的特點，是確定軟弱黏性土和粉土分布特征、范圍深度等最有效的方法，可以適當(dāng)利用橫斷面以及縱斷面的方式來檢測軟土層的實際分布情況，已經(jīng)廣泛的運用到小區(qū)建設(shè)工程中。例如，某小區(qū)利用靜力觸探技術(shù)確定小于800kPa的Ps值，初步判斷為軟土，然后采用靜力觸探進(jìn)行加密，適當(dāng)?shù)你@孔進(jìn)行驗證，從中可以看出地下深度0.0-1.5m范圍內(nèi)為松散粉土，采用鉆機不能形成一定形狀的鉆孔巖芯，而利用靜探則可得到相關(guān)指標(biāo)，為設(shè)計提供依據(jù)和保障，上述過程中，靜力觸探具有很大的作用，是確定軟弱黏性土和粉土分布特征的重要方式。

（二）土層劃分

靜力觸探曲線可以直接表明土層的力學(xué)性質(zhì)，可以依據(jù)該曲線來進(jìn)行地層的劃分，在具有一定鉆孔驗證的情況下，可以準(zhǔn)確的進(jìn)行土層的劃分，在0.0～1.5m，當(dāng)曲線具有很大起伏的時候，依據(jù)相關(guān)鉆孔資料，可以判斷為粉土；1.5～2.2m，當(dāng)曲線比較平穩(wěn)，但是貫入阻力突然增加，可以判斷為粉質(zhì)粘土；2.2m之外的曲線出現(xiàn)起伏，為粉土；2.2～4.7m，Ps小于800kPa的時候，為軟弱土層[2]。

（三）基本承載力確定

不同的測試結(jié)果不能充分確定承載能力，需要經(jīng)過特定的公式來確定相關(guān)承載能力。

（四）松軟土分布確定

松軟土實際上就是不能符合軟土標(biāo)準(zhǔn)的具有比較低承載力或者不能符合實際施工規(guī)范，需要進(jìn)行一定處理的土。例如，飽和黃土，具有比較大的含水量的粘性土或者粉土。依據(jù)相關(guān)鐵路工程的規(guī)范，相關(guān)判斷分布的條件：巖性地基土的條件為，細(xì)砂的Ps大于等于5MPa或者是N大于等于10 MPa，粉土Ps是大于3MPa或者[σ]大于等于0.15MPa，粘土、粉質(zhì)粘土Ps大于1.2MPa，黃土的Ps大于3Mpa。（其中Ps為靜力觸探比貫入阻力，[σ]是容許承載力，N是標(biāo)準(zhǔn)的貫入試驗錘擊數(shù)）。依據(jù)上述條件，不能符合規(guī)定的就是松軟土，可以通過Ps值以及種類來判定松軟土，需要依據(jù)靜力觸探的貫入阻力進(jìn)行判斷。經(jīng)過計算可以發(fā)現(xiàn)，在0.0～1.5m范圍內(nèi)小于0.15MPa承載力，就是松軟土。

（五）地基土液化判別

現(xiàn)階段，最常用的方式就是利用標(biāo)準(zhǔn)貫入來判斷基土的液化，實際上使用靜力觸探的方式也可以進(jìn)行判斷，并且更加快捷和方便，尤其是判斷一些軟沼澤和積水的地方，利用靜力觸探具有更好的效果，與標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一樣都能實際反應(yīng)物理性能，此外還有靈敏度高、實驗誤差小的特點[3]。

（六）地下空洞探測

靜力觸探提供的貫入阻力可以很好的表明地層的力學(xué)性能，一旦出現(xiàn)地層空洞的時候，貫入阻力會以出現(xiàn)比較明顯的變?nèi)醪⑶乙恢钡綒w零。如果地下空洞不是很深的時候，上層土主要就是細(xì)粒土，可以利用靜力觸探提供的貫入阻力實際變化來判斷空洞深度和范圍。在某小區(qū)勘察時，會通過一段廢棄的坎兒井，僅僅只能觀測到廢棄的井口，不能判斷深度和范圍，因此使用靜力觸探方式進(jìn)行檢測。在達(dá)到2.4m 的時候，會迅速降低貫入阻力值，在3.4m的時候，會適當(dāng)回升，因此，可以發(fā)現(xiàn)深度在2.4～3.4m的范圍內(nèi)為地下空洞[4]。

三、靜力觸探在工程地質(zhì)勘察中的其他應(yīng)用

（一）測定人防工程與隱蔽物位置

從上世紀(jì)七十年代的時候，逐漸開始修建人防坑道，但由于時間的推移，很多城市在地下都掩埋了井或者古墓等建筑。想要探測出地下空間存在的建筑以及相對位置，對于建筑工程施工具有重要作用，依據(jù)相關(guān)資料，利用靜力觸探技術(shù)能夠準(zhǔn)確、快速的找到地下隱蔽物的位置，為建筑工程施工帶來科學(xué)依據(jù)和保證。

（二）探測出地質(zhì)軟弱帶的分布

甘肅第四系構(gòu)造的運動結(jié)構(gòu)都是比較活躍的，每個時期都具有一定的斷裂遺跡。河西走廊大部分區(qū)域都是處于第四系松散平原上。現(xiàn)階段，雖然這種結(jié)構(gòu)還沒有給建筑工程以及人們的生活帶來影響，但是并不是沒有一定的危險性。一般情況下，在建設(shè)工程的時候，已經(jīng)出現(xiàn)或存在活斷層，提前采取一定的防范措施能夠盡可能的降低經(jīng)濟損失，現(xiàn)階段正在應(yīng)用靜力觸探技術(shù)來探明地層沉降區(qū)域活斷層的分布情況。依據(jù)大量實踐表明，利用靜力觸探技術(shù)在判斷地層沉降區(qū)域活斷層的規(guī)模和走向方面具有很大的作用，是比較有效的方式[5]。

結(jié)束語：

總而言之，靜力觸探已經(jīng)逐漸發(fā)展成為地質(zhì)勘察中比較有效的測試方式，可以利用這種技術(shù)得到相關(guān)地質(zhì)參數(shù)，全面分析和評價地質(zhì)工程的情況。相比較其它勘察方式具有經(jīng)濟、快速、連續(xù)、使用范圍廣以及操作簡單等特點，不同的區(qū)域需要建立不同的探測方式，靜力觸探具有更好的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙偉.淺談靜力觸探在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用[J].地球，2013（8）：132-133.[2] 鄭偉鋒，王明羿，鄭先昌等.靜力觸探在南廣高速鐵路工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用[J].鐵道建筑，2010（4）：82-85.

[3] 朱敏榮.靜力觸探在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（10）：171-171.

[4] 翁洋益.原位測試手段在工程地質(zhì)勘察中的綜合應(yīng)用[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（8）：271-271.

[5] 歐陽正平，秦松柏，程天舜等.靜力觸探技術(shù)在宿遷市棗林醫(yī)院工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用[J].安全與環(huán)境工程，2010，14（3）：108-110.

[6] 楊成利，馮利.淺析靜力觸探在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2013（11）：178-179.

作者簡介：

蔡芳春1994年畢業(yè)于昆明地質(zhì)學(xué)校，從事地質(zhì)工作21年。李志軍1993年畢業(yè)于昆明地質(zhì)學(xué)校，從事地質(zhì)工作22年。