静力触探在岩土工程勘察中的应用

刘会强

广东省有色金属地质局水文地质队 广东省 广州市 510800

摘要：随着越来越多超高层建筑的出现，建筑基础在建筑领域变得愈发重要。相应的基础地质勘察技术也在不断地发展，如静力触探技术在岩土勘察工程中就占据了十分明显的作用。静力触探主要通过静力来给具体的探头施加压力，从而测出探头的阻力并进一步测定土质的应力特点。从某种意义上讲，其同时具有勘探和测试的作用。另外，静力触探技术主要在单桩承载力及砂土液化等方面的判断具有较为突出的效果。本文主要针对静力触探的原理、特点以及具体运用等方面进行分析和论述。

关键词：静力触探；岩土勘察；土层划分

前言

静力触探无疑在国内的工程建设中具有十分重要的作用和意义。由于其自身存在的优势让其被大量地推广和应用。这在一定程度上促进了静力触探技术的成熟运用和发展。但与此同时静力触探技术也不可避免的存在一些问题，例如其实施过程中主要是以电信号为传递介质，这在一定程度上具有局限性和模糊性。面对复杂的土层信息时难以保证精确性，需要在具体的运用中综合相应的积极因素要促进该技术的科学性和客观性。因此，具体研究分析静力触探技术在岩土勘察中的应用具有现实意义。

一、静力触探技术概述

1.1定义

静力触探是在原位测试中利用带有传感器的触探探头通过静力作用压入土中。在这个过程中不会对相应的土层结构及应力效果等信息造成损坏，具体是通过探头自带的传感器感应到入土时的侧壁摩擦力和下沉阻力并将其转化为相应的电信号，在通过具体的电信号来研究和分析土层的应力学特点，进而掌握相应的岩土地质信息，实现勘察。

1.2特点

静力触探技术的特点具有优缺点明确的特点，具体表现为：（1）优点体现在静力触探技术保证了勘察地质数据时的连续性，可以对土层的状态进行明确的揭示。这对桩基设计及施工组织设计具有十分重要的借鉴价值。另外，与传统的取样手段相比较，静力触探技术不会对土层应力状态、含水量、土质密度和强度等信息造成太大影响，很大程度上可以确保勘测数据的真实性。除此之外，静力触探技术的优点还有易于实施、检测周期短、施工安全以及在计算机严格分析数据下的高度精确性等；（2）缺点主要是源于原位测试中很难实现对土层的具体观测，要想完成全方位的数据收集和分析则需要通过钻探取样的手段实现。而一旦涉及的测试深度大于80米时会导致数据的精确性一定程度上的下降，不适用于密实的砂层、砾石、碎石土层勘察。

1.3工作原理

在实际的勘察过程中因为岩土层每一层土质的力学应力均有差异，因此，当探头通过静力作用压入土中时面对不同的土层受到的阻力会有不同。简单举例如遇到软土时受到的阻力变小，而遇到硬土质自然受到的阻力就会变大。通过这一点便能反映出相应的土体的强度情况。具体的贯入阻力实时变化情况会通过探头自带的传感器转化为相应的电信号，从而再利用计算机进行记录和分析。最终通过具体的贯入阻力与土体强度之间的关系得出岩土地质的性能指标，进而可实现对土层的具体划分和对基础地基的科学评价，为相应的建筑工程提供有利的设计参数和依据。

二、静力触探技术在岩土勘察中的具体应用

2.1土层信息的确定

如今的地壳形成是一个漫长的过程，在经过一系列地壳运动后不同层级的土层地质相应都存在一定的差异性。具体会表现在土的密度、强度、含水量、形态等方面的差异。而静力触探技术可以通过自带传感器的探头深入岩土勘察并结合计算机技术对具体的土层进行划分。从而成功区分开软土层、硬土层、砂石和碎石类土层等，同时对土层的其他要素信息进行分析和处理。具体而言，通过贯入阻力的分析可反映出地基土的强度与变形性质。根据阻力的大小与曲线之间的关系科学分层。例如：贯入阻力较大而摩擦阻力较小，同时超孔隙水压力小，曲线变化呈现出快速的锯齿状则通常为砂土。在具体的勘探过程中，当探头进入到新的土层时会因为上下两层受力的不同而导致相应的数据发生明显变化，这时可以利用探头的贯入深度和阻力曲线综合绘制出相应的力学图形，并结合相应的工程资料与技术资料明确土层信息，进一步提高勘探精度。

2.2地基承载力的确定

在地基承载力的确定上应该参考《建筑地基基础设计规范》以及《铁路工程地质原位测试规程》中的相关标准和计算方法，有效促进地基承载力确定的科学性和全面性。当前建筑工程行业在确定地基承载力上普遍使用综合分析与对比的方法。即利用静力触探技术实施相应的荷载试验，并将得到的相关数据和具体的建筑设计标准做综合对比分析，进而得到地基承载力的具体数据。

2.3桩基参数的确定

静力触探技术大体上的实施步骤为利用带传感器的探头在静力作用下沉入土体，继而将相关的阻力信息变化通过传感器传输回来，实现对岩土的勘察。桩基的工作原理于此具有共性，因此，相应的静力触探技术在很大程度上可以为桩基设计施工参数的确定提供具体的参考资料，例如单桩承载力的估算和桩基持力层选择等。

2.4土体变形指标的确定

对于土体变形指标的确定主要可借助静力触探技术获取岩土相应的贯入阻力、摩擦阻力等数据和信息，再结合具体的建筑规范和手册确定土体的具体压缩数据与变形数据，继而实现土体变形指标的确定。在这一过程中需要特别注意的点在于，这仅是对岩土土层沉降的大概计算。想要得到高度精确的土体变形资料必须通过取样和实验来实现。这在一定程度上体现出了静力触探技术在应用中的局限性，需要在实际岩土勘察中全面研究分析和处理，来保证其勘察成果的可靠性。

三、静力触探技术在岩土勘察中的要点

静力触探本身具备一定的独特属性，其在较为饱和的砂土场地、地层变化复杂的场地及软粘土层等的勘察中具有不可替代的作用。但是，在具体的应用过程中静力触探技术很难实现对岩土的直接观测和识别，尤其在面对一些难以贯入的土层时需要相应的钻探技术作为辅助来完成勘察。另外，在实际的岩土勘察中，因为不同地域内的岩土层由于形成原因及相关因素存在较大差别，导致很难制定统一的勘察标准为施工人员提供参考。因此，在实际的勘察施工中需要相应的施工人员对不同地区的岩土力学特征科学的结合在一起。从而实现因地制宜的勘察，有效建立起适用当地的勘察标准体系，进而促进复杂土质情形下勘察结果的科学性和精确性。

四、结束语

综上所述，在工程建筑领域广泛应用了静力触探技术，其在原位测试中所探测、感应和收集到的信息能够对岩土的基本信息如结构、应力特征等进行较为准确的描述和反映，切实优化了岩土工程的勘察工作，一定程度上精简了勘探施工的程序。从而让勘察更加科学和高效，也让勘察成果更具精确性。目前的国内静力触探技术已得到较为全面的发展，加之对国内外理论、技术、经验的借鉴，静力触探技术定能为我国的勘察工程作出重要贡献。

参考文献

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