摘要：随着社会经济的不断发展，以及城镇化建设的深入推进，我国的建设工程规模不断扩大，这在为建设企业带来发展契机的同时，也在极大程度上增加了建设的难度。对此，为了保证建设的工程质量，需要进行科学的岩土工程勘察工作，为建设工程提供重要参考。文章主要研究静力触探在岩土工程勘察中的应用。
关键词：静力触探；岩土工程勘察；原位测试
引言：静力触探是一种便捷、高效、迅速的原位测试技术，其工作原理是通过静力把金属探头均匀的压入到土层之中，利用金属探头内部的测量器对土层中的贯入阻力进行记录，以此来分析判断土壤的力学以及物理性质。静力触探作为岩土工程勘察工作的重要手段之一，对提高建设项目的工程质量具有重要的作用。
1静力触探技术在岩土勘察中存在的问题
静力触探技术因为其便捷、高效、迅速的工作特点，在岩土勘察工作中已经取得了比较广泛的应用，但是，因为一些条件的制约，现阶段静力触探技术的实际应用还存在着一些问题：
首先，静力触探的应用土质类型主要是粉土、沙土、粘性土等土层承载能力处于中等水平的结构土层。而对于在高层建筑中经常选用的岩石风化岩、碎卵石层等偏硬质的结构土层，静力触探则无法起到有效的勘察作用[1]。由于现代城市化建设的不断推进，我国现阶段高层建筑的规模越来越大，其对建筑桩基在持力层的埋深也有了更高的要求。在这样的实际条件限制下，静力触探金属探头的贯入能力受到极大限制，在测试时难以一次性探入到计划的桩基持力层，使探头不能够测量到建设需要的数据。即使借助反复引孔等勘探方法，能够基本达到勘察的目的，但其也增加了大量的勘察成本。其次，在城市的建设活动中，建设施工的地址一般都会位于城市内较为繁华的地段，其施工现场的表层地址结构普遍会存在一定的水泥基础，这一土层结构会直接影响静力触探设备的正常贯入，导致勘察工作进行的极大困难。再次，静力触探在工作时要求380千伏的工业用电进行实验作业。对此，普通用电场地一般不具备相应的电力条件，而利用高功率的发电机进行供电，投入的成本又相对过大。
由于受各方面条件因素的限制，目前的静力触探在岩土工程勘察中的应用主要是作为勘察工作的辅助手段。此外，因为现代高速发展的社会经济的影响，静力触探的工作量逐渐增大，其应用的成本也在不断增大，甚至超过了一些传统勘察钻探技术的造价投入，这无疑制约了静力触探技术的推广以及应用。
2静力触探在岩土工程勘察中的应用
2.1划分土层
由于不同土质的软硬程度不同，所以金属探头在贯入不同土层时所受的阻力也是不同的。利这一原理，可以根据钻头贯入时测量得到的数据信息进行分析以及科学的计算，对土层的不同深度结构进行分析，并确定不同相应深度土层的名称。不同的触探方法，其分类方法也有所不同。单桥静力触探的分类依据主要是贯入阻力的线性特征。而双桥静力触探的分类依据则是锥尖阻力综合土层的摩擦阻力。二者相比较，双桥触探的准确性要比单桥触探的高。现阶段，我国应用较为成熟的土层分类方法，主要是中国铁道部基于静力触探技术规则的基础上，通过双桥触探测量得出的相关指标进行的分类方法。举例说明：如图1所示，利用这一方法，能够将常见的土层进行较为细致的分类，如沙土、粉土、黏土等。
图 1 土层分类图
2.2明确地基承载力
地基的承载能力直接关系着建筑的安全性与稳定性，利用静力触探技术，能够对地基的承载能力进行科学的探测。其工作原理主要是将触探的测量结果，与相应的土层荷载比例界限值进行精细的分析对比，建立针对一定区域内，相关土层的计算公式。现阶段，我国的计算公式大部分是在单桥触探测量的探头贯入阻力的基础上建立的。以北京地区的粘性土土质为例，其计算公式为fo=17.3ps+159。利用这一公式，就能科学的计算出在北京地区，粘性土土质区的建筑地基承载能力，从而为设计单位的工作提供有力参考。
2.3计算单桩承载能力
在勘察过程中，可以将静力触探当做是一次小直径的钻孔贯入实践，其与预制桩的土层贯入施工原理基本相同，所以，勘察人员能够依据触探的相关数据，对预制桩在施工时的承载能力进行科学的估算[2]。我国经过多年的建筑实践，在这方面的应用技术已经较为成熟，相关经验积累也较为丰富。2008年，我国颁布了《建筑桩基技术规范》，其中就吸纳了单桩承载力估算的相关技术指标。一般来说，单桩承载力估算的方式主要有两种：一种是依据单桥触探测量得出的贯入阻力。另一种是依据双桥探测得出的锥尖阻力以及侧阻力。以我国南方地区为例：其应用的最多的是双桥触探估算方法，公式是Quk=u∑li•βi•fsi+α•qc•Ap。
2.4判别沙土液化
纵观世界范围，基于静力触探技术基础上的沙土液化判定方式有很多种，目前我国主要应用的是2001年颁布的《岩土工程勘察规范》。其中明确规定，针对地下深度15米以内的饱和粉土或沙土，应该使用单桥触探或双桥触探的方法的方法进行实验判别。《规范》的判定方法是在分析地震实际测试数据的基础上整合、归纳得出的经验技术公式。在一定的地震强度的客观条件下，现场的饱和沙土产生液化现象时会对应一定的静力触探相关数据信息。
2.5测算地基变形指标
在建设的过程中，地基稳定的变形指标能够保证工程的顺利进行，保证建筑运营的可靠与安全。相对的，较大的地基变形指标会给建设带来极大的不安定因素，不仅会影响建筑施工的进度，还会影响建筑的整体质量。对此，利用静力触探技术能够科学的对地基土的变形指标进行测算。其原理是将触探的测量结果与土层荷载试验测量得出的变形模量进行对比分析，通过两个数据得出相应的线性关系，利用这个关系就能测算相应区域内的地基变形指标。以北京地区为例，经过分析得出其线性关系式为Es(Eo)=αP。其中，α是经验系数，一般分析数值在1-4之间；E是土层压缩模量；p是贯入阻力。只要将测量的相应数据带入到公式之中，就能对北京地区的地基变形指标进行测算。
2.6明确图的排水强度
土的排水强度同样是建筑施工过程中考虑的重点问题之一，只有适宜的土排水能力，才能保证建筑施工的顺利、安全。利用静力触探技术，能够实现对土的排水强度的测试。现阶段，我国主要应用的测试手段是将触探得出的指标与十字板实验的数据进行对比，以此构建两个数据之间的关系，利用这一关系，就能够比较准确的计算出土的排水强度。但是，值得注意的是，由于气温、降水、风力等自然环境的影响，所以排水强度的测算结果可能会有所变化。对此，建议最好选择气候条件相对比较稳定的时间段进行触探实验，以此最大限度的保障测算数据的准确性，为建筑的安全提供保障。
结束语：静力触探技术作为一种便捷的测试技术，在建筑的岩土工程勘察工作中已经取得了广泛的推广以及应用，其能够有效的对土层进行划分，明确地基土的承载力、变形指数，判别沙土的液化情况，测算土的排水强度，对建筑施工具有极大的参考辅助意义，建筑企业应该积极探索，促进其在建设领域更好的应用。
参考文献
[1]李庆丰.浅谈静力触探技术在岩土工程勘察中的应用及发展前景展望[J].福建建筑,2015,07:83-85.
[2]王锦艳.静力触探试验在岩土工程勘察中的应用[J].资源信息与工程,2016,3106:91+93.
论文作者:党伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/3
标签：静力论文; 土层论文; 岩土论文; 沙土论文; 地基论文; 阻力论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第29期论文;