摘要：在地铁工程施工常见工法有明挖法、暗挖法、矿山法、盾构法，在实际作业中，不同的施工方法对于岩土参数需求存在一定的差异，具体可通过岩土试验、原位测试等获取，如明挖法需进行岩土抗剪强度试验以及标准贯入试验。下文将对不同工法所要进行的岩土试验以及原位测试做详细分析。
关键词：原位测试；岩土试验；地铁勘察
1我国地铁勘察的现状
1.1地铁勘测工作的委托方法
全国各地的地铁调查工作除部分早期线路外，大多委托勘察单位负责。采用招投标方式，分为总价控制和综合单价方法。
1.2地铁勘测的主要方法
地铁以钻探为主，取样、现场试验、标准贯入度试验、动力触探试验和压力试验、静力触探试验、载荷试验、波速测试、电阻率、温度测试为辅，也常用软土区域进行现场十字板剪切试验、螺旋板载荷试验，测试项目根据构建计划方法要求的工程地质条件，选择合适的勘探方法。室内土壤试验除传统的土壤和岩石物理力学性能试验外，还包括周围的岩石床系数、土壤的热物理参数和特殊的土壤软化、塌陷、膨胀试验和研究试验。地铁调查项目是根据技术供应的具体要求，对现有工程地质资料进行分析，得出调查的要点。地铁系统应严格按照编写的代码，进行野外钻探和岩土工程测试，并进行岩土实验室工作；在车站和线路安排信息；包含数据库系统的查询结果。
2岩土试验分析
2.1岩石室内试验分析
2.1.1单轴抗压强度试验
分天然、饱和、干燥状态下的单轴抗压强度试验。
2.1.2点荷载试验
当岩芯破碎，不能取得短柱状岩芯用来做单轴抗压强度时，可以采取块状岩芯做点荷载试验，用来换算饱和单轴抗压强度。取样位置及取样数量同单轴抗压强度试验，取样长度不应小于3cm。
2.1.3压缩试验
测定岩石的弹性模量（E）及弹性泊松比（μ），用以计算岩体垂直向及水平向变形。试验样品可以与单轴抗压强度试验共用，不用单独取样。
2.1.4岩石直剪试验
测定岩石的抗剪强度参数（c、φ），用以计算岩体稳定性（基坑及硐室）及岩土压力。取样位置同单轴抗压强度试验，取样数量每种岩性、每种风化带不少于6个（用来计算标准值），取样长度不小于15cm。
2.1.5岩矿鉴定试验
当无法判定岩石岩性的情况下，可以通过岩矿鉴定试验对岩石进行定名。试验样品可以与其他岩石试验共用，不用单独取样。取样位置及取样数量没有特殊要求，一种岩性有1组即可。
2.1.6热物理性指标试验
测定岩块的比热（C）及导热系数（λ），通过公式计算导温系数（α），用来计算城市轨道交通工程通风负荷。该试验可只在暗挖车站、隧道或明挖基坑中取样。试验样品可以与其他岩石试验共用，不用单独取样。取样位置同单轴抗压强度试验，取样数量每种岩性、每种风化带不少于6个，取样长度不小于5cm。
2.2土工室内试验分析
2.2.1土的物理性质试验
该试验主要是对粘性土、粉土等细粒土进行试验，试验中直接测定指标包括含水率、天然密度、土粒比重等，通过计算可求得的由干密度、孔隙比、饱和度。该试验的取样位置以地下工程来说，如果土层位置在隧道洞身之上，应在钻探揭露的主要土层中采集；土层位置在隧道洞身范围内，则在洞身、洞顶上约1倍的洞径范围以及洞底的位置采集。
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2.1.2界限含水率试验
①界限含水率试验与土的物理性质试验一样，都是黏性土、粉土等细粒土普遍需要做的试验。通过试验测定液限（WL）、塑性（Wp），从而计算塑性指数（IP）及液性指数（IL），用来对黏性土进行分类，划分黏性土的状态，评价土的承载力及桩基参数等。②取样位置及取样数量同土的物理性质试验。试验样品可以与土的物理性质试验共用，不用单独取样。
2.1.3标准固结试验
①对于黏性土在地铁勘察中普遍需要做的试验。通过试验测定压缩系数（av0．1－0．2）、压缩模量（Es0．1－0．2）；对于饱和状态下的软土，如果采用真空预压或堆载预压进行地基处理，还要测定不同压力下的固结系数（CH、Cv）、先期固结压力（Pc）、压缩指数（Cc）或回弹指数（Cs）等。压缩系数、压缩模量及压缩指数、回弹指数用来计算地基变形，评价土的承载力；固结系数用来计算沉降时间及固结度；先期固结压力用来判断土的应力状态和压密状态。②取样位置及取样数量同土的物理性质试验。试验样品可以与土的物理性质试验共用，不用单独取样。
3原位测试分析
3.1岩体原位测试
3.1.1承压板法载荷试验
此试验可测定岩体变形参数、承载力特征值、基床系数，当基坑基底位于软岩，对变形、承载能力要求高，宜采用。
3.1.2现场直剪试验
此试验可测定预定剪切面抗剪强度参数，计算岩体稳定性，基坑、硐室开挖后，可选择性采用。
3.1.3岩体波速试验
此试验可测定岩体纵波、剪切波波速，岩体纵波可计算岩体完整性指数，判断岩体风化程度，指导围岩分级；剪切波波速与纵波可共同计算岩体动弹性系数。此试验测试数量要求每个地铁车站或区间至少3个孔。
3.2土层原位测试
标准贯入试验，是地铁勘察必须开展的试验，确定砂土密实程度、基岩风化程度、地基承载力等。土层原位测试还包含重型动力触探试验、波速测试、十字板剪切试验、静力触探试验等。
3.2.1标准贯入试验
标准贯入试验是用标准质量（重量为63.5kg）的穿心锤，以76cm的落距，将标准规格的贯入器，自钻孔底部预打15cm，开始记录再打入30cm的锤击数，继而来判定力学特性。其测试方法主要适用于砂类土、粉土、粘性土。在勘察工程中，标准贯入试验是一种较常用的原位测试方法。对于砂类土来说，标准贯入试验可以直观的根据锤击数来判定砂类土的密实度，结合地区经验给出地基承载力。但对于粘性土，还需要结合土工试验的结果，进行判定。进行场地液化判别时，粉细砂的标贯击数是判别的重要参数。
3.2.2静力触探试验
静力触探试验为以均匀速度将探头压入土体中，在压入过程中记录探头阻力，来测定土体的力学特性，此原位测试方法具有勘探和测试的双重作用。根据工程的具体需要采用单桥探头、双桥探头或是带孔隙水压力量测的单、双桥探头，测定比贯入阻力、锥尖阻力、侧壁摩阻力和测试贯入时孔隙水压力。根据贯入曲线的线型特征，并结合钻孔外业原始记录资料和地区经验，来划分土层、判定土类；根据静力触探的资料，利用地区经验，来进行力学分层，可以估算土体的塑性状态（或密实度）、压缩性、地基承载力、单桩承载力等等；还可根据孔压消散曲线来估算土体的渗透系数和固结系数。静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土及松散状态的砂类土。静力触探试验与钻探取样和标准贯入试验相比，具有连续性，能得到整个测试孔的力学剖面。影响静力触探探头的阻力的因素也有许多种，主要是与地基土相关的因素，因此贯入阻力是反映地基土内多种因素的综合性力学指标，它与室内土工试验的单一物性指标更能反映地基土的工程特性。虽然静力触探的力学分层直观并且连续，但是并不能直接观察土层的类别、颜色、结构和其包含物，遇到硬层很难贯入。在实际工程中，静力触探试验与钻探资料相结合，能够更加准确划分砂类土与粘性土的界限，提供更加合理的土层参数。
参考文献：
[1]沈小克，蔡正银，蔡国军.原位测试技术与工程勘察应用[J].土木工程学报，2016，49（02）：98-120.
[2]卢力强.原位测试方法在天津滨海新区基坑工程中的应用[D].天津城市建设学院，2008.
[3]刘海明.新型土体抗剪强度参数原位测试装置及原理研究[D].北京交通大学，2012.
论文作者:王静卓
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/17
标签：测试论文; 原位论文; 静力论文; 抗压强度论文; 土层论文; 系数论文; 岩土论文; 《基层建设》2018年第24期论文;