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摘要:动力触探试验,作为一种方便快捷的测试和勘探方法,在岩土工程勘察中被普遍采用。利用试验击数,可以确定岩土层的多个物理、力学参数,结合钻探资料,查清岩土层的情况,具有较好的勘探和测试双重作用。同时,动力触探试验在使用过程中也受到诸多因素的影响,造成试验成果误差。
关键词:动力触探、测试、勘察
一、前言
动力触探(以下简称动探)是采取一定质量的重锤按一定落距,以自由落体形式将规格探头击入岩土层中,通过探头进入岩土层中规定深度的难易程度,来反映岩土层的各种性质[1]。根据试验设备和试验条件差异,细分为轻型、重型和超重型三种。
二、动力触探试验成果应用
1、利用动探击数,评价地基土密实状态,确定地基土承载力。重锤下落过程中产生的冲击能通过探杆传到探头上,使探头在冲击能作用下挤入下部地层中,以探头进入规定深度地层的锤击数,反应土层的密实程度。《岩土工程勘察规范》及《建筑地基基础设计规范》等国家规范中均采用重型、超重型动探锤击数对碎石土、砂土地基的密实程度进行划分的规定。在很多地区,针对当地特殊的地层条件和丰富的施工经验,可进一步利用动探击数细划岩土性状及确定承载力等。
注:摘自《成都地区建筑地基基础设计规范》(DB51T/5026-2001)
2、对岩土层进行力学划分。通过动探试验,绘制动探曲线,根据一定的施工经验将地层进行力学划分,在进行力学划分时,充分考虑地层接触面附近动探的“超前滞后”现象,结合钻探揭露,完成地层的划分。
3、检验地基处理效果。在地基处理加固过程中,原本松散的土颗粒结构被破坏,经过人工处理后,颗粒间嵌固加深,土中空隙减小,土体密实度增加,强度提高。为检验地基处理效果,常采用动探试验进行检测。
另外动探试验还可用于确定地基土变形模量、确定单桩承载力和桩长、评价地基均匀性、确定持力层的厚度和软弱层的分布范围等作用。
三、动探试验影响因素
动探试验的关键是重锤的锤击能在探杆内沿轴向进行有效传递[3]。但在实际工作中受机械设备、地层条件、地下水位、施工人员操作、施工工艺等因素影响,造成击数出现误差。
1、机械设备因素:落锤过程中,由于导向杆垂直度不够或表面光洁度不够,重锤无法以自由落体形式将重力势能转化为冲击动能;试验深度的增加,探杆加长,重量增加,使其受冲击后惯性增大,由于探杆细长比大,探杆受压后,易发生弯曲变形,能量损耗;杆间接头因接缝间存在空隙,也会消耗掉部分重锤冲击动能,导致能量损耗。
2、施工人员操作因素:实际工作中,施工人员的不合理操作也会对试验数据造成影响,在松软地层中极为显著。计数过程中,个人的观测差异,可能造成记录数据误差;机手操作过程中提锤过快、过猛或者重锤意外脱落等,均可造成试验冲击能与理论值不符,数据出现误差;此外,由于实际工作中探杆在孔口位置难以固定,探杆呈平面自由状态,试验中探杆难免与孔壁发生碰撞、摩擦,都可造成能力损耗,击数误差。
3、地层因素:动探试验中,杂填土中的建筑垃圾、大粒径碎石不均匀分布,探头难以将其挤开或击碎,使探头沿其表面发生滑移、探杆弯曲或探头顶抵碎石而被继续击入等情况发生,在记录时出现误差;在松软、高水量、低透水性、强触变性的土层中,落锤下落产生的冲击能传到探头后,对探头下部的土体产生扰动,易引起土体触变,使其强度降低,击数减少;探头贯入时地基土产生塑性变形、弹性变形消耗能量等均可能造成击数偏小[4]。
四、讨论
1、采用动探试验可判定粗粒土的密实程度,划分岩土层,并可取得岩土体部分物理力学指标,并列入了有关的规范手册中。但每个项目都具有其工程地质条件的特征,不能机械套用表格数据,必须结合实际情况,采用土工试验和其他原位测试手段进行综合修正[5--7],才可得出合理数据。
2、动探击数在试验过程中易受到地层条件、设备、人员、施工等因素影响,造成数据误差,在数据使用时,应考虑上述因素影响,去伪存真,合理采用。
3、动探试验应用广泛,但其无法直观揭示地层信息,不能完全代替钻探完成勘探,它必须与其他勘探方法相结合,才能准确反映岩土层情况。
参考文献
[1]工程地质手册编委会.工程地质手册[S].中国建筑工业出版社.2004.
[2]中华人民共和国住房城乡建设部.建筑地基处理技术规范[S].中国建筑工业出版社.2004.
[3]石磊,傅少君.重型动力触探轴向冲击力与锤击能试验研究[J].岩石力学与工程学报.2016.1.201-208.
[4]赵昭熔,曹化平.动力触探试验技术的研究与应用[J].铁道工程学报,2005,(增1):431–439.
[5]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.2016.2.98-120.
[6]吴海英.浅谈原位测试方法在公路建设中的应用[J].北方交通.2007.5.80-82.
[7]郑晓鹏.原位测试方法在基坑勘察中的应用[J].铁道勘察.2016.1.55-58.
作者简介
江望,男,硕士研究生,从事岩土工程教学。
论文作者:江望,蒋海飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/23
标签:探杆论文; 岩土论文; 地层论文; 地基论文; 误差论文; 密实论文; 力学论文; 《基层建设》2017年5期论文;