浅谈岩土工程勘察方法中的问题
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【摘 要】阐述了在岩土工程勘察中常用的方法，各种勘察方法的适用性和存在的问题，提出一些技术建议加强岩土测试新技术的应用，既达到勘察和设计的目的又能节省经济成本。
【关键词】岩土工程；勘察；钻探；原状土取样；原位测试
自20世纪80年代以来，我国开始实施岩土工程勘察体制。与地质勘察工程相比，岩土工程勘察任务不仅要正确反映场地和地基的工程地质条件，还应结合工程设计、施工条件进行技术论证和分析评价，并服务于工程建设。岩土工程勘察主要是通过现场钻探、原状土取样、室内试验和现场进行原位测试查明拟建场地的地质情况，给出基础类型建议、地基承载力特征值等可供设计使用的重要资料。必须重视每一个环节严格按照有关规范执行，同时结合地区经验，才能保证勘察结果的准确性。勘察成果的准确性对工程的基础形式、结构方案有着重要的影响。勘察成果过于保守，将会导致工程的造价大幅提高；反之，会严重影响到工程的安全性。
1 钻探
钻探在岩土工程勘察中是重要的一项工作，钻探的好坏直接影响到岩土层划分和定名以及岩土物理力学性质的准确性。因此钻进深度和岩土分层深度的量测必须要精确，符合规范要求,不应少于±5cm，同时钻进过程中应严格控制非连续取芯钻进的回次进尺，使分层精度符合要求。对一些搬机困难的山坡、洼地可根据实际情况和设计的要求，采用小口径麻花钻或洛阳铲进行钻进，使勘探目的和经济效益相结合，既节省成本又达到勘察目的。
2 原状土取样
原状土样是指将天然状态下的土以一定的手段从地下取出，并保证土的结构和构造不变，并将其固定在一定尺寸的容器内密封的土样。容器外要标明取土位置和时间。室内通过对原状土样基本的物理力学性质测试可以获得表征土原始状态的参数如含水率、密度、塑性指数、液性指数等，还可得出基础设计重要参数指标，如强度、压塑性、渗透性等。这是获取土的物理力学性质指标最重要的环节，但土样在原位围压条件下被取出要经受一个卸荷过程，从而产生一定程度的膨胀量，同时土样在采取过程中，取土器侧壁与土样之间的摩擦会使土样受压。这样土就会受到扰动土原来的物理性质就会改变，取土样必须严格执行相关取样规范，使土样少受扰动。取土质量的好坏，由土的类型、取土器的种类、取样设备以及取土方法等因素决定。如今取土器种类很多，应根据地区经验针对不同土质采用，尽量采用模锻取土管，使刃口处的直径比管的内径稍小，可减小侧壁的摩擦。软土应采用薄壁取土器，较硬土可采用三重管取土器，确保扰动最小。取样方法的不同会导致土样含水率有一定的变化，应注意在取土装置上及时加装套管，以避免地下水对原状土的影响。取出后应迅速密封。天气炎热时为避免蜡封融化，宜采取多种措施密封。天气寒冷要避免冰冻。土样保存时间不宜超过三周。土样运送过程中，采用自制的缓震装置对土样加以保护，对无粘性土样应尽量避免有过大的震动。
3 原位测试的应用
普通的粘性土可以通过采取原状土样进行室内试验，对于无粘性沉积土或饱和度高的软土来说，由于几乎不可能获取不受扰动的原状试样。所以对这类土的密实度、强度和压缩性评价通常需要通过原位测试方法获得。勘察中我们常用的几种原位测试手段的作用与适用性如下：
3.1 荷载试验（PLT）
荷载试验是在现场用一个刚性承压板逐级加荷，以测定天然地基或复合地基的变形随荷载的变化而变化，借以确定地基承载力的试验。通常此试验可确定地基土的承载力、变形模量、机床反力系数等，也可以用于地基处理效果检测。荷载试验应布置在有代表性的地点，每个场地不宜少于3个，当场地内岩土不均时，应适当增加。要注意的是荷载试验其影响深度较有限，一般为承压板宽度的两倍左右，不能对深层地基做出评价。
3.2 十字板剪切试（VST）
十字板剪切试验是将套管打到预定的深度，并将套管内的土清除。将十字板装在钻杆的下端后，通过套管压入土中，压入深度约750mm。然后由地面上的扭力设备对钻杆施加扭矩，使埋在土中的十字板扭转，直至土剪切破碎。也可以用静力的方法，将电测十字板头压入土中，然后施加扭矩，将十字板头扭转，直至土剪切破坏。此试验适用于原位测定饱和软粘土的不排水抗剪强度，所测得的抗剪强度值，相当于试验深度处天然土层在原位压力下固结的不排水抗剪强度。由于不需要采取土样，避免土样扰动及天然应力状态的改变，是一种有效的现场测试方法。在沿海软土地区被广泛使用。它可在现场基本保持原位应力条件下进行扭剪，适用于灵敏度St≤10，固结系数Cv≤100(m2/a)的均质饱和软粘土，对于不均匀土层，特别夹有薄层粉细砂或粉土的软粘土，该试验会有较大的误差，使用时需谨慎注意。十字板剪切试验成果可按地区经验，确定地基承载力、单桩承载力，计算边坡稳定，判定软黏性土的固结历史。为避免出现较大的误差，每次试验前必须对仪器进行校正和严格按规范操作仪器。
3.3 圆锥动力触探试验（DPT）
圆锥动力触探试验是利用一定的锤击能量，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据贯入土中的难易程度（贯入度）来判别土的性质的一种现场测试方法。根据它的试验指标可用于进行地基土的力学分层，定性地评价地基土的均匀性和物理性质（状态、密实度），查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。通过建立地区经验，也可用于评价地基土的强度和变形参数，评价地基承载力、单桩承载力。圆锥动力触探设备简单，操作方便，适应性广，并有连续贯入的特性，但试验误差较大，再现性较差。主要存在人为因素、设备因素、杆长、地下水和土的性质等因素的影响。
3.4 标准贯入试验（SPT）
标准贯入试验是利用规定的落锤能量（锤质量为63.5kg，落距76cm）将贯入器打入土中，根据贯入的难易程度，用贯入30cm的击数N判定土的物理力学性质。它操作简单，地层适应性广，对不易钻探取样的砂土和砂质粘性土尤为适用，当土中含有较大碎石时，使用受限制。通过试验可取得扰动土样，进行鉴别土类的有关试验。该试验的缺点是离散性比较大，所以只能粗略地评定土的工程性质。与圆锥动力触探试验相似，它不能直接测定地基土的物理力学性质，而是通过与其他原位测试手段或室内实验成果进行对比，建立关系式，积累地区经验，才能用于评价地基土的物理力学性质。标准贯入试验影响的主要因素是杆长、土的自重压力以及地下水位。这就要求对试验数据按规范或地方经验进行修正。
3.5 静力触探试验(CPT)
静力触探试验是利用准静力以恒定的贯入速率将圆锥探头通过一系列探杆压入土中，根据测得的探头贯入阻力大小来进行分层和间接判定土的物理力学性质的原位试验。试验仪器经过多年的发展有了不同类型的触探探头，其中电测孔压式是较新的一种静探方法。它可以利用孔压测量的高灵敏度来修正所测参数，分辨薄土层的存在，可评估土的固结特性等。特别是对饱和粘土更是如此。但是静探试验不能对土进行直接的观察、鉴别，而且对于含碎石、砾石的土层和很密实的砂层不适用。根据静力触探资料，利用地区经验，可进行力学分层，估算土的塑性状态或密实度、强度、压塑性、地基承载力、单桩承载力、沉桩阻力，进行液化判别等。根据孔压消散曲线可估算土的固结系数和渗透参数。
3.6 波速测试
波速测试是利用波速确定土的物理力学性质或工程指标的现场测试方法。主要用于测定各种类岩土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速，以此来划分场地类型；提供地震反映分析所需的地基土动力参数（动剪切模量、阻尼比、动剪切刚度等）；提供动力机器基础设计所需的地基土动力参数（抗压、抗剪、抗扭刚度及刚度系数、阻尼等）；判定地基土液化的可能性，划分场地类别，确定场地土的特征周期。另外，波速测试本身可以用来评价地基土的类别和检验地基加固效果。
4 结语
岩土测试手段很多，各种技术在不断的进步，这就需要我们熟悉每种试验手段的适用范围，并及时掌握最新的技术，以提高工作速度和质量。
参考文献
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