岩土工程勘察原位测试常见问题及对策

李丙春

（山东设协勘察设计审查咨询中心，山东 济南 250024）

原位测试作为岩土工程勘察的重要手段，常与钻探配合使用。触探的优点在于可以获得连续的定量数据，钻探取样一般均有一定的竖向间隔，导致数据不连续，从而导致代表性不足。触探还是一种原位测试手段，能基本保持岩土原来的结构、湿度和应力状态，可以有效地避免取土、运输、试验过程中的扰动。同时，几种常规的原位测试手段，如标贯、动探、静探等，还具有施工速度快捷、施工费用低的特点，一直深受广大岩土工程师的喜爱。但是，原位测试毕竟是一种间接的勘察手段，其误差也应引起足够的重视，如仪器、试验条件、试验方法、操作技能、土层的不均匀性等，均能造成测试误差。本文就原位测试过程中几种常见问题进行讨论和分析。

1 标贯试验常见问题

（1） 标贯设备的符合性。应保持贯入器靴的刃口完整，当出现缺口或卷刃等损坏时，应及时更换。常见损坏是因为地层存在大块建筑垃圾、长时间在较硬的强风化岩层中贯入、在铺装地上拖拽等。导向杆应经常擦拭，防止泥土和油泥卡滞落锤带来的提拔。

其次是钻孔质量要求。应采用回转钻进，保证清孔效果，孔底残土厚度一般不得超过5 cm。在软土层或中密以下的粉土、砂性土中钻进时，一般不宜采用螺旋钻具。螺旋钻具在泥浆护壁效果较差时，渣土容易在钻具有效叶片以上部位堆积，造成提钻困难，孔底形成负压效应，导致大范围扰动，从而使标贯很难下到试验部位，标贯击数过低。

（2） 试验操作要求。因为标贯试验的土层适应性和贯入距离的限制，一般应提前设计标贯起始深度。可以用附近已完成勘探孔资料，设计好标贯位置，有效避免盲目试验。特别是土层较薄的情况下，应注意保持钻杆垂直，避免摇晃，一般可以用专门铁钩进行控制。应控制合理的锤击速度，避免锤击速度过快，一般控制在30 击/min。当速度过快时，自动脱钩可能尚未动作，重锤在惯性作用下继续向上提升，造成落距超限，还可能应为操作手反应不及时使脱钩器提拉顶端限位螺母。应注意保留标贯器中样品，及时鉴别和描述，重点描述均匀性，包含物等。特别是用于液化判别时，应使用对应标贯点的样品测定粉土黏粒含量，不能使用其他位置的黏粒含量试验代替。

（3） 击数读数要求。认真测量孔深和杆长，校对放置位置，若土层较软出现自重贯入时，应记录。探杆标划15/10/10/10 cm位置，视线与标线平行，一般记录整数即可。土层较软时可根据实际超击深度换算。

2 动探试验常见问题

（1） 动探设备的符合性。试验前应检查探头磨损情况，当直径和锥尖高度分别磨损超过2、5 mm时，应及时更换。应注意不得用42 mm直径探杆进行超重型试验，避免因探杆刚度不足引起的水平向失稳。

（2） 试验操作要求。因为连续锤击的需要，应设置专门触探架保持触探杆垂直及整个触探装置的安全。为保证试验准确性，地面以上触探杆高度不宜超过1.5 m。锤击速度控制在15～30 击/min，原因同标贯试验说明。

（3） 连续贯入的问题。应特别注意，不应将圆锥动力触探试验标贯化，即每次试验仅贯入30 cm。动力触探存在明显的临界深度，触探的临界深度，是一种特殊的滞后反映。当探头从空孔段开始向下贯入时，探头周围土体向外挤压，从而形成圆柱空间。贯入深度较小时，土体产生剪切位移使初始贯入点附近土层隆起，减小探头阻力使击数降低[2]。试验表明，各种土的临界深度均不超过1 m。所以当每次仅贯入30 cm时，整个试验段处在临界深度内，击数显著偏小，不能反映正常地基土的力学性质，不宜用来确定地基承载力。如果分段触探，应以层为单位。

（4） 注意剔除异常值。在有效厚度内剔除少量击数特殊大值，剔除因大块卵石等引起的击数过大，因为个别大颗粒含量不足时并不能增加土层承载能力。当异常值数量超过统计层位击数的10%时，应根据钻探结果综合论证。

3 静探试验常见问题

（1） 静探设备的符合性。目前使用较多的是双桥静力触探，锥头与摩擦筒分开，可以同时测量锥尖阻力和侧壁摩擦力两个参数。国内应用较多的是15 cm2探头，锥头直径43.7 mm，侧摩擦筒工作面积300 cm2。推荐使用10 cm2探头，锥头直径35.9 mm，侧摩擦筒工作面积200 cm2。国际通用标准为10 cm2，为了向国际标准靠拢，便于测试结果的比较和研究成果的交流，推荐使用国际标准探头。

（2） 探头标定。静力触探头在使用前必须进行标定。静力触探头一般每三个月标定一次，在规定期限内发现异常情况时，应重新标定。当使用频率高时，应缩短标定时间间隔。当标定时应力与应变呈曲线关系时，或者截距很大，回零性差以及弹性滞后现象严重的探头均不能使用。标定时，不仅做加压标定，也应做卸载回程标定。

（3） 调直调平工作。静力触探为连续性贯入，前5 m探杆在贯入过程中起重要的导向作用，且探杆刚度相对较小，对于探杆弯曲度及设备调平工作应特别注意。实践中当遇到成层土软硬不均或夹有钙礓石等包含物时，容易出现探杆偏斜。

（4） 探头的归零检查。静力触探探头均采用对温度敏感的元器件，而一般地表以下6 m内地温变化较大。触探头贯入土中0.5～1.0 m （在冬季应超过冻结线），然后提升5～10 cm，待量测仪器上无明显温漂时，记录零读数或调整零位，方能开始正式贯入。地面以下6 m范围以内一般每间隔2～3 m应做一次归零检查，终孔时应记录零漂值[3]。应注意在提升时，角机不得溜滑，尽量避免角机触电与微动开关接触时提拔探杆。

（5） 严格控制贯入速度。应保持匀速贯入，贯入速率为（1.2±0.3） m/min，同一孔应保持相同速率。根据实践经验，对于一般沉积土，贯入速率对贯入阻力有一定影响，贯入阻力随贯入速度增加而增加，基本呈线性关系[4]。当采用静力触探数据求取各类土的物理力学性质指标时，应严格控制贯入速率，建议采用标准贯入速率。当贯入速率不在推荐范围时，一般不宜用作物理力学性质指标的判定，建议积累当地经验与其他勘探手段相互验证。对于砂土，因超静孔隙水压力随贯入速率降低而减小，贯入阻力随之增大，会极大影响测试成果的准确度[5]。目前静力触探作业出现了快速贯入的倾向，技术人员应予充分注意。

4 结语

标贯、动探、静探均为普遍采用的原位测试手段，充分理解和掌握其原理，正确的操作手段对于提高勘察质量至关重要。现场作业人员和技术人员应该严格按照操作规程规范作业，提供的成果资料才能做到保证质量，提高效率。