工程地质勘察中原位测试技术的应用

许海林

（贵州省铜仁公路勘察设计院，贵州 铜仁 554300）

在开展工程地质勘察内容时，可采用两种不同的形式进行：①室内试验，主要为借助土工试验；②现场试验，针对该试验的开展，主要为应用原位测试技术。这一技术的使用，对岩石和土的物理指标检测效果非常理想，还会对其他内容进行获取，且不会对岩土层的性质造成任何影响，会在天然的环境中，提取需要的信息。因此，这一技术在目前的地质勘察中，有着广泛的应用。

1 原位测试技术

针对原位测试技术进行使用中，对岩土层处在最基础的位置给予了保障，不会对其天然状态产生任何的不利影响。在这样形势下，可进一步测定岩土层的各项指标。该项技术存在的优势特征主要包括：①在工程场地上应用，因此不需要开展事先采样工作，可最大限度减少对试样产生的干扰问题，也规避了某些状态下存在的取样困难问题；②针对原位测试技术的开展，主要在施工现场产生价值作用，因此对实验体积提出的比重要求非常大，在这样的情形下，能够对最真实的情况进行反应，进而精准分析土质性质；③针对检测内容的开展，可借助连续性实验，进而更加精准地展现出物理学性质和相应的指标；④这一技术还在不断的优化和完善，在之后的发展中，不但会具备快速的特征，还会提升经济性。其中，静力触探车便是非常关键的一项创新[1]。

2 选取勘察测试方法

在对合适的勘察方法进行挑选时，需要对每种方式产生的不同效果有确切的了解，因为勘察方式不同，所以获取的结果有一定的差异性，需要对每一种勘查测试方式的特征有精准的了解，并熟悉应用的设备等等，这样才能对最合理的方式进行挑选。目前，大部分勘查单位在对地质勘查实施时，第一项考量的内容便是成本，因此会对很多静探孔进行布置，还会对全静态进行布置。利用静力触探方法时，在沿海区域更加合适。由于沿海区域的土质情况大部分为泥质砂土和粉土，普通的黏性土一般都在土体中的下水位置，利用该项方法可以精准分析出土层，进而明确土层的强度[2]。

同时，在对标准贯入试验方式进行使用时，在黏性土和粉土比较多的情况中更为适用。此外，针对测试的开展，还可以在淤泥和淤泥质土的测试中进行使用，但要重点强调的是，需要结合具体情况酌情应用。由于温度有非常高的灵敏度，在转钻孔时会有相应的影响，其对基础强度获得最大化效果给予保证，需要充分考量之后，再做出选择。

3 原位测试的适用条件

（1）测试简单，试验与实际存在较大的差距。能够引用原位测试的重要条件便是，对于简单测试技术，试验和实际有一定差距。测试简单的状态下，对原位测试的使用也会简单一些，可对原位测试的顺利实施给予保障。此外，试验和实际如果存在较大差距，可利用原位技术操作，获取的工程地质勘察结果会更加客观。

（2）受力复杂，无较多经验且计算存在漏洞。如果受力情况非常复杂，计算方面存在漏洞，专业人员的经验不足，可应用相应的原位测试技术方案。因为受力情况繁杂，使用普通的勘察技术，无法对结果的精准性给予保障，所以要应用原位测试技术。如果专业人员的经验不足，通过原位测试技术，能够使操作减少，降低难度。计算较为复杂，也可应用该项技术，利用结构计算形式，可对测算结果给予更高的保障。

（3）重要工程。针对重要工程开展地质勘察，原位测试技术会发挥出关键性作用。借助先进的技术测量，可保障测量的精准性。原位测试技术，可规避传统技术存在的问题，对勘察项目的进程产生推动效果，提升科学性。

4 常用的原位测试方法

当前，国际中对原位测试方法的使用主要有5 种：①荷载实验；②静力触探试验；③标准贯入试验；④十字板剪切实验；⑤波束测试。

4.1 静力荷载试验

原位测试方法应用中，最常使用的一项方法便是静力荷载试验，针对建设的模拟场地，将一个基础深度非常平整的坑挖出，并对其设计性给予保障。针对挖好的平整坑里，将一个特定形状的承压力板放入其中，当这些装置放置完成之后，便可以实施具体的实验。因为在瓶底放置好的承压板，会不断有压力施加。通过核载的增加，会对一定条件下的地基土质结构进行测定，从而明确稳定沉降量。这样便可以对地基承载能力与压力变化存在的联系进行深入探究，也为土地勘查提供更多的数据支撑[3]。

4.2 静力触探试验

在工程勘察中，对静力触探试验技术的应用非常普遍，借助机械装饰，在土壤中静力压入各种规格的金属探头，借助传感器可以对土地的物理性质进行直接分析，在划分土层过程中，经常会使用到静力触探试验，能够对土质中的物理性质指数进行精准估算。对于该项方法的应用，需要注意的事项包括：①要在室内开展地层阻力与图表结果的关系分析，如探头的使用已经超过30d，需要开展率定；②针对试验的开展，需要的基础条件为平整的土地，之后才可以进行相应的实验内容；③需要对电路的接通给予关注，在实验开展之前，保障电路的接通，并对各方向的仪器进行精准调整；④需要同时进行灌入以及测算计量工作，在灌入的过程中，对数据结果进行记录，并将其上传[4]。

4.3 标准贯入试验

在众多贯入试验中，对标准贯入试验的应用有着非常突出的技术要点，借助力量触探，通过规定重量的穿心锤开展实验内容，首先需要对恒定的温度进行明确，由上至下，自由进行脱落。然后在土中打入相应规格的探头，在打入过程中，通过打入的难易程度，对土质以及土层的结构进行判别。在该实验中，采用的探头属于标准规格，并不是圆形。在开展标准贯入实验时，对专业人员提出的要求非常高，需要有相应的经验，所以一般在重大工程勘察中，才会指派专业人员对该项技术进行使用，其中需要遵循的操作守则包括：①钻孔过程中，钻孔的高度需要稍大于地下水位高度，以便对地质勘查项目的精准性给予保障；②在锤击时，需要规避针对偏心以及侧面产生的晃动，如有偏心以及侧面晃动问题会使工程勘测结果整体出现错误，所以要对这一情况的发生高度关注，进行预防；③借助自动脱钩的形式开展垂直坠落，通过自由落锤法，可以确保测试土壤物理结构以及性质结果的精准性；④对地质勘查的液化等级进行关注，会对最后的地质勘查结果产生直接影响。

4.4 十字板剪切试验

在众多原位测试技术中，对纸质板剪切试验的应用，有着非常显著的国际化特征。在被测试的土层中，利用规定的力度压入十字板，并对相应的扭转力进行施加时，利用土层剪坏的形式，对土层的化学以及物理性质指数进行测试即可。借助该项实验，可以对土层的抗剪指数进行判断。该项方法，不但在我国的原位测试技术中有着非常高的地位，在国际中也属于前沿核心位置，不同的国家对于该项技术的使用，都将其放在了重要的位置中。

针对十字板剪切试验提出的要求，包括：①选择十字板，应该挑选有固定规格的矩形形状木板；②在土壤中插入十字板的深度，需要有非常精准的数据估计和相应的标准，在有明确的规定数据深度下才可以实施操作内容；③针对剪切速率也有相应的要求，在十字板剪切试验中，剪切速率需要与国际化提出的要求相符；④要关注摩擦力以及阻力对最终结果产生的影响[5]。

4.5 波速测试

在各项测试方法中，波束测试的特征便是有一定的新颖性。波束测试，具体来说便是对土层的波束进行测试，结合弹性波在土层中的传播速度，之后对比岩体大小数据，进而对波速测试的最终结果进行确定。利用波束测试的分析结果，可以精准判断出地质组成，并且获取的数据结果非常科学。其中的测试要求包括：①需要对土力学参数进行精准确定；②对建筑场地类别提前判别；③对于场地卓越周期的判断不容忽视；④需要专业能力强的人员，根据经验对岩土的变化进行判别。

五种原位测试方法都有自身的优势以及适用条件，所以在具体挑选和使用时，要结合工程的实际情况，对相应的测试方法进行选择，才能对工程地质勘察结果的精准性给予保障。

5 结语

总之，以往开展的地质勘查工作，需要耗费大量的人力和时间，才能开展自然地质勘探。最后，利用人力工程勘察结果结合工具勘察的结果，对最终的情况进行判定。这种勘测方式有一定的主观意识，技术人员对结果产生的影响非常大，容易因为人为失误产生误差，无法保障结果的精准性。现在，借助原位测试技术，使工程地质勘查的质量以及结果精准性有了非常大的提高，对国家工程地质勘察的进程起到一定的推进作用，也帮助我国加快了现代化进程。