原位测试在水上勘察中推广问题的分析

陈怀珠

（天津海滨工程勘察设计有限公司，天津 300364）

1 引言

原位测试是在岩土原来所处的位置上或基本上在原位状态和应力条件下对原土性质进行测试。其能够对难以取得不扰动土样的有关工程的力学性质进行有效测定，而且能够有效避免取样过程中应力释放的影响，在水上勘察中应用比较广泛。但就原位测试方法的实际应用情况来看，还存在一定的问题，比如，原位测试方法在使用过程中有其适用条件，有的理论通常只建立在统计经验上，而且其在应用过程中容易受外部因素的影响，所以，原位测试在水上勘察中的推广过程，要重视研究分析原位测试在水上勘察中的适用条件，要研究分析其理论，并对影响因素进行研究分析，进而促进原位测试在水上勘察中的推广应用。

2 原位测试在水上勘察推广中存在的问题

2.1 在水上勘察中原位测试方法比较单一

测试过程中，对于大多数土层，均可采用诸如触探试验、十字板剪试验、旁压试验、波速测试以及扁铲侧胀试验等测试方法，获取其基本信息。然而，在水上勘察中大多数使用的方式都是以标准贯入试验为主的原位测试手段。可是，由于GB 50021—2001《岩土工程勘察规范》（2009 年版）第10.5.0条对其适用的范围做出的规定为：标准贯入试验仅仅适用于诸如砂土、粉土及一般黏性土，因为现阶段水上勘察原位测试手段不够完善，所以标准贯入试验的使用范围远超出了规范的适用范围，若在含有砂卵石的土层以及沿海大部分淤泥质软土中仍然使用标准贯入试验，并将其作为唯一或者主要的测试方法，则其结果可能会出现一定的偏差，导致土层数据缺乏真实性和准确性，而且和评价天然土层特征有效结合，会给天然土层地基测试带来非常多的问题，测试难度比较大。软土适合采用触探试验、扁铲侧胀试验以及旁压试验等，但一般在水上勘察工程中，绝大多数情况下都是使用十字板剪切试验。

2.2 水上勘察中原位测试经验数据比较缺乏

就我国现阶段水上勘察工作原位测试发展的实际情况来看，对应的现场原位测试数据依然十分缺乏。另外，即使同一区域内在不同时间段所获取的人为测试数据，也不具备互相检查或互相验证参考。而且，更新以及改进的原位测试仪器设备的输出数据不能及时换算或校核，以致在很多不同地区具有相同物理学性质的土层岩位中所获取的测试数据，也无法进行有效的对比分析，而且缺少经验数据，一定程度上还会导致经验公式出现比较大的偏差。

2.3 原位测试与室内试验不能有效校核

对于水上勘察的实施，所累积的数据大多是都是内业数据。诸如，黏土层的快剪以及固结快剪等数据信息。然而，因为在土层的取样过程中可能会面对各种各样不能避免的扰动问题，因此，对土层的室内实验数据获取，依然需要以外业原位测试数据的对比分析及综合分析为辅助，而且只有对土样扰动的程度进行综合有效的评价，方可获取更为有效的数据信息，因此，需要对很多室内数据的合理性进行反复校核。

2.4 水上勘察工作过程中使用的原位测试仪器设备比较落后

就现阶段我国水上勘察工作原位测试项目的实际情况来看，实现原位测试，难度依然很大。而且，与之相对应的测试效益也比较低。在原位测试中，可供选用的水上测试新设备、新仪器的研制及开发水平等，在很大程度上远落后于其他行业勘察专业的设备研制研发，而且在水上勘察工作过程中，原位测试所用的设施设备需要使用专用设备或与之相适应的专业平台购置的设备，成本非常高，所以，存在很多负责水上勘察工程测试单位无力购买的情况。

2.5 缺乏专业的水上勘察原位测试人才

现阶段，以前负责水上勘察工作原位测试方法专业人员大部分都到了退休年纪或已退休，而现代需要进行水上勘察原位测试方法项目比较少，所以大部分年轻的、专业的原位测试研究专家都在向着其他行业领域转型，与此同时，对大批青年地质勘察工程师来说，由于其在工作过程中接触原位测试数据方面工作的机会并不多，以致我国现阶段涉及原位测试领域的专业工作人员比较欠缺，对应的很多勘察操作队工作开展，困难重重，专职专用原位测试人才非常匮乏。

3 原位测试技术分析

3.1 常见原位测试方法

在水上勘察中，比较常见的原位测试方法有标准贯入试验、现场剪切试验、十字板剪切试验、旁压试验、偏袒侧胀试验等方法，因为勘察现场图层特征不同、设计要求不同或工程项目存在差异性，特别是水上勘察区域地质条件比较复杂的地区，在选择水上勘察原位测试方法时，要综合考虑水上勘察区域的实际情况，要了解项目的基础设计参数，必须参考到岩土层的实际地质条件等因素，同时，也需要按照原位测试结果的不同，将地区性经验关系充分利用起来，进而就水上勘察区域的岩土层物理力学指标以及参数与地基承载力等合理评估。另外，也要注重将各原位测试间与其钻探、室内试验的有关参数进行对比分析，而且还应该根据工程实际情况，并综合考虑到水上勘察区域的具体地质条件，充分考虑到原位测试过程中工具试验方法的应用，而且还要加强对影响因素的分析。

3.2 水上勘察中原位测试的适用条件分析

在水上勘察过程中，要根据水上勘察工程项目实际情况，对现场建筑类型、勘察技术要求以及水上勘察区域的地质条件等，选择合适区域地层的原位测试方法。本文主要对触探测试方法及十字板剪切试验测试方法进行了讨论。

3.2.1 静力触探测试方法分析

所谓静力触探试验，主要指利用静力将探头以一定的速率压入土层，随后再利用探头里的主力传感器，把土层的阻力转换为电信号，并借助仪表测量进行试验。而且，静力触探测试方法大多数情况下更加适合应用于软土、粉土、沙类土、黏性土乃至包含少量碎石的土层，静力触探测试方法具备勘探与测试双重的功能及作用，其效果也十分显著。

3.2.2 十字板剪切测试方法分析

所谓十字板剪切试验，主要指通过标准十字板探头插入土层中的试验深度，随后再借助一定速率进行扭转，测量土破坏过程中抵抗力矩，进而有效测定土的不排水抗剪强度以及残余抗剪强度，并获取有效的测试数据。十字板剪切测试方法适用于饱和软弱状黏土的不排水抗剪强度以及灵敏度等参数，一般测试深度超过30m 的土层不适用。对那些包含砾石、沙尘、贝壳残余、树根或有大量未分解的植物根系等土层不适用，因为贯入设备和静力触探是通用的，所以其适用于软土层，在水上勘察工作过程中，可以综合实际情况将两者联合使用，有利于提升水上勘察效益，并能尽可能地降低勘察成本。

4 结语

总而言之，要重视水上勘察原因测试方法的研究应用，要综合了解现阶段水上勘察中原因测试方法应用中存在的问题，并提出相应的改进措施。在原位测试方法应用过程中，要重视整合水上勘察行业的设施设备，要注重提升设施设备的利用效益，加强人力资源的合作，而且，还要重视根据水上勘察原位测试发展的实际情况，加大新仪器设备的研发力度，进而不断提升水上勘察原位测试工作效益。