陳懷珠

（天津海濱工程勘察設(shè)計有限公司，天津 300364）

1 引言

原位測試是在巖土原來所處的位置上或基本上在原位狀態(tài)和應(yīng)力條件下對原土性質(zhì)進行測試。其能夠?qū)﹄y以取得不擾動土樣的有關(guān)工程的力學(xué)性質(zhì)進行有效測定，而且能夠有效避免取樣過程中應(yīng)力釋放的影響，在水上勘察中應(yīng)用比較廣泛。但就原位測試方法的實際應(yīng)用情況來看，還存在一定的問題，比如，原位測試方法在使用過程中有其適用條件，有的理論通常只建立在統(tǒng)計經(jīng)驗上，而且其在應(yīng)用過程中容易受外部因素的影響，所以，原位測試在水上勘察中的推廣過程，要重視研究分析原位測試在水上勘察中的適用條件，要研究分析其理論，并對影響因素進行研究分析，進而促進原位測試在水上勘察中的推廣應(yīng)用。

2 原位測試在水上勘察推廣中存在的問題

2.1 在水上勘察中原位測試方法比較單一

測試過程中，對于大多數(shù)土層，均可采用諸如觸探試驗、十字板剪試驗、旁壓試驗、波速測試以及扁鏟側(cè)脹試驗等測試方法，獲取其基本信息。然而，在水上勘察中大多數(shù)使用的方式都是以標準貫入試驗為主的原位測試手段?？墒?，由于GB 50021—2001《巖土工程勘察規(guī)范》（2009 年版）第10.5.0條對其適用的范圍做出的規(guī)定為：標準貫入試驗僅僅適用于諸如砂土、粉土及一般黏性土，因為現(xiàn)階段水上勘察原位測試手段不夠完善，所以標準貫入試驗的使用范圍遠超出了規(guī)范的適用范圍，若在含有砂卵石的土層以及沿海大部分淤泥質(zhì)軟土中仍然使用標準貫入試驗，并將其作為唯一或者主要的測試方法，則其結(jié)果可能會出現(xiàn)一定的偏差，導(dǎo)致土層數(shù)據(jù)缺乏真實性和準確性，而且和評價天然土層特征有效結(jié)合，會給天然土層地基測試帶來非常多的問題，測試難度比較大。軟土適合采用觸探試驗、扁鏟側(cè)脹試驗以及旁壓試驗等，但一般在水上勘察工程中，絕大多數(shù)情況下都是使用十字板剪切試驗。

2.2 水上勘察中原位測試經(jīng)驗數(shù)據(jù)比較缺乏

就我國現(xiàn)階段水上勘察工作原位測試發(fā)展的實際情況來看，對應(yīng)的現(xiàn)場原位測試數(shù)據(jù)依然十分缺乏。另外，即使同一區(qū)域內(nèi)在不同時間段所獲取的人為測試數(shù)據(jù)，也不具備互相檢查或互相驗證參考。而且，更新以及改進的原位測試儀器設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)不能及時換算或校核，以致在很多不同地區(qū)具有相同物理學(xué)性質(zhì)的土層巖位中所獲取的測試數(shù)據(jù)，也無法進行有效的對比分析，而且缺少經(jīng)驗數(shù)據(jù)，一定程度上還會導(dǎo)致經(jīng)驗公式出現(xiàn)比較大的偏差。

2.3 原位測試與室內(nèi)試驗不能有效校核

對于水上勘察的實施，所累積的數(shù)據(jù)大多是都是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)。諸如，黏土層的快剪以及固結(jié)快剪等數(shù)據(jù)信息。然而，因為在土層的取樣過程中可能會面對各種各樣不能避免的擾動問題，因此，對土層的室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)獲取，依然需要以外業(yè)原位測試數(shù)據(jù)的對比分析及綜合分析為輔助，而且只有對土樣擾動的程度進行綜合有效的評價，方可獲取更為有效的數(shù)據(jù)信息，因此，需要對很多室內(nèi)數(shù)據(jù)的合理性進行反復(fù)校核。

2.4 水上勘察工作過程中使用的原位測試儀器設(shè)備比較落后

就現(xiàn)階段我國水上勘察工作原位測試項目的實際情況來看，實現(xiàn)原位測試，難度依然很大。而且，與之相對應(yīng)的測試效益也比較低。在原位測試中，可供選用的水上測試新設(shè)備、新儀器的研制及開發(fā)水平等，在很大程度上遠落后于其他行業(yè)勘察專業(yè)的設(shè)備研制研發(fā)，而且在水上勘察工作過程中，原位測試所用的設(shè)施設(shè)備需要使用專用設(shè)備或與之相適應(yīng)的專業(yè)平臺購置的設(shè)備，成本非常高，所以，存在很多負責水上勘察工程測試單位無力購買的情況。

2.5 缺乏專業(yè)的水上勘察原位測試人才

現(xiàn)階段，以前負責水上勘察工作原位測試方法專業(yè)人員大部分都到了退休年紀或已退休，而現(xiàn)代需要進行水上勘察原位測試方法項目比較少，所以大部分年輕的、專業(yè)的原位測試研究專家都在向著其他行業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，與此同時，對大批青年地質(zhì)勘察工程師來說，由于其在工作過程中接觸原位測試數(shù)據(jù)方面工作的機會并不多，以致我國現(xiàn)階段涉及原位測試領(lǐng)域的專業(yè)工作人員比較欠缺，對應(yīng)的很多勘察操作隊工作開展，困難重重，專職專用原位測試人才非常匱乏。

3 原位測試技術(shù)分析

3.1 常見原位測試方法

在水上勘察中，比較常見的原位測試方法有標準貫入試驗、現(xiàn)場剪切試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、偏袒側(cè)脹試驗等方法，因為勘察現(xiàn)場圖層特征不同、設(shè)計要求不同或工程項目存在差異性，特別是水上勘察區(qū)域地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地區(qū)，在選擇水上勘察原位測試方法時，要綜合考慮水上勘察區(qū)域的實際情況，要了解項目的基礎(chǔ)設(shè)計參數(shù)，必須參考到巖土層的實際地質(zhì)條件等因素，同時，也需要按照原位測試結(jié)果的不同，將地區(qū)性經(jīng)驗關(guān)系充分利用起來，進而就水上勘察區(qū)域的巖土層物理力學(xué)指標以及參數(shù)與地基承載力等合理評估。另外，也要注重將各原位測試間與其鉆探、室內(nèi)試驗的有關(guān)參數(shù)進行對比分析，而且還應(yīng)該根據(jù)工程實際情況，并綜合考慮到水上勘察區(qū)域的具體地質(zhì)條件，充分考慮到原位測試過程中工具試驗方法的應(yīng)用，而且還要加強對影響因素的分析。

3.2 水上勘察中原位測試的適用條件分析

在水上勘察過程中，要根據(jù)水上勘察工程項目實際情況，對現(xiàn)場建筑類型、勘察技術(shù)要求以及水上勘察區(qū)域的地質(zhì)條件等，選擇合適區(qū)域地層的原位測試方法。本文主要對觸探測試方法及十字板剪切試驗測試方法進行了討論。

3.2.1 靜力觸探測試方法分析

所謂靜力觸探試驗，主要指利用靜力將探頭以一定的速率壓入土層，隨后再利用探頭里的主力傳感器，把土層的阻力轉(zhuǎn)換為電信號，并借助儀表測量進行試驗。而且，靜力觸探測試方法大多數(shù)情況下更加適合應(yīng)用于軟土、粉土、沙類土、黏性土乃至包含少量碎石的土層，靜力觸探測試方法具備勘探與測試雙重的功能及作用，其效果也十分顯著。

3.2.2 十字板剪切測試方法分析

所謂十字板剪切試驗，主要指通過標準十字板探頭插入土層中的試驗深度，隨后再借助一定速率進行扭轉(zhuǎn)，測量土破壞過程中抵抗力矩，進而有效測定土的不排水抗剪強度以及殘余抗剪強度，并獲取有效的測試數(shù)據(jù)。十字板剪切測試方法適用于飽和軟弱狀黏土的不排水抗剪強度以及靈敏度等參數(shù)，一般測試深度超過30m 的土層不適用。對那些包含礫石、沙塵、貝殼殘余、樹根或有大量未分解的植物根系等土層不適用，因為貫入設(shè)備和靜力觸探是通用的，所以其適用于軟土層，在水上勘察工作過程中，可以綜合實際情況將兩者聯(lián)合使用，有利于提升水上勘察效益，并能盡可能地降低勘察成本。

4 結(jié)語

總而言之，要重視水上勘察原因測試方法的研究應(yīng)用，要綜合了解現(xiàn)階段水上勘察中原因測試方法應(yīng)用中存在的問題，并提出相應(yīng)的改進措施。在原位測試方法應(yīng)用過程中，要重視整合水上勘察行業(yè)的設(shè)施設(shè)備，要注重提升設(shè)施設(shè)備的利用效益，加強人力資源的合作，而且，還要重視根據(jù)水上勘察原位測試發(fā)展的實際情況，加大新儀器設(shè)備的研發(fā)力度，進而不斷提升水上勘察原位測試工作效益。