轻型静力触探技术在县级小型水利工程中的应用

张国庆

静力触探是地基土勘察技术中的一种原位测试方法，兼具勘探和测试双重功能，能比较直观地了解所测试土层的性状，20世纪60年代以来在国内外工程实践中应用越来越广泛，并由机械化进入到自动化程度很高的电子量测阶段，其快速、准确、轻便的特点深受国内外勘察、设计和施工单位的欢迎。

一、静力触探的原理与特点

1.静力触探的原理

静力触探是通过静压力装置将装有传感器的触探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测仪器将探头在土层中受到的贯入阻力记录下来，并将该阻力与土的物理力学性质指标建立地区性的相关关系，利用这些相关关系便可确定该地区土的某些物理力学性质或承载力，以此来了解土层的工程性质。静力触探技术主要用于查明地基土特性、划分土层、确定地基土的变形模量和天然地基承载力以及地基土的其他物理力学指标、检验地基处理和地基加固的质量、判别砂土的液化、选择桩基持力层等方面。

2.静力触探技术的特点

静力触探与常规的钻探相比有着很大的优点，表现在：①采用电测探头，灵敏度高，能反映土层在垂直方向的细微变化，也能连续测出土层的贯入阻力，从而可了解整孔的土层状况，得到完整的柱状图；②由于静力触探创造性地改变了常规勘察方法中必须进行的钻孔、取样、土工试验三道工序，直接以触探指标来提供地基参数，因而可缩短勘探周期；③改变了以往原位测试取样困难或土样的扰动、失水等对勘察质量的影响，使勘察质量大为提高；④可直接测出桩基设计必需的基本参数，静力触探的触探头入土时与预制桩打入时的工况较为接近，可看作是一小直径桩的现场载荷试验，可以为桩基设计解决关键问题；⑤省力、方便，能提高工效，降低劳动强度。除上述优点外，因探头材料等问题，静力触探尚不适用于卵石层及特别硬的土层，也不能查明地下水位埋深。

二、各种勘探手段的比较

1.静力触探与其他勘探手段的比较

地基勘探的手段较多，除静力触探外，还有螺纹钻及其他类型的钻机等，相比而言各有特点（如表1）。静力触探特别适合于时间要求紧，需当场了解土层力学性状的工程项目。

2.各种类型静力触探设备的比较

由于静力触探设备种类、记录方式较多，目前工程中常用的静力触探测试设备情况见表2。

三、轻型静力触探及其应用

1.轻型静力触探的特点

表1 各种勘探手段比较

表2 静力触探设备比较

表3 静力触探在滨海县中小型水利工程中的应用

轻型静力触探通常指3T、2T的静力触探测试仪，均采用手工摇动，不用电源，以链条传动上下静探杆，操作简单。设备总高1.3m左右，占地仅0.5m2，整机可拆卸，搬移方便。

2.轻型静力触探在滨海县中小型水利工程中的应用

（1）滨海县中小型水利工程的特点

滨海县中小型的水利工程主要包括一些桥梁、泵站、涵闸、驳岸等，其特点是投资规模较小，时间要求很紧，建设位置偏僻，交通运输不便等，而且测试基地范围小，并且有些地段不适合大型设备的进出及施工。根据各种测试手段的分析，认为轻型静力触探在中小型水利工程的前期勘探中能发挥重要作用，更显其灵活、快速、准确的优点。

（2）轻型静力触探的应用情况

滨海县早在20世纪90年代就在水利工程中应用静力触探，根据中小型水利工程特点，经过仔细研究各种勘探设备的特点及适合范围后，认为县市一级的小型勘测单位，配备轻型静力触探测试仪，辅以螺纹钻了解浅部土层，加上不断积累的工程经验，可以满足正常的前期工作需要。通常的控制深度基本可按下列原则掌握：农桥20～25m；小型涵闸15～20m；小型泵站15～20m；河道挡墙5～10m。根据静探测试曲线的线型特点，结合区域土层资料进行综合分析，可以获取满足设计的各项指标。

①2007年滨海县滩涂围垦项目基础设施配套中有几座桥梁，因方案选择及总投资估算需及时了解基地的土质情况，由于线路长且沿线又缺乏电源，故选用了配备有多功能测量仪的轻型静力触探设备，达到了及时、直观、准确的效果。

②翻身河交通桥位于滨海县滨海港镇，桥址离最近的机耕路1km以上，交通不便，一般勘探设备很难运输到位，故采用轻型静力触探作为主要勘探手段，辅以螺纹钻等了解土质情况，为桥梁设计提供了基础资料，满足了设计要求，达到了预期目的。

③淮河入海水道渠北排灌处理工程中的天场排涝站位于淮河入海水道北侧淤土段，原老站位于入海水道堤线以内，拟拆除后在堤外新建低洼地排涝站。工程建设前期正值入海水道河道开挖高峰期，区域内交通不便，新建站址位于待拆迁民房下，尚未拆除就要进行前期勘探，也选用了轻型静力触探，既保证了民房的安全，又提前做好了前期工作，为泵站的设计、新建发挥了作用。

④滨海县城新城区建设南湖整治中，南湖为建设县行政办公中心取土剩下了大水坑，设计人员根据沿湖面杂乱、尚不成岸线、勘探作业区狭小、移位搬点频繁、驳岸线较长、电源较难保证等特点，利用轻型静力触探解决了各种矛盾，满足了建设需要。

近年来，滨海县县级水利工程面广量大，大量的小型水利工程开工建设，时间紧，要求高，使静力触探技术得到了全面运用，参与了新城区、开发区、滩涂围垦及农水配套的桥梁工程，小型泵站改建的小型泵站、涵闸工程，河道两侧的挡墙护岸等工程的建设。设备的应用情况见表3。

2003年，3T静探测试仪进行局部改装，一侧安装了电动机，以电传动，使之可电动、手摇两用，并将测试仪与笔记本式电脑相联通，实现了测试、记录、储存、整理同步，使野外测试做到快速、准确、高效，为滨海县的中小型水利工程设计提供了可靠保证。

四、结语

轻型静力探触能快速、精确获得测试数据，十分适合县级基层小型工程的特点，能迅速为领导决策、设计前期工作提供科学依据。轻型静力触探适应性强，不仅能很好地为水利工程服务，同样也适合于其他行业，为地方经济建设服务，应用前景广阔■