静力触探（CPT）在岩土工程勘察中的应用

■　王超真

（中铁工程设计院（天津）有限公司天津300011）

静力触探（CPT）在岩土工程勘察中的应用

■王超真

（中铁工程设计院（天津）有限公司天津300011）

静力触探技术是一种原位测试技术，具有高效、快速、便捷等特点，在岩土工程行业中的应用十分广泛。尤其是在岩土工程勘察中，更是发挥了重要的作用。在实际应用中，该技术能够对土层进行划分，对土名加以确定，确定地基土的承载能力和变形指标，同时对单桩承载力进行估算，还能够判别砂土的液化。对于岩土工程勘察来说，有着极为重要的意义。

静力触探(CPT)岩土工程勘察液化判定应用

0　引言

静力触探技术是将探头利用静力向土层中以一定的贯入速率压入，在探头当中有电子量测器，对贯入过程中受到的阻力进行测量和记录，并根据探头所受阻力的大小，对土壤的力学性质、物理性质等进行间接的判断。坡残土、砂土、粉土、一般粘性土、饱和软粘土等土层，都可以利用该技术进行测试。通过静力触探技术，能够对土层入阻力进行现场测试，并且得到土壤的相关性质。相比于钻探等常规的勘探方法，具有较为明显的优势。

1　液化判定

在砂土液化的判定当中，单桥静力触探技术和双桥静力触探技术的相关应用公式，是在对唐山地震不同烈度区试验资料采用判别函数法进行统计分析的基础上得出的。在铁道部发布的铁路工程地质原位测试规程、铁路工程抗震设计规范等相关的技术标准当中，将此种砂土液化的判定方法进行了纳入。在判定饱和粉土、饱和砂土的液化过程中，得到了十分良好的应用。利用双桥静力触探技术测得锥尖阻力，或是利用单桥静力触探技术测得比贯入阻力，可以建立相应的判定公式。在判定公式的建立过程中，涉及到饱和土双桥静力触探锥尖阻力临界值，结合地震烈度确定的饱和土液化判定锥尖阻力基准值，不同土类的土性综合影响系数，地下水位深度，以及上覆非液化土层的厚度等参数。在实际计算过程中，如果液化锥尖阻力临界值在实际测得锥尖阻力值以上，则可判定该土为液化土。该种液化判定方法是用标准贯入试验方法进行液化判定的有力补充。

2　单桩承载力的估算

从某种程度上来看，静力触探试验与小直径桩的现场贯入试验基本相似，其土层贯入机理与预制桩贯入机理相似。因此，对预制桩极限承载力，可以采用静力触探技术进行预测和估算。在这一领域中，我国相关技术已经趋于成熟，相关的经验也较为丰富。在建筑桩基技术规范中，也纳入了这一技术方法。利用单桥静力触探技术，能够测量得出贯入阻力，或是根据侧阻力和双桥静力触探得出的锥尖阻力，对单桩承载力进行估算。在实际应用中，双桥静力触探方法在我国南方应用较多，以此结合相应公式，对预制桩单桩竖向极限承载力进行估算。在公式计算当中，涉及到了土层探头平均侧阻力，桩端平面上下探头的阻力，探头阻力加权平均值，桩端阻力修正系数，桩侧阻力综合修正系数等参数。通过实际估算，能够辅助分析预制桩沉桩的可行性，并为选择成桩工艺提供借鉴。在灌注桩单桩承载力的估算当中，亦可利用静力触探技术。不过，静力触探的贯入机理与灌注桩成桩机理之间，存在着一定的差距，同时灌注桩影响承载力的因素复杂。因此，在利用静力触探对灌注桩承载力进行估算的过程中，应当进行相应的处理。

3　地基土承载力的测量

对于地基土的承载力，可利用静力触探技术进行测试。在实际测试中，对比分析土层原位荷载试验得出的土比例界限值，以及通过静力触探得出的相关结果。在分析两部分数据信息的基础上，对特定土性、特定地区进行相关经验公式的建立。再结合较为明显的经验性和地域性特点。在我国当前应用较为广泛的经验公式中，其建立依据主要是利用单桥静力触探技术得出的贯入阻力。

4　地基土变形指标的测量

在地基土变形指标的测量中，采用静力触探技术，对比室内土工试验得出的压缩模量、原位荷载试验得出的土变形模量、静力触探测量得出的结果等参数。统计和分析这些结果之间的线性相关，针对统计区域，进行变形指标、静力触探指标的建立，然后采用一元一次方程式，结合相关的经验系数进行计算。

5　土层的划分和土名的确定

由于不同的土层具有不同的软硬程度，因此，在不同土层当中，贯入探头所受的阻力也有所不同。因此，根据贯入不同土层所受到的阻力等参数大小，可以对土层进行力学分析。再结合土层钻探多处的取土试验、土性、土层等结果，可以通过对比分析对土层的深度和土名加以确定。在单桥静力触探当中，分类的主要依据是根据比贯入阻力线性特征实现的[4]。在双桥静力触探当中，主要是根据土层摩阻比、锥尖阻力等参数来划分土层的类别。相比于单桥静力触探，双桥静力触探在土层划分中，能够得到更为准确的结果。在土类划分的过程中，主要有Olsen和Malone分类法、Douglas和Olsen分类法、I.W.Scarle分类法、Sanglerat分类法、Schmertmaan分类法等。而在我国，铁道部提出在静力触探技术规则中提出了根据Rf指标和qc指标，结合双桥探头测量的分类方法，应用较为成熟和广泛。利用这种方法，能够对砂土、粉土、软粘土、一般粘性土等进行分类。

6　结语

静力触探技术是一种应用十分广泛的原位测试技术，在岩土工程领域具有重要的意义，在实际应用中也都取得了较为理想的效果。在岩土工程勘察当中，静力触探技术是一种重要的原位测试手段和勘察手段，能够有效的判定砂土液化、估算单桩承载力、测试地基土承载力、测量地基土变形指标、划分土层以及确定土名等。通过这些作用和效果的发挥，对于岩土工程的顺利实施有着十分良好的意义。

[1]曲广生,梁春花,陈彦群.静力触探在沙漠地区岩土工程勘察中的应用 [J].露天采矿技术,2010,02:18-19+21.

[2]陈培雄,刘奎,吕小飞,李冬,王振红.静力触探技术在东海陆架工程勘察中的应用研究 [J].海洋学研究,2011,04:71-76.

[3]王辉,王荣芳.静力触探在工程勘察中的应用简介 [J].科技资讯,2013,04:86.

[4]梁文成,林吉兆,杜宇.海床式静力触探设备在海上工程勘察中的应用 [J].水运工程,2013,07:19-21.

P624[文献码]B

1000-405X（2016）-3-154-1