雖說我國地大物博,勘探技術也取得了顯著的進步,但是說到能源勘探、工程勘探這仍然是一個艱巨的工程。本文天功測控小編整理了幾大常用的巖土工程勘探方法,對比了各勘探方法的優缺點,供行業朋友借鑒參考。
巖土工程勘探常見的幾種測試方法有:圓錐動力觸探試驗、靜力觸探與鉆探法、標準貫入試驗,根據不同市區地形環境,天功測控小編建議采用不同的鉆探方法。
1、圓錐動力觸探試驗
圓錐動力觸探試驗是用一定質量的重錘(10kg、63.5kg、120kg),以一定高度(76cm)的自由落距,將標準規格的圓錐形探頭貫入砂土和砂卵石中,根據打入砂土和砂卵石中一定距離所需的錘擊數,判定砂土和砂卵石的密實度和力學性能,具有勘察和測試雙重功能。圓錐動力觸探試驗共分三類:輕型(10kg)、重型(63.5kg)、超重型(120kg)。輕型動力觸探的優點是輕便,對于施工驗槽、填土勘察、查明局部軟弱土層、洞穴等分布,均有實用價值。重型動力觸探是應用最廣泛的一種,其規格標準與國際通用標準一致。超重型動力觸探適用于碎石土。圓錐動力觸探試驗要執行《巖土工程勘察規范》GB50021-2001(2009年版)。
2、靜力觸探與鉆探
現在,巖土工程勘察技術手段呈現出多樣化的發展方向。這些勘察手段有著各自的適用條件。各個地區都要根據本地區自身的地質特點和土層性質來選擇合適的勘察手段。根據多年勘察成果來看,在洛陽市盆地區域及偃師市大部分地區基本上都是由河流沖洪積形成的粉土、粉質粘土、粘土等組成的軟土地層。在本地區,最主要依靠的勘察手段就是:回轉螺旋鉆探、靜力觸探、動力觸探。
靜力觸探試驗是用靜力勻速將標準規格的探頭壓入土中,同時量測探頭阻力,測定土的力學特性,具有勘探和測試雙重功能。在洛陽地區的巖土勘察項目都是采取鉆探和靜探兩種勘探手段。目的是利用這兩種手段的優點,相互取長補短,以此來準確掌握地層分布狀況以及各地層土質的物理力學性質,來為工程設計者提供相關的數據支持。
相比靜力觸探,鉆探的優點是:對各種土質能有直觀的認識和辨別,并相應地采取土樣、水樣以進行室內實驗分析,同時還可以進行標準貫入、圓錐動力觸探等原位測試。鉆探的缺點主要是:對薄層和夾層揭露不明顯,受到鉆頭螺旋回轉或者泥漿護壁的影響,有可能擾亂薄層和夾層。
相比鉆探,靜力觸探的優點是:地層數據相對準確,地層劃分清晰明了。并且可以對地層的承載力有一個初步判定。靜力觸探的缺點是:無法取得水樣或者土樣來進行室內實驗分析。
由于鉆探和靜力觸探這兩種勘探手段各自優、缺點比較明顯,而且具有比較強的互補性,所以,在實際的工程巖土勘察工作中,我們常把這兩種勘察手段綜合使用。采用相互對比的方法的來提高勘察的準確性。利用靜力觸探的數據準確性來劃分地層,以及提供地基承載力和壓縮模量等數據的參考值,利用鉆探來獲取土樣和水樣來進行室內實驗分析。
3、標準貫入試驗
標準貫入試驗是用質量為63.5kg的穿心錘,以76cm的落距將標準規格的貫入器,自鉆孔預打15cm,記錄再打入30cm的錘擊數,判定土的力學特性。標準貫入試驗僅適用于砂土、粉土和一般粘性土,不適用于軟塑~流塑軟土。
標準貫入實測擊數受機具設備、鉆桿接頭的松緊、落錘方式、導向桿的摩擦、操作水平及其他偶然因素等支配會產生誤差,需要對標貫擊數N值進行合理的修正。國內長期以來著重考慮桿長修正,桿長修正是依據牛頓碰撞理論,桿件系統質量不得超過錘重二倍,限制了標貫使用深度小于21m,但實際使用深度已超過21m,最大深度已達100m以上。通過實測桿件的錘擊應力波,發現錘擊傳輸給桿件的能量變化遠大于桿長變化時能量的衰減,故建議不作桿長修正的N值是基本的數值,但考慮到過去建立的N值與土性參數、承載力的經驗關系,所用N值均經桿長修正,而抗震規范評定砂土液化時,N值又不作修正。故在實際應用N值時,應按具體巖土工程問題,參照有關規范考慮是否做桿長修正或其他修正。勘察報告應提供不作桿長修正的N值,應用時再根據情況考慮修正或不修正,用何種方法修正。
由于N值的離散性較大,故在利用N值解決工程問題的時侯,應持謹慎的態度,依據單孔標貫資料提供的設計參數是不可信的,在分析整理時,應剔除個別異常的N值。依據N值提供定量的設計參數時,應有當地的經驗,否則只能提供定性的參數,供初步評定用。
巖土工程勘察面臨的問題復雜多變,對巖土勘探技術的要求越來越高,作為地質專業工作人員,需要準確了解所處地區的地質情況,合理地運用各種巖土工程勘探手段,做好巖土工程勘探工作。