【摘要】 本文通过工程实例论证了采用静力触探试验、轻型动力触探试验等综合原位测试方法对回填土均匀性、密实度等检测的可行性。
【关键词】 静力触探 轻型动力触探 回填土 均匀性 压实系数
1 概述
原位测试是土体基本不扰动的原位状态下，以一定的手段、方法测定土体的物理、力学特性参数的试验技术。原位测试能更直接、客观、准确地获取工程设计和施工所需的有关参数。
土体原位测试试验包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁板侧胀试验、轻型动力触探试验、现场直剪试验、波速测试等。由于原位测试试验设备大多相对简单、易操作、安全性高、数据可靠，并具有快速、经济和节省人力等独特的优点。因此，土体原位测试在近40年工程实践中已被大量应用于软土地区的勘察工作中，得到了行业的大力提倡和推广使用。
2 几种常用土体原位测试基本原理及其成果应用
2.1 静力触探试验
2.1.1 基本原理
静力触探试验的基本原理是用准静力将一个内部装有传感器的触探头以均速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供浅基础承载力、选择桩尖持力层等工程地质勘查目的。
2.1.2 成果应用
静力触探试验适用于粘性土、粉性土、砂土。可根据工程性质、地基土特性、设计技术要求等选用单桥、双桥、孔压等探头，有条件时刻选用多功能探头（孔压、地震波、电阻率、数字图像等功能）。根据试验资料绘制静力触探试验曲线，如单桥探头的比贯入阻力ps～h曲线，其他多功能探头的锥尖阻力Rf～h曲线、侧摩阻力fs～h曲线，孔隙水压力ui～h曲线、孔压消散ut～lgt曲线、倾斜度θ～h曲线等。静力触探成果的应用通常有以下几点：
⑴、查明土性变化，划分土层；
⑵、估算土的力学参数；
⑶、估算地基土承载力；
⑷、判别场地地基液化；
⑸、选择桩基持力层、判别沉桩可能性、估算单桩极限承载力；
⑹、湿陷性黄土地基用于查找浸水湿陷的范围和界限；
⑺、检查填土及其他人工加固地基的密实程度和均匀性，检验地基处理效果等。
2.2 轻型动力触探试验
2.2.1 基本原理
轻型动力触探试验是利用一定的锤击能量（锤重10kg），将一定规格的圆锥探头打入土中，根据贯入锤击数判别土层的类别，确定土的工程性质，对地基土做出综合评价的一种试验方法。
2.2.2 成果应用
轻型动力触探试验适用于浅层的素填土、冲填土、粘性土、粉性土和砂土，通常将试验成果绘制成锤击数N10与深度h的关系曲线，剔除异常值后可进行分层统计。轻型动力触探试验成果的应用通常有以下几点：
⑴、利用触探曲线进行力学分层；
⑵、评价填土均匀性和密实度，确定填土承载力；
⑶、检验地基加固效果。
3 工程实例
3.1 工程概况
工程项目为上海市嘉定区某工业园建造的物资储备仓库，该仓库主要储存铜、锌有色金属等。根据设计要求，库房地坪荷载12吨/平方米，回填土压实系数应达到0.96。但在总包施工图纸设计交底会上，设计单位和总包单位在基础施工现场开挖时对回填土的压实系数等提出了疑义。业主聘请专家进行咨询，一致要求对该仓库1号仓库的施工回填土进行勘察检测工作。本单位受建设单位委托对该仓库地基进行勘察工作。
3.2 勘察目的
本次勘察的目的是检测拟建场区地基浅部回填土的功能性和均匀性，为本工程专家评审和设计采取针对措施提供可靠的勘察成果和依据。
本次勘察共施工勘探孔196个，其中静力触探孔43个，轻型动力触探孔76个，小螺纹孔77个。
3.4 勘察成果
3.4.1 浅部地基土分布、构成与特征
根据本工程特点，本次勘察场地内填土分层主要结合野外地质编录、原位测试成果和室内土工试验，按其工程地质特性将其分为A层、B层、C层三类。
其中A层填土由碎石、砖块、石灰、建筑垃圾和淤泥质粘性土组成，土质混杂，不均一，土性差。B层填土以粘性土为主，含植物根茎和腐植物，含少量贝壳碎片和小块碎石；局部段中下部夹较多砖块、碎石等杂物，土质较差。该层土土质总体较A层土稍均一。C层为浜填土，以淤泥质土为主，含腐植物、生活垃圾和砖块、碎石等杂质，土质较差，主要分布于原罗家村河部分区段。
3.4.2 填土工程性质分析与评价
⑴、填土工程性质
根据本次勘察，将场地内填土分为A层、B层、C层，共三层，土性均为杂填土。
A层填土，主要为杂填土，其土料构成为碎石、砖块、石灰、建筑垃圾和淤泥质粘性土，土质混杂，土性不均一，密实度较差。其承载力和压实性均难以满足设计要求。
B层填土以粘性土为主，土质较A层土稍均一，表层轻便动力触探击数N10均大于25击，其承载力特征值可达120kpa，但需注意其土性不均，且其中下部局部区段夹碎石、砖块，土质较差。
C层为浜填土，土质较差。
本次勘察地基土承载力特征值fak值系在原位测试和室内土工试验数据统计成果基础上，根据规范公式计算、查表等方法，并结合工程经验综合确定。原位测试成果确定天然地基承载力值主要根据《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2012）【1】表14.4.4确定，即：
⑴静力触探试验：一般粘性土fk=68+0.135ps，素填土fk=54+0.108ps；
⑵轻便触探试验：素填土fk=80+4.0N10；
其中ps为静探比贯入阻力（kPa），N10为轻便触探试验锤击数（击/30cm），上述原位测试统计值当土质较均匀是宜取平均值，当土质不均匀时取最小平均值。地基土承载力特征值仅作为评价土层工程特性之用，设计时应根据实际基础的形状、尺寸和埋深进行计算。
⑵、填土击实试验
本次勘察过程中，根据野外编录成果在场地内选取了5个杂质相对较少的孔位，并在其附近选点分别在0.8或1.2m不同深度处采取了击实土样（去除杂质后）和原状样，并由试验室进行了室内轻型击实试验和原状样的土工试验。
3.5 结论与建议
⑴、根据本次勘察，本工程场地浅部填土土性均为杂填土，土性不均。
⑵、场地内B层填土，土质虽稍好，但其压实度平均值为86.3%，仍难以满足设计要求，建议设计采取其他适当的地基加固措施或结构措施。
⑶、建议建设单位进行载荷试验，以复核填土的地基承载力。
4 结束语
本工程通过运用静力触探试验、轻型动力触探试验并辅之以小螺纹钻孔和室内试验，有效的查明了工程区内浅部回填土层的构成及物理力学性质，为判断回填土的密实程度和均匀性提供了充分的依据，从而达到了本次勘察的目的。
参 考 文 献
【1】 上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2012）；
【2】 《工程地质原位测试》，河海大学，2001年元月；
【3】 行业标准《静力触探技术标准》（CECS04：88）。
【关键词】 静力触探 轻型动力触探 回填土 均匀性 压实系数
1 概述
原位测试是土体基本不扰动的原位状态下，以一定的手段、方法测定土体的物理、力学特性参数的试验技术。原位测试能更直接、客观、准确地获取工程设计和施工所需的有关参数。
土体原位测试试验包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁板侧胀试验、轻型动力触探试验、现场直剪试验、波速测试等。由于原位测试试验设备大多相对简单、易操作、安全性高、数据可靠，并具有快速、经济和节省人力等独特的优点。因此，土体原位测试在近40年工程实践中已被大量应用于软土地区的勘察工作中，得到了行业的大力提倡和推广使用。
2 几种常用土体原位测试基本原理及其成果应用
2.1 静力触探试验
2.1.1 基本原理
静力触探试验的基本原理是用准静力将一个内部装有传感器的触探头以均速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供浅基础承载力、选择桩尖持力层等工程地质勘查目的。
2.1.2 成果应用
静力触探试验适用于粘性土、粉性土、砂土。可根据工程性质、地基土特性、设计技术要求等选用单桥、双桥、孔压等探头，有条件时刻选用多功能探头（孔压、地震波、电阻率、数字图像等功能）。根据试验资料绘制静力触探试验曲线，如单桥探头的比贯入阻力ps～h曲线，其他多功能探头的锥尖阻力Rf～h曲线、侧摩阻力fs～h曲线，孔隙水压力ui～h曲线、孔压消散ut～lgt曲线、倾斜度θ～h曲线等。静力触探成果的应用通常有以下几点：
⑴、查明土性变化，划分土层；
⑵、估算土的力学参数；
⑶、估算地基土承载力；
⑷、判别场地地基液化；
⑸、选择桩基持力层、判别沉桩可能性、估算单桩极限承载力；
⑹、湿陷性黄土地基用于查找浸水湿陷的范围和界限；
⑺、检查填土及其他人工加固地基的密实程度和均匀性，检验地基处理效果等。
2.2 轻型动力触探试验
2.2.1 基本原理
轻型动力触探试验是利用一定的锤击能量（锤重10kg），将一定规格的圆锥探头打入土中，根据贯入锤击数判别土层的类别，确定土的工程性质，对地基土做出综合评价的一种试验方法。
2.2.2 成果应用
轻型动力触探试验适用于浅层的素填土、冲填土、粘性土、粉性土和砂土，通常将试验成果绘制成锤击数N10与深度h的关系曲线，剔除异常值后可进行分层统计。轻型动力触探试验成果的应用通常有以下几点：
⑴、利用触探曲线进行力学分层；
⑵、评价填土均匀性和密实度，确定填土承载力；
⑶、检验地基加固效果。
3 工程实例
3.1 工程概况
工程项目为上海市嘉定区某工业园建造的物资储备仓库，该仓库主要储存铜、锌有色金属等。根据设计要求，库房地坪荷载12吨/平方米，回填土压实系数应达到0.96。但在总包施工图纸设计交底会上，设计单位和总包单位在基础施工现场开挖时对回填土的压实系数等提出了疑义。业主聘请专家进行咨询，一致要求对该仓库1号仓库的施工回填土进行勘察检测工作。本单位受建设单位委托对该仓库地基进行勘察工作。
3.2 勘察目的
本次勘察的目的是检测拟建场区地基浅部回填土的功能性和均匀性，为本工程专家评审和设计采取针对措施提供可靠的勘察成果和依据。
本次勘察共施工勘探孔196个，其中静力触探孔43个，轻型动力触探孔76个，小螺纹孔77个。
3.4 勘察成果
3.4.1 浅部地基土分布、构成与特征
根据本工程特点，本次勘察场地内填土分层主要结合野外地质编录、原位测试成果和室内土工试验，按其工程地质特性将其分为A层、B层、C层三类。
其中A层填土由碎石、砖块、石灰、建筑垃圾和淤泥质粘性土组成，土质混杂，不均一，土性差。B层填土以粘性土为主，含植物根茎和腐植物，含少量贝壳碎片和小块碎石；局部段中下部夹较多砖块、碎石等杂物，土质较差。该层土土质总体较A层土稍均一。C层为浜填土，以淤泥质土为主，含腐植物、生活垃圾和砖块、碎石等杂质，土质较差，主要分布于原罗家村河部分区段。
3.4.2 填土工程性质分析与评价
⑴、填土工程性质
根据本次勘察，将场地内填土分为A层、B层、C层，共三层，土性均为杂填土。
A层填土，主要为杂填土，其土料构成为碎石、砖块、石灰、建筑垃圾和淤泥质粘性土，土质混杂，土性不均一，密实度较差。其承载力和压实性均难以满足设计要求。
B层填土以粘性土为主，土质较A层土稍均一，表层轻便动力触探击数N10均大于25击，其承载力特征值可达120kpa，但需注意其土性不均，且其中下部局部区段夹碎石、砖块，土质较差。
C层为浜填土，土质较差。
本次勘察地基土承载力特征值fak值系在原位测试和室内土工试验数据统计成果基础上，根据规范公式计算、查表等方法，并结合工程经验综合确定。原位测试成果确定天然地基承载力值主要根据《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2012）【1】表14.4.4确定，即：
⑴静力触探试验：一般粘性土fk=68+0.135ps，素填土fk=54+0.108ps；
⑵轻便触探试验：素填土fk=80+4.0N10；
其中ps为静探比贯入阻力（kPa），N10为轻便触探试验锤击数（击/30cm），上述原位测试统计值当土质较均匀是宜取平均值，当土质不均匀时取最小平均值。地基土承载力特征值仅作为评价土层工程特性之用，设计时应根据实际基础的形状、尺寸和埋深进行计算。
⑵、填土击实试验
本次勘察过程中，根据野外编录成果在场地内选取了5个杂质相对较少的孔位，并在其附近选点分别在0.8或1.2m不同深度处采取了击实土样（去除杂质后）和原状样，并由试验室进行了室内轻型击实试验和原状样的土工试验。
3.5 结论与建议
⑴、根据本次勘察，本工程场地浅部填土土性均为杂填土，土性不均。
⑵、场地内B层填土，土质虽稍好，但其压实度平均值为86.3%，仍难以满足设计要求，建议设计采取其他适当的地基加固措施或结构措施。
⑶、建议建设单位进行载荷试验，以复核填土的地基承载力。
4 结束语
本工程通过运用静力触探试验、轻型动力触探试验并辅之以小螺纹钻孔和室内试验，有效的查明了工程区内浅部回填土层的构成及物理力学性质，为判断回填土的密实程度和均匀性提供了充分的依据，从而达到了本次勘察的目的。
参 考 文 献
【1】 上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2012）；
【2】 《工程地质原位测试》，河海大学，2001年元月；
【3】 行业标准《静力触探技术标准》（CECS04：88）。
