原位测试技术汇总

原位测试技术汇总
2022.08.03
原位测试是指在地层或土体的原位应力状态和天然含水率保持不变、原生结构不受或少受扰动的条件下，直接或间接地测定岩、土体各种工程特性、参数的试验方法，是岩土工程勘察的重要手段之一。

常用的原位测试方法主要有：载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验等。

岩土工程勘察时，应根据技术要求和地层条件选用合适的原位测试方法。

因旁压试验及扁铲侧胀试验对地层条件适用性要求相对较高，设备仪器相对复杂，致使其使用受到一定的限制，本文不讨论这两种方法。

1 常用原位测试方法的适用条件
1.1 载荷试验
载荷试验分平板载荷和螺旋板载荷两种，平板载荷适用于各类土、软质岩和风化岩体，螺旋板载荷适用于深层地基土及地下水位以下的软土、一般粘性土、粉土及砂类土。

深层平板载荷试验深度不应小于5m。

但载荷试验通常历时较长、成本较高，致使其使用频率受到一定影响。

1.2 圆锥动力触探
圆锥动力触探分为轻型、重型和超重型三种。

轻型适用于一般粘性土，重型及超重型适用于中砂以上的砂类土及碎石土。

轻型主要用于验槽和地基处理检测，重型在勘察及地基处理检测中大量使用，超重型应用较少，可用于密实的碎石土。

1.3 标准贯入试验
标准贯入试验适用于一般粘性土、粉土、砂类土、花岗岩类的风化壳和残积土。

标准贯入试验与圆锥动力触探试验配合使用，可进行各类土质及风化岩的原位测试，且设备轻便、操作简单、经验丰富，使之在当前岩土工程勘察中应用最为普遍。

1.4 静力触探试验
静力触探试验适用于软土、粘性土、粉土、砂类土及含少量碎石的土层。

手摇式轻型多用于较大设备难以进入的狭小场地的浅层测试。

全液压传动型除狭小场地外，使用普遍。

1.5 十字板剪切试验
十字板剪切试验适用于测定饱和软粘性土的不排水抗剪强度及灵敏度等参数，测试深度不宜大于30m。

由于其贯入设备与静力触探通用，且都用于软土地区，因此二者通常联合使用，并与钻探取样成果结合，大大提高勘察效率，降低勘察成本，丰富成果参数。

2 常用原位测试方法的成果应用
不同的原位测试方法能获得的测试参数也不尽相同，一些参数可以通过多数原位测试方法取得，另一些参数则只能通过特定的方法才能获得。

静力触探、圆锥动力触探及标准贯入试验最适合用于确定桩端持力层，估算单桩承载力，判断沉桩的可能性，也都可以用来判定岩土的塑性状态、密实度以及检测地基处理效果等。

标准贯入试验、静力触探成果可用来判定饱和粉土、砂土的地震液化，标贯试验还可以确定粘性土的无侧限抗压强度。

除十字板剪切试验外的其他几种原位测试方法均可测定岩土的变形参数，载荷试验、静力触探、十字板剪切试验还可测定粘性土的不排水抗剪强度。

静探孔压消散曲线可估算土的固结系数和渗透系数；十字板试验可测定土的灵敏度，确定软土路基临界高度，判定软粘土的固结历史。

2.1 载荷试验
载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载力、变形模量和基床系数，还可以估算地基土的不排水抗剪强度。

载荷试验是确定承载力最直接、最接近于建筑物实际使用状态的方法，其余方法均是通过与载荷试验结果对比，利用经验关系确定地基承载力。

2.2 圆锥动力触探
应用圆锥动力触探可进行力学分层，评定土的均匀性、状态、密实度及土的强度、变形参数、地基承载力，查明土洞、滑动面、软硬土层界面，检测地基处理效果，选择桩基持力层和估算单桩承载力，进行基坑验槽等。

2.3 标准贯入试验
标准贯入试验用于取扰动样，鉴别土的类别，确定粘性土的塑性状态和无侧
限抗压强度、砂土密实度、天然地基承载力和地基土变形参数、抗剪强度，估算单桩极限承载力和锚杆抗拔力，判断沉桩的可能性，判定饱和砂土地、粉土的地震液化的可能性及液化等级，确定花岗岩类的风化程度。

2.4 静力触探试验
应用静力触探试验成果可进行力学分层，估算土的塑性状态或密实度、强度、压缩性、地基承载力，估算土的变形指标、软粘土的不排水抗剪强度、砂土的内摩擦角、饱和粘性土的天然重度，选择桩端持力层，估算单桩承载力、沉桩阻力，检查填土及其他人工加固地基的密实程度和均匀性，进行液化判别等。

湿陷性黄土地基用于查找浸水湿陷的范围和界线。

根据孔压消散曲线可估算土的固结系数和渗透系数。

2.5 十字板剪切试验
十字板剪切试验用于计算各试验点的不排水抗剪峰值强度、残余强度、重塑土强度和灵敏度，确定地基承载力、单桩承载力，确定软土路基临界高度，计算边坡稳定，检验地基加固改良的效果，判定软粘性土的固结历史。

3 结语
目前常用的岩土工程原位测试方法主要有载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验等，可根据不同的地层条件及工程要求选用不同的原位测试方法。

载荷试验是最直接、最真实确定地基承载力的原位测试方法。

甲类建筑、重要的乙类建筑以及处理后的复合地基，应采用载荷试验确定地基承载力。

一般的乙类及丙类建筑，可根据其他原位测试方法及室内土工结合地区经验综合确定地基承载力及变形等参数。

圆锥动力触探、标准贯入试验设备轻便，操作简单，适用性强，前人经验丰富，是岩土工程勘察中最常用的原位测试方法。

通常使用这两种方法并与室内土工试验成果结合，就能确定出所需的各类参数，满足勘察任务和精度要求。

在软土地区进行岩土工程勘察时，适当采用静力触探试验和十字板剪切试验与钻探取样相结合，可大大提高勘察效率，降低勘察成本，丰富取得的参数，起到事半功倍的效果。