摘 要：静力触探试验（Cone Penetration Test）是一种工程勘察中常用的原位测试方法，在我国已有将近60年的应用历史。它不仅操作简单、贯入速度快、劳动强度低，并且经济性较好、连续性及重复再现性好。为了更好的将静力触探技术运用在公路工程勘察中，分析了对静力触探技术的工作原理，探讨了静力触探技术在公路路基工程中的应用实例，有利于静力触探在公路工程勘察中的广泛运用。 

关键词：静力触探;公路路基;工作原理

1 静力触探的工作原理

静力触探是指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。静力触探加压方式有机械式、液压式和人力式三种。静力触探在现场进行试验，但不适于卵石、砾石地层。将静力触探所得比贯入阻力（Ps）与载荷试验、土工试验有关指标进行回归分析，可以得到适用于一定地区或一定土性的经验公式，可以通过静力触探所得的计算指标确定土的天然地基承载力。

2 静力触探适用条件及特点

（1）静力触探的适用条件。静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。就黄河下游各类水利工程、工业与民用建筑工程、公路桥梁工程而言，静力触探适用于地面以下50m内的各种土层，特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察。

（2）静力触探的特点。静力触探既是一种原位测试手段，也是一种勘探手段，它和常规的钻探——取样——室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等特点。此外，在采用桩基工程勘察中，静力触探能准确地确定桩端持力层等特征也是一般常规勘察手段所不能比拟的。

3 工程概况

某公路工程全长约43公里。线路K37+260-K39+180段地貌为第四系全新统冲海积平原区，地势平坦，高程1.2-5.2米。路基段内分布的不良地质体主要为流-软塑状态的淤泥质粉质粘土，分布厚度一般0.5-4.0米。为满足设计要求、确保工程质量，快速确定实际的软弱层厚度，该路段采用了静力触探原位测试技术。

（1）静力触探实验成果分析适用范围。1）划分土层，判定土层类别，查明软、硬土层分布暗塘、古河床等不良地质作用发育范围等及土层在水平和垂直方向的均匀性。2）评价地基土的工程特性，并对一些岩土工程问题作出评价（确定地基土容许承载力、预估单桩承载力、压缩性质、粘性土的不排水抗剪强度、水平向固结系数，砂土的相对密度和内摩擦角）。3）探寻及确定桩端持力层，预估打入沉桩可能性和单桩承载力，提供可靠的桩基参数（单桩承载力、桩的极限侧阻力标准值、桩的极限端阻力标准值等。

（2）仪器设备。触探主机：应能匀速的将探头垂直压入土中，其额定贯入力和贯入速度应满足相关规定。贯入速率1.2m/min，误差正负5mm/s。

反力装置：可用地锚（一般配置2对，分布两侧）压重或车辆自重提供所需的反力。

探头：探头的结构按功能分为单桥探头、双桥探头、孔压探头。

探杆：一般触探主机配套钻杆有φ25mm、φ28mm两种型号，部分机型的探杆有φ38mm型。

测量系统：测量仪器可再用静态电阻应变仪、静力触探数字测力仪、电子电位差计、深度记录装置，还包括传感器接线盒、绝缘4芯线或8芯线、深度信号发生器、不同型号的探头、静探微机充电器、喷墨式打印机等。工作中常见的是采用溧阳科尔仪器有限公司生产的LMC-D310型静探微机。

4 公路路基中静力触探技术的应用

（1）软土力学性质的判定标准。建设部标准规定凡符合以下三项特征即为软土：①外观以灰色为主的细粒土;②天然含水量大于或等于液限;③天然孔隙比大于或等于1.01。交通部标准中规定软土鉴别如下：

1）天然含水量的测定含水量的变化将使得土的稠度、饱和程度、结构强度随之而变化，其测定可采用公路土工试验规程规定试验方法测定，软土天然含水量大于液限。 2）天然孔隙比天然状态下土的孔隙比称之为天然孔隙比，是一个重要的物理性指标，可用来评价天然土层的密实程度。其测定方法可测定土粒比重、土的干密度、土的天然密度、土的含水量等指标通过计算而得。软土天然空隙比大于1.0。3）十字板剪切强度十字板剪切强度Su≤35kPa。

但由于十字板试验不能获得连续的试验数据，所以各部门都在研究应用静力触探估算不排水抗剪强度，公路行业的规定将锥尖阻力qc<0.7MPa的土层统一归入软土。

静力触探试验数据现场对软土路段采用了静力触探试验技术，同时又采用原位标准贯入试验及取样室内试验对静力触探试验数据进行验证。

（2）试验分析。软土路基工程地质特征由试验数据分析，天然含水量高，平均值45.4%，大于液限平均值43.4%，天然孔隙比平均值1.11大于1.0，抗剪强度低，快剪内摩擦角小;直剪粘聚力小，且具有较强的触变性和蠕变形。综合考虑各项数据指标，提供软土体工程地质地基承载力基本容许值为60kPa，桩侧摩阻力标准值为16MPa。

（3）软土路基处理方案。由于路线范围内软土分布范围较小，且埋藏较浅，最深处达4.0米左右，故设计软土路基处理时可考虑为浅层处理。

1）换填法。适用于该段K37+260-K38+700段，该段软土分布较浅，厚度较小，一般小于2米，且易于挖除不适宜材料。处理这段地基，开挖前要做好排水防护工作，将开挖出的不适宜材料运走或现场处理，然后按要求分层回填，回填材料用砂砾、碎石等透水性材料。2）强夯换填法。适用于该段K38+700-K39+180段，该段软土分布较深，厚度较大，一般2-4米，且水位较高，不易挖除软土体。施工时利用强夯机将碎石夯入软土层中，换填材料要求为级配较好的碎石。

5 结束语

综上所述，作为一种原位测试技术，静力触探试验具有速度快、数据连续、再现性好、操作省力等优点。随着公路工程建设事业的迅速发展，CPT技术在公路工程中的使用越来越普遍。软土路基的判别与分析处理是公路建设中最常见的问题，通過静力触探技术可以对软土路基进行判定、鉴别。同时，利用各种技术方法综合处理，才能真正处理好公路软基问题。

参考文献：

[1]郭志刚.静力触探在某公路软土路基勘察中的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2017（14）：5724.

[2]许海云，武启诚，李君.双桥静力触探在申嘉湖高速公路软土路基施工中的应用[J].建设机械技术与管理，2006，19（12）：71-74.