摘要：從2006年至今，華北有色工程勘察院承攬并施工了10余個水利水電大壩勘察項目，因而水上工作成了我院施工的重點。在院領導的正確指揮和員工的努力工作下，這支強大的隊伍不斷改進、不斷創新、不斷進取，目前已摸索出一套完善的水上施工體系。
　　本文前部分介紹了靜力觸探的基本原理及靜力觸探設備，后半部分詳細闡述了在蘇丹水利水電大壩勘察靜探工作中，增強型機的操作要領和貫入過程中出現超大反力的兩個位置點。
　　關鍵詞：基本原理，觸探儀，增強型機，位置點
　　
　　
　　0前言
　　靜力觸探的基本原理就是準靜力（相對動探而言，沒有或很少有沖擊荷載）將一內部有傳感器的觸探頭以均速壓入土中，由于地層中各種土的軟硬不同，探頭所受的阻力也不一樣，傳感器將這種大小不同的貫入阻力，通過電信號輸入到記錄儀記錄下來，再通過貫入阻力與土的物理力學性質間的定性關系和統計相關關系，來實現并取得土層剖面，選擇壩基持力層來獲得大壩勘察目的。
　　靜力觸探設備，俗稱靜力觸探儀。一般由（1）靜力觸探頭（2）量測記錄儀表（3）貫入系統：主要是觸探主機（貫入裝置）和反力裝置。反力的取得，在陸上一般有下地錨和利用汽車自重兩種，而在水上我們是配四個水箱放置在平臺的四個角落增加配重增強型機的高效使用：
　　工程所用的是增強型LMC——D310型靜探微機。增強型機進一步提高了測試深度，采用先進的高精度放大器，四萬分之一分辨率的A/D轉換器和10厘米一次的深度采取率。增強型機采用了很多當代電子新技術和新材料，采用進口16位單片機作核心，帶觸摸屏的新型液晶板作顯示器和鍵盤，設置了USB接口，用來連接打印機和U盤。
　　1試驗操作及注意事項
　　在進行雙橋靜力觸探試驗前需要注意以下幾點：
　　1）、先線接好探頭電纜，安裝好觸探機械設備
　　2）、顯示初值，進行調零。零位范圍一般應在±1000個數以內，如果超過±5000個數，則相應路數的零位顯示Er，表示該探頭已無法使用。零位顯示若不能正常顯示（顯示“Er”或數字亂跳），應檢查探頭電纜是否有斷路短路，特別是雙橋探頭上用的九芯（或八芯）接插件，由于引腳較密，很容易發生短路或接觸不良，使靜探微機無法正常工作。
　　3）、點擊“測量”，選擇“雙橋觸探”。
　　4）、輸入測試參數。點擊字符鍵可以在提示欄內輸入當前的參數。報警值可以根據工程要求或探頭可以承受的額定壓力由操作員自行設置。
　　5）、進行“雙橋觸探”試驗。
　　由于靜探微機的零位并不等于零，而且要且對采集數據進行直線內插，因此讀初值是測量的必要步驟，特別是第一個初值和最后一個初值一定要讀：
　�。�1）靜探微機進入測量狀態后，將探頭處于懸空狀態（不受壓力），稍等片刻，點擊“初值”，然后“測量”，探頭開始貫入。
　　（2）讀中間初值的次數不限。將探桿上提10~20cm，待屏上錐頭阻力等測量值變至最小時（也可能是負值），點擊“初值”鍵，屏上原來顯示的初值將發生變化，測量值自動回零。
　�。�3）讀初值以后，主窗口會出現“請點擊測量鍵”的提示，必須點擊“測量”鍵才可以貫入探頭，測量鍵有兩個作用：①確認初值。由于操作失誤或探頭未懸空，讀到的初值可能是錯誤的，只要在未點擊“測量”鍵前，可以點擊“初值”鍵重讀初值。點擊“測量”鍵后就不能重讀②對采集數據進行直線內插。
　　（4）讀初值和對采集數據進行直線內插直接影響到采集數據的精度。建議在淤泥質土層中不要讀初值，因為在該土層內探頭不容易懸空，讀到的初值多數是錯誤的。
　　讀到一個初值后，點擊測量鍵，靜探微機進入測量狀態，探頭開始貫入，每貫入10cm，深度信號發生器產生一個脈沖信號，微機進行深度計數，并采樣貯存，在屏上顯示相應曲線。
　　2試驗反力問題的解決
　　出現超大貫入反力的兩個位置點：
　　在水上靜探中，安全事故的隱患主要取決于貫入力的大小，然而我們直觀看到的確是反力的大小，反力的影響。因此在操作中我們應當更加關注貫入反力。
　　首先我們是搭建水上靜探平臺，平臺的外部尺寸長13.3m，寬6m。平臺由6個長4m寬1.5m的浮箱組合、焊接而成，這樣可使其最大浮力達到37噸（平臺自重、鉆探設備及發電機等其他設備總重約25噸）。
　　在進行水上靜探貫入操作前，我們應先調平機座，使貫入壓力保持垂直方向，為了使機座與反力裝置銜接、鎖定，我們通常設計出兩塊“工”字型鋼，將其立放（使其韌性得到充分發揮，反力不致過于集中）于觸探主機油缸兩側，再用螺桿上緊。然后下入水中一段套管，一般是進入覆蓋層70cm左右。由于進入套管中的這段覆蓋層比較密實，我們要先下入鉆桿進行沖灌，將這段覆蓋層沖得較為松散。（這時要把握好深度，不至于將套管底部的覆蓋層沖漏）然后下入探桿進行貫入，探頭在即將到達套管底部時，此刻的貫入反力依然會很大（探桿易折斷、油缸最上部的四個螺帽有時會脫扣、反力裝置易失去作用），人員應遠離觸探主機，操作員要及時調整貫入壓力，并關注探桿的變形程度，所有人員都應提高警惕直到通過套管中這一段覆蓋層。
　　貫入反力較大的第二個位置點是探頭即將接近基巖面時，與第一個位置點不同的是貫入阻力會瞬間增大，而且這時的探頭也最易壓壞。技術人員應即時注意增強型機中端（側）阻曲線變化。曲線先是瞬間降到最低，然后瞬間增大（如圖一圖二）。端（側）阻值增大取幾個數值后應快速停止貫入。在貫入過程中，貫入阻力會隨著深度的增加而增大，此時的浮船會抬升，因此浮船四角的水箱就發揮了作用。我們需要向水箱中注水來增加配重，水量的多少取決于貫入阻力的大小。

　　在蘇丹這些勘察大壩中，由于水中覆蓋層不是太深（最深壓到70m），我們通常是在浮船四角配置四個1m3的水箱灌滿水增加配重。另外，在浮船抬升的過程中，一定要特別注意浮船附近是否有船經過，船經過后卷起的水浪會使抬升的浮船左右晃動，這時套管中的探桿很易折斷（貫入土中的探桿由于周圍有土的擠壓影響會小一些）。
　　3小結
　　在靜力觸探工作中，盡管我們對增強型機進行高效率操作，而且在貫入過程中,加以關注超大貫入反力的位置點，通過這些來提高工作效率，使其快速、精密，但是靜力觸探作為一種勘探手段依然有它的不足：
　�。�1）貫入機理有多種假說，目前對靜探成果的解釋主要還是經驗性的；
　�。�2）不能直接地識別土層；
　�。�3）對碎石類土和較密實砂土層，難以貫入；
　�。�4）一般還需要鉆探與其配合，才能得到有效的資料。
　　
　　參考文獻：
　�。�1）巖土工程原位測試技術，吳興序，西南交通大學巖土工程系，2005
　�。�2）工程地質手冊（第四版），中國建筑工業出版社，2006
　�。�3）英國BS規范