浅谈如何提高现场原位测试数据采集准确性

1、浅谈如何提高现场原位测试数据采集的准确性单位：*部门：* 时间：*姓名：*摘要 随着岩土工程勘察行业的不断发展与壮大，现场原位测试方法也随之得到广泛的应用。本文主要结合个人在野外工作的一点拙见，总结常用现场原位测试方法在实际操作中存在的问题，与规范相比较，分析常见的原位测试（标准贯入试验、浅层平板载荷试验、十字板剪切实验）数据在采集过程中存在哪些问题。同时结合规范和网络资源浅谈如何解决现场原位测试数据采集的误差。关键字：数据采集；误差；勘察目录前言4第一章：常用现场原位测试介绍51.1浅层平板载荷试验简介51.2 标准贯入试验简介51.3 十字板剪切试验简介6第二章：常用现场原位测试数据采集误

2、差分析62.1浅层平板载荷试验的误差分析62.2标准贯入试验的误差分析72.3十字板剪切试验的误差分析8第三章：浅谈常用现场原位测试如何减小误差93.1静载荷试验减小误差方法93.2标准贯入试验减小误差方法93.3十字板剪切试验减小误差方法10第四章：结论11致谢12参考文献13前言 作为山东*具有实力的勘察单位，我院具有很多现场原位测试的仪器以及工作人员，这是我们能够在勘察行业立足的根本保障。拥有一些好的技术人员使我们的实力能够更上一层楼。如何提高我们这些技术人员的工作技能及如何做好各项原位测试方法是值得我们去思考的问题，本文主要分析一些常用的现场原位测试方法产生误差的原因，来提醒我们在工作

3、中需要注意的问题，加以解决，使我们在整理内业时减少很多麻烦，同时使报告也更具代表性。本文仅以个人的一些小经验来阐述自己的观点，在以后的工作学习中会不断完善。第一章：常用现场原位测试介绍1.1浅层平板载荷试验简介1浅层平板载荷试验是在拟建建筑物场地上将一定尺寸和几何形状（圆形或方形）的刚性板，安放在被测的地基持力层上，逐级增加荷载，并测得每一级荷载下的稳定沉降，直至达到地基破坏标准，由此可得到荷载（p）沉降（s）曲线（即ps曲线）。从而根据ps曲线可得到持力层的承载力特征值及相关参数的一种原位测试手段。2 浅层平板载荷试验的适用范围：浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响

4、范围内的承载力。3 浅层平板载荷试验的优缺点优点：（1）浅层平板载荷试验对地基土无扰动；（2）所得地基承载力最可靠，最有代表性，可直接用于工程设计；（3）其成果用于预估建筑物沉降量效果也较好。缺点：耗时较多、运输配重较麻烦。1.2 标准贯入试验简介1标准贯入试验是一种广泛应用于岩土勘察的原位测试工具，它使用标贯锤将钻杆底部的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土中，取得土样。贯入30cm所需要的锤击数称为N值，根据N值的统计结果，可以提供各层土的承载力及相关力学参数的一种原为测试手段。2标准贯入试验的适用范围：标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般黏性土。也可用来划分风化岩风化程度。3 标准贯入试验的优缺

5、点优点：(1)设备价格低廉，坚固耐用，易于采购；(2)操作方法简单，不需要进行专门的学习培训；(3)应用范围广泛，几乎所有的土层、砂层和软岩都适用；(4)经过多年的应用实践，已总结出大量的经验公式和地区经验；(5)试验不受地下水位的影响；(6)试验指标N值在国内外通用；(7)现场测试，避免室内实验设备及测试环境的影响；(8)在试验的同时，可以采取到样品；(9) 对贯入器内取出的样本，除观察描述其性状外，亦可进行含水量、塑液限或颗（筛）分试验，为综合划分地层提供依据。 缺点：试验数据离散性较大，精度较低，且存在较多安全隐患，对于饱和软粘土，远不及十字板剪切试验及静力触探等方法

6、精度高。1.3 十字板剪切试验简介1 十字板剪切试验是一种用十字板测定软粘性土抗剪强度的原位试验。将十字板头由钻孔压入孔底软土中，以均匀的速度转动，通过一定的测量系统，测得其转动时所需之力矩，直至土体破坏，从而计算出土的抗剪强度。由十字板剪力试验测得之抗剪强度代表土的天然强度及灵敏度的一钟原位测试手段。2 十字板剪切试验的适用范围：十字板剪切试验可用于测定饱和软黏性土（0）的不排水抗剪强度。3 十字板剪切试验的优缺点优点：（1）十字板剪切试验具有避免取土扰动的影响；（2）所测得的强度能很好的反映土的天然强度；（3）设备简单、操作方便等有点；缺点：对于不均匀土层，特别是夹有薄层粉细砂或粉土的软粘

7、土，会有较大误差。第二章：常用现场原位测试数据采集误差分析2.1浅层平板载荷试验的误差分析在某项目中我参加了浅层平板载荷试验的野外数据采集，以下为个人在工作中发现的不足之处，分列如下：2.1.1 仪器自身存在的误差1 简易千斤顶回油严重，且自身不能自动补偿压力；由于人为因素不能及时补偿衰减的压力，使当前一级荷载对应的沉降量相对变小。2 百分表不够灵敏，往往会给人造成一种错觉，认为该级压力下沉降趋于稳定，而加下一级荷载，这导致该级的沉降都积累到下一级荷载，导致试验曲线的不规则，影响承载力特征值的选取。3 承压板的刚度与变形不能满足要求，当千斤顶施加较大压力时导致千斤顶与承压板接触面处出现应力集中

8、，使承压板发生微小的变形。导致试验结果相对偏小。2.1.2：仪器安装对试验结果的影响1 承压板下土层整平，现场实际操作过程中，往往未达到整平的目的，导致不均匀沉降。2 支撑横梁的支点与承压板之间的距离往往未大于1倍的承压板宽度或直径，导致土体沉降带动支撑横梁的支点也随之沉降，造成试验结果偏低。3 连接百分表的横梁与地面接触，当附近有轻微震动是，百分表的指针也随之变化。4 千斤顶安装不是铅垂的，主要因为安装的不正确和承压板底面未达到水平状态，给试验带来危险。5 百分表的安装不是铅垂的，百分表的倾斜导致仪表的灵敏度变低，并使读数相对偏小。6 两个百分表的安装未保证与千斤顶中心在一条轴线上，导致两个

9、表的读数不能代表千斤顶两侧的读数，导致两个百分表读数的平均值有误差。2.1.3：试验过程中读数与加载对试验结果的影响 按照规范要求，慢速试验法，要求做10级，做一个静载试验至少需要25个小时，而实际操作中，仅需要不到10个小时，实现用这样短的时间完成一个载荷试验，主要是因为，人为的按照快速试验法，当一级荷载下沉降相对变化不大时就施加下一级荷载，这样导致每一级荷载下的沉降量相对变小，按照规范要求的s/b=0.01-0.015所对应的荷载为承载力特征值，会使试验结果偏大。2.2标准贯入试验的误差分析在我开始工作至今，参与最多的现场原位测试就是标准贯入试验，主要因为其经济、方便、快捷等优点，但也随之

10、存在很多误差，主要存在的误差归纳为以下几点：2.2.1 仪器自身存在的误差1 标贯锤年久失修，与标贯杆之间的摩擦太大，有时标贯锤提起时，连带钻杆一起提起，并且有时标贯锤不能够实现自动落锤。导致实际的读数相对偏大。2 而标贯头已经不是锋利的，导致试验结果偏大。3 标贯锤的重量及落距不能严格满足规范要求，导致试验结果的偏差无法估计。2.2.2：试验过程的误差1 钻孔未清理干净，尤其对于砂层，往往标贯不能下到实际钻孔深度，导致试验数据不具备代表性。2在标记刻度时，为了省去拿卷尺的时间，用目测大概的尺寸，这给试验结果带来的误差无法估计。3在试验过程中，为了安全，工人用绳子等工具拉着钻杆，防止其摇摆，在

11、拉钻杆的过程中，因用力过大，导致钻杆倾斜，这使标贯锤不是铅垂落下，影响试验结果。2.2.3：试验过程中读数及结果处理对试验结果的影响1 标贯数据的读取过程，尤其对于类似于淤泥质等地层时，例如2击标贯进入土层33cm或27cm时，而为了省去计算的麻烦选择30cm标贯锤击数为2击，这样给试验结果带来的误差较大。2 数据整理的环节，我们在野外采集数据中，有的标贯打在分层处，或者碰到角砾、碎石、块石，再或者打在沉渣上，这样的标贯击数应剔除，但因有缺乏经验者盲目的采用，给试验结果带来很大的误差。2.3十字板剪切试验的误差分析来到单位，参加过几次十字板剪切试验野外操作及室内资料整理，以下总结一些自己的经验

12、，分列如下：2.3.1 仪器自身存在的误差1 现在许多单位都应用了电动式十字板剪切仪，操作简单，精确度也高，而我们现在应用的是机械式十字板剪切仪，这种仪器各部件之间摩擦大，如果不经常保养，仪器本身产生的机械摩擦较大，使试验结果偏小。2 百分表不够灵敏，同静载荷试验中的百分表具有同样的误差。2.3.2：试验过程的误差1摇轮的速率控制不能达到规范要求的匀速，（1）对于高塑性粘土（Ip=40%-30%），剪切速率越大抗剪强度越大，增长的很快，（2）对低塑性粘土（Ip<20%）变化幅度不大。2在做重塑土的抗剪强度时，当将十字板头提起，使之与离合器分离，但由于离合器的摩擦太大不能分离，使重塑土的抗

13、剪强度值同原状土抗剪强度值相差不大，影响了试验的准确性。3 十字板的规格对试验结果也存在较大影响，十字板越厚、尺寸越大对土的扰动就越大，现今生产十字板时，都是在保证十字板及钻杆的刚度前提下，尽量减小十字板的厚度。第三章：浅谈常用现场原位测试如何减小误差3.1静载荷试验减小误差方法（1） 购置一套先进的设备，减小仪器本身的误差，例如千斤顶，现今我们可以做到的就是，降低千斤顶的回油问题，减少补偿压力的次数。（2） 要对千斤顶、百分表定期率定、保养，防止长时间不用，百分表的灵敏度降低。（3）在试验前一定要对承压板底部整平，用中粗砂，最大厚度不能超过20mm。（4）放好承压板后，要在一层承压板上再放上

14、一层面积小的承压板，之后再放上一层承压板，三块承压板的面积要逐渐减小，最后把千斤顶放在承压板的正中心，这样做保证压力能分散传递到整个承压板上，防止应力集中，同时也保证承压板不会发生变形。（5）放好千斤顶后，在千斤顶上部放好传立柱，保证传立柱是铅垂的，防止压力过大，传立柱发生倾倒，造成安全事故。（6）固定百分表，一定要保证百分表是铅垂的，安装固定百分表的横梁，一定要保证支撑横梁的支点与承压板的距离大于1倍的承压板宽度或直径，并保证横梁与地面是悬空的，同时要保证固定后的两个百分表与千斤顶在同一条轴线上。（7）应在百分表与承压板接触面上放一块玻璃片，防止承压板表面的残渣或不光滑影响百分表的灵敏度。3

15、.2标准贯入试验减小误差方法（1）定期检查更换标贯的整套设施，剔除标贯锤质量不合格，落距不满足规范要求，标贯头破坏的设施，在施工前均要检查钻机配备的标准贯入试验的整套设备。（2）严禁为了省去麻烦，用肉眼来划刻度的操作，以钢卷尺为量测工具，用粉笔划刻度。（3）要保证护壁清孔的质量。一般认为回旋钻进结合泥浆或套管护壁的效果较好， 试验时孔底的残土厚度不应超过510cm，以确保试验土层的原状性。（4）对于碎石类土地层，应进行重型圆锥动力触探试验，不应为了省去麻烦，用标准贯入试验来代替。（5）读数时应该保证其真实性，例如10击标贯进入土中33cm或28cm要记录，最终换算成30cm的锤击数。（6）在试

16、验前，应先钻少量钻孔，概略了解勘察区各种地层的分布情况及其物理力学特征，以便为标贯试验的设计提供依据。根据钻探情况，在不同和相同的层位的不同钻孔应相应地做系统的试验， 同时配合土工试验， 以便对照分析。在同一层位中试验次数应不少于6次，也可在深度上每膈115m试验一次， 以便了解薄层状或透镜状土层的情况。3.3十字板剪切试验减小误差方法 （1）仪器的更换，应改用电动式十字板剪切仪，这使试验结果更加精确。（2）仪器的保养及率定，应定期的对仪器进行保养，否则会因生锈等，使仪器不能正常使用，并应定期率定。（3）应选用电动转动轮装置，这样较少了不均匀转动轮给试验带来的误差。 （4）对百分表应定期检查，

17、使其能够保证灵敏度。（5）对于不同的软土要用不同规格尺寸的十字板。第四章：结论参阅大量资料集自己的一些工作经验，分析与讨论了常用原位测试手段存在的一些误差，以及如何提高原位测试现场采集的精确度。要解决这些隐患，要做到以下几点：（1）应解决仪器的老旧、落后、保养、率定等问题，从而降低因仪器本身给试验数据带来的误差；（2）制定并完善试验设备安装及操作规程，减小因仪器安装及试验操作上给试验结果带来的误差；（3）应认真解读规范，达到真正理解规范的用意，并明确每一种原位测试手段在不同地质情况下的适用性，以及起到的作用，较少因技术问题，浪费人力、物力、财力，而做无用功。（4）应增添更多的原位测试方法，使不同的原位测试手段得到的数据之间能互相比较，从中发现问题并解决之。从而达到数据的准确、有代表性。致谢时光飞逝，转眼参加工作已一年有余。回首一年多的工作经历，五味俱全。在我的论文中，特别要感谢*的同事们及各位总工，因为你们给予我指导和帮助，无论在工作中还是在学习上，是你们帮助我解决一些之前没有遇到过的问题，使我能有一个清晰的思路完成这篇论文的编写。在此，衷心地感谢总工们及同事们对我孜孜不倦的教诲。另外在本次论文编写过程中，我学到了很多书面以外的知识。在工作的过程中，我更加确定