重型动力触探试验方式.docx

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重型动力触探试验方式

3.2.6.4动力触探试验

圆锥动力触探适用于强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩石及各类土。

根据锤击能量可按表3-33分为轻型、重型和超重型三种。

表3-33圆锥动力触探类型

类型轻型重型超重型

锤的质量（kg）10±0.263.5±0.5120±1

落距（cm）50±276±2100±2

直径（mm）407474

锥角（°）606060

探杆直径（mm）254250～60

深度（cm）301010

锤数N10N63.5N120

（1）轻型动力触探（N10）试验：

适用于深度小于4m的一般粘性土、粘性素填土和砂土层。

A.试验设备：

轻型动力触探设备主要由圆锥探头、触探杆、穿心落锤三部分组成（图3-6）,落锤升降由人工操纵。

图3-6轻型动力触探试验设备示意图

1.穿心杆2.穿心锤3.锤垫4.触探杆5.探头

B.试验步骤：

（a）探头贯入土层之前，先在触探杆上标出从锥尖起向上每30cm的位置。

（b）一人将触探杆垂直扶正，另一人将10Kg穿心锤从锤垫顶面以上50cm处自由落体放下,锤击速度以每分钟15-30击为宜。

（c）记录每贯入土层30cm的锤击数N10′（击/30cm）。

（d）为避免因土对触探杆的侧壁摩檫而消耗部分锤击能量，应采用分段触探的办法，即贯入一段距离后，将锥尖向上拔，使探孔壁扩径，再将锥尖打入原位置，继续试验。

或每贯入10cm，转动探杆一圈。

（e）当N10′＞100或贯入15cm锤击数超过50时，可停止试验。

C.资料整理：

（a）轻型动力触探由于贯入深度浅，可不作杆长修正，即N10′=N10。

（b）绘制轻型动力触探击数N10与深度h的关系曲线（图3-7）。

图3-7轻型动力触探击数N10与深度h的关系曲线

D.试验成果的应用：

确定地基承载力特征值fa,见表3-34、3-35及3-36。

表3-34一般粘性土承载力特征值fa与N10的关系

N10（击/30cm）15202530

fa（Kpa）105145190230

注：

本表引自《建筑地基基础规范》（GBJ7-89）

表3-35素填土承载力特征值fa与N10的关系

N10（击/30cm）10203040

fa（Kpa）85115135160

注：

本表引自《铁路动力触探技术规范》（TBJ18-87）

表3-36含少量杂质的素填土承载力特征值fa与N10的关系

N10（击/30cm）15~2018~2523~3027~3532~4035~50

fa（Kpa）40~7060~9080~120100~150130~180150~200

空隙比e1.25~1.151.20~1.101.15~1.001.05~0.900.95~0.80<0.80

本表引自西安市资料.

一、地基承载力

1、挡墙基础:

每侧每10延米至少检测2个点,必要时可根据需要增加检测点。

2、桥涵基础：

每桥台至少检测6点，必要时可根据需要增加检测点。

二、地基承载力的计算（当用轻型触探仪检测时）

1、轻型触探仪（锤重10kg）检测地基承载力可按下列经验公式计算：

粘性土：

σ0=（0.8N10-2）×9.8（Kpa）

砂性土：

σ0=8.4N10-20（Kpa）

式中:

σ0-实测地基承载力;

N10-锤重为10kg时的锤击数;

2、轻型触探仪（锤重10kg）检测地基承载力也可按经验公式查表:

地基承载力换算表（适用于粘性土）

地基承载力换算表（适用于粘性土）

锤击数0123456789

0-19.6-11.8-3.93.911.819.627.435.343.151.0

1058.866.674.582.390.298.0105.8113.7121.5129.4

20137.2145.0152.9160.7168.6176.4184.2192.1199.9207.8

30215.6223.4231.3239.1247.0254.8262.6270.5278.3286.2

40294.0301.8309.7317.5325.4333.2341.0348.9356.7364.6

50372.4380.2388.1395.9403.8411.6419.4427.3435.1443.0

60450.8458.6466.5474.3482.2490.0497.8505.7513.5521.4

注:

根据锤击次数在表中纵向加横向相交处即为实测承载力（Kpa）,如36次为262.6Kpa

地基承载力换算表（适用于砂性土）

锤击数0123456789

0-20.0-11.6-3.25.213.622.030.438.847.255.6

1064.072.480.889.297.6106.0114.4122.8131.2139.6

20148.0156.4164.8173.2181.6190.0198.4206.8215.2223.6

30232.0240.4248.8257.2265.6274.0282.4290.8299.2307.6

40316.0324.4332.8341.2349.6358.0366.4374.8383.2391.6

50400.0408.4416.8425.2433.6442.0450.4458.8467.2475.6

60484.0492.4500.8509.2517.6526.0534.4542.8551.2559.6

（2）重型动力触探（N63.5）试验：

主要用于碎石土、砂土及一般粘性土。

A.试验设备：

重型动力触探试验的设备主要由触探头、触探杆及穿心锤三部分组成（可参见图2-3）。

落锤升降由钻机操纵

B.试验步骤：

（a）探头贯入土层之前，先测出锥尖到锤垫底面之间长度，即触探杆长度。

（b）待锤尖打入到预测位置时，从触探杆上标出，从地面向上每10cm的位置。

（c）穿心锤自由落距76cm，记录每贯入土层10cm的锤击数N63。

.5′。

锤击速率宜为15-30击/min。

（d）每加上一根触杆时，需记录所加杆的长度，重新统计触探杆长度。

（e）若土质较松软、探头贯入速度较快时，亦可记录锤击5次的贯入深度。

（f）对触探杆侧壁摩擦影响较大的土层，可考虑采用分段触探的办法。

（参见轻型动探相关内容）。

（g）如N63.。

5′＞50，连续三次，可停止试验。

C.资料整理：

（a）触探杆长度的校正：

当触探杆长度大于2m时，需按下式校正：

N63。

.5＝a·N63。

.5′

式中：

N63。

.5—修正后的重型动探击数

a--为触探杆长度校正系数，查表3-37。

（b）触探杆侧壁摩擦影响的校正：

对于砂土和松散-中密的圆砾、卵石层触探深度在15m内，一般可不考虑侧壁摩擦的影响。

（c）地下水影响的校正：

对于地下水位以下的中、粗、砾砂和圆砾、卵石,锤击数（N63.5）可按下式修正：

N63.5=1.1N’63.5＋1.0

（d）绘制重型动探击数N63.5与深度h的关系曲线。

表3-37动探杆长度校正系数α

510152025303540≥50

≤21.01.01.01.01.01.01.01.0

40.960.950.930.920.900.980.870.860.84

60.930.900.880.850.830.810.790.780.75

80.900.860.830.800.770.750.730.710.67

100.880.830.790.750.720.690.670.640.61

120.850.790.750.700.670.640.610.590.55

140.820.760.710.660.620.580.560.530.50

160.790.730.670.620.570.540.510.480.45

180.770.700.630.570.530.490.460.430.40

200.750.670.590.530.480.440.410.490.36

注：

l为杆长。

D.试验成果的应用：

（a）确定地基土承载力特征值fa（原规范为标准值fk）（表3-38，3-39）：

表3-38碎石土、砂土地基承载力特征值fa与N63.5关系

N63.5345678910121416182025303540

碎石土fa（Kpa）1401702002402803203604004705406006607208509309701000

中、粗、砾砂fa（Kpa）120150180220260300340380

注：

本表引自《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

表3-39粘性土、粉土N63。

.5与承载力特征值fa的关系

N63。

.511.523456789101112

fa（Kpa）6090120150180210240265290320350375400

状态流塑软塑可塑硬塑—坚硬

注：

本表引自广东省建筑设计研究院

（b）确定地基土的变形模量E0（表3-40）：

表3-40圆砾、卵石土的变形模量E0与N63。

.5击数平均值的关系

N63。

.5345678910121416182022242628303540

E0（Mpa）1012141618.52123.526303437.54144.548515456.5596264

注:

本表引自铁道部第二勘测设计院（1988年）

（c）确定地基土（碎石土）的密实度（表3-41）及地基土（砂土）的密实度（表3-42）：

表3-41碎石土密实度与N63。

.5平均值的关系

N63。

.5≤55＜N63。

.5≤1010＜N63。

.5≤20＞20

密实度松散稍密中密密实

注：

本表引自《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），本表适用于平均粒径小于等于50mm,且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。

表3-42砂土密实度与N63。

.5平均值的关系

砂土N63。

.5砂土密实度孔隙比

＜5松散＞0.65

5—8稍密0.65—0.50

8—10中密0.50—0.45

＞10密实＜0.45

＜5松散＞0.80

5—6.5稍密0.80—0.70

6.5—9.5中密0.70—0.60

＞9.5密实＜0.60

＜5松散＞0.90

5—6稍密0.90—0.80

6—9中密0.80—0.70

＞9密实＜0.70

注：

N63.5系指因杆长影响校正而未经地下水影响校正的锤击数。

本表引自《工程地质手册》第三版表3-2-13。

E.记录格式：

动力触探记录表

工程名称地点动探类型

钻孔编号钻孔标高地下水位

深度

（m）杆长

（m）实测

击数

（击）修正

系数修正击数

N深度

（m）杆长

（m）实测

击数

（击）修正

系数修正击数

N

0.0

.1.1

.2.2

.3.3

.4.4

.5.5

.6.6

.7.7

.8.8

.9.9

时间：

校核：

记录：

3.2.6.5标准贯入试验

标准贯入试验适用于砂土、粉土及一般粘性土。

标准贯入实际上是一种特殊的动力触探试验，适用于砂土、粉土、一般粘性土及强风化岩等。

该试验用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的自由落距，将一定规格的标准贯入器预先打入土中0.15cm，然后再打入0.30cm，记录0.30cm的锤击数，称为标准贯入击数（N）。

标准贯入试验的工程目的是：

（a）划分土层类别、采集扰动试样；

（b）判断砂土的密实度或粘性土及粉土的稠度；

（c）估测土的强度及变形指标、确定地基土的承载力；

（d）评价砂土及粉土的振动液化；

（e）估算单桩承载力及沉桩可能性；

（f）检验地基加固处理质量。

（1）试验设备：

标准贯入试验由触探头（又称贯入器、对开式管筒）、锤垫及导向杆、落锤（质量为63.5kg的穿心锤）三部分组成（图3-8）。

落锤距离由自动脱钩装置控制。

图3-8标准贯入试验设备

1.穿心锤；2.锤垫；3.探杆；4.贯入器；5.出水孔；6.贯入器内壁；7.贯入器靴

（2）试验步骤：

（a）先用钻具钻至欲测土以上15cm。

且钻具拔出后孔底与孔壁应保证无软粘土等挤出堵塞钻孔。

（b）标贯探头入土之前，先测出探头靴口到锤垫底面之间的长度，及探杆长度。

（c）将探头压入欲测土表面，然后进行锤击，锤击速率为15-30击/min，锤击落距76±2cm，先记录贯入15cm的预打击数，然后记下再贯入30cm的标贯实测击数N′。

（d）若30cm内锤击数超过50，则停止试验。

（e）若需进行下一深度的贯入试验时，一般应隔1m后在进行。

（f）整个标贯过程中，孔壁不能有垮坍或孔壁上软粘土等挤出，造成探杆侧壁摩擦加大。

（g）拔出探入器，分开对开式管筒，取出筒内土样描述和试验。

（3）资料整理：

A.探杆长度校正：

当探杆长度大于3m时，需按下式修正

N=αN·N′

式中：

N—修正后的标贯击数（击/30cm）

αN—杆长修正系数，按表3-43确定

B.土的自重压力的影响：

（a）图表法：

锤击数、上覆土压力—砂土的相对密度。

（b）美国Peck得出砂土自重压力对标准贯入试验的影响为：

N=CNN’

式中CN--自重压力影响修正系数,查表取值。

（c）地下水影响的校正：

砂层的贯入击数N’大于15时,有效击数按下式校正：

N=15＋1/2（N’－15）

表3-43标贯试验杆长修正系数αN

探杆长度（m）≤36912151821

αN1.000.920.860.810.770.730.70

注：

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）对杆长修正作以下说明：

我国一直用经过修正后的N值确定地基承载力，用不修正的N值判别液化和判别砂土密实度。

因此应按具体岩土工程问题，确定是否修正，且需在报告中说明。

（4）试验成果的应用：

（a）确定地基承载力特征值fa（表3-44、表3-45）：

表3-44砂土承载力特征值fa（Kpa）与N的关系

N（击/30cm）10153050

中、粗砂180250340500

粉、细砂140180250340

表3-45粘性土承载力特征值fa（Kpa）与N的关系

N（击/30cm）357911131517192123

fa（Kpa）105145190235280325370430515600680

注：

表2-11、表2-12引自《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）

（b）确定地基土压缩模量Es及变形模量E0（表3-46）：

表3-46E0（Mpa）或Es（Mpa）与N的关系

研究者关系式适用范围

湖北省水利电力勘察设计院E0=1.0658N+7.4306粘性土、粉土

冶金部武汉勘察公司Es=1.04N+4.89中南、华东地区粘土

西南综合勘察院Es=0.276N+10.22唐山粉、细砂（地下水位以下）

Schultze（德国）Es=0.49N+7.1细砂（地下水位以下）

（c）确定砂土的抗剪指标（表3-47）：

表3-47砂土内聚力c、内摩擦角φ与N（手）的关系

N3579111315171921252931

c（Kpa）1736495966727883879198103107

φ（度）17.719.821.222.223.023.824.324.825.325.726.427.027.3

注：

此表引自冶金部武汉勘察公司。

N（手）是用手拉绳方式测得，与机械化自动落锤所得N（机）的关系式为：

N（手）=0.74+1.12N（机）

（d）判定砂土的密实度（表4-48）：

表3-48标贯击数N与砂土的密实度的关系

标贯锤击数N（击/30cm）密实度

N≤10松散

10＜N≤15稍密

15＜N≤30中密

N≥30密实

注：

本表引自《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），表中N值未加修正。

（e）判定粘性土的稠密度状态（表3-49）：

表3-49粘性土的液性指数IL与N的关系

N＜22-44-77-1818-35＞35

IL＞11-0.750.75-0.500.50-0.250.25-0＜0

稠密

状态流动软塑软可塑硬可塑硬塑坚硬

注：

此表引自冶金部武汉勘察公司。

（f）预估单桩竖向承载力（表30-5）：

表3-50桩尖阻力Pp、桩侧阻力Pf与N的关系

土名Pp（Kpa）Pf（Kpa）

各种密度的砂土324.4N2.03N

粉土、粉砂及泥炭土171.2N4.28N

可塑状态粘土74.9N5.35N

注：

本表引自《工程地质手册第三版》Schmerfman提出。

（g）判别饱和砂土、粉土的液化：

《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）明确规定对饱和砂土、粉土液化判定应采用标贯试验，在地面以下15m深度范围内，当饱和砂土、粉土实测标贯击数N′（未经杆长修正）小于下式Ncr时，应判为可液化土。

Ncr=No×[0.9+0.1×（ds-dw）]

式中：

Ncr—饱和土液化临界标贯锤击数；

No—饱和土液化判别基准标贯锤击数，按表3-51选用；

ds—标贯试验深度（m）；

dw—地下水位深度（m）；

ρc—饱和土的粘粒含量百分率（%），当ρc＜3时，取ρc=3。