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）15202530fa（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）10203040fa（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）15~2018~2523~3027~3532~4035~50fa（Kpa）40~7060~9080~120100~150130~180150~200空隙比e1.25~1.151.20~1.101.15~1.001.05~0.900.95~0.800.80本表引自西安市资料.(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α510152025303540≥50≤21.01.01.01.01.01.01.01.040.960.950.930.920.900.980.870.860.8460.930.900.880.850.830.810.790.780.7580.900.860.830.800.770.750.730.710.67100.880.830.790.750.720.690.670.640.61120.850.790.750.700.670.640.610.590.55140.820.760.710.660.620.580.560.530.50160.790.730.670.620.570.540.510.480.45180.770.700.630.570.530.490.460.430.40200.750.670.590.530.480.440.410.490.36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。.511.523456789101112fa(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。.5345678910121416182022242628303540E0(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＞0.655—8稍密0.65—0.508—10中密0.50—0.45＞10密实＜0.45＜5松散＞0.805—6.5稍密0.80—0.706.5—9.5中密0.70—0.60＞9.5密实＜0.60＜5松散＞0.905—6稍密0.90—0.806—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N0.0.1.1.2.2.3.3.4.4.5.5.6.6.7.7.8.8.9.9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）≤36912151821αN1.000.920.860.810.770.730.70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）357911131517192123fa（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N3579111315171921252931c（Kpa）1736495966727883879198103107φ（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