巖土工程勘察-第六章-靜力觸探試驗(yàn)ppt（圖文豐富共60頁(yè)）

1、 巖 土 工 程 勘 察7.2 靜力觸探試驗(yàn) 靜力觸探自1917年瑞典正式使用以來(lái)，迄今已有余年歷史。目前，該項(xiàng)測(cè)試技術(shù)在很多國(guó)家都被列入國(guó)家技術(shù)規(guī)范中，并在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。靜力觸探試驗(yàn)主要適合于黏性土、粉土和中等密實(shí)度以下的砂土等土質(zhì)情況。由于目前尚無(wú)法提供足夠大的穩(wěn)固壓入反力，對(duì)于含較多碎石、礫石的土和很密實(shí)的砂土一般不適合采用。此外總的測(cè)試深度不能超過(guò)80m。優(yōu)點(diǎn)： 連續(xù)、快速、準(zhǔn)確，可以在現(xiàn)場(chǎng)直接得到各土層的貫入阻力指標(biāo)，從而能夠了解土層在原始狀態(tài)下的有關(guān)物理力學(xué)參數(shù)。（1）試驗(yàn)?zāi)康?劃分土層； 評(píng)價(jià)地基土的承載力； 估算地基土層的物理力學(xué)參數(shù)； 選擇樁基持力層、估算單樁承

2、載力，判定沉樁的 可能性； 判定場(chǎng)地土層的液化勢(shì)。（2）試驗(yàn)原理 通過(guò)一定的機(jī)械裝置，用準(zhǔn)靜力將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的金屬探頭垂直均勻地壓入土層中，同時(shí)利用傳感器或機(jī)械量測(cè)儀表測(cè)試土層對(duì)觸探頭的貫入阻力，并根據(jù)測(cè)得的阻力情況來(lái)分析判斷土層的物理力學(xué)性質(zhì)。（3）試驗(yàn)設(shè)備靜力觸探試驗(yàn)系統(tǒng)組成：探頭；貫入裝置；量測(cè)系統(tǒng)。靜力觸探探頭規(guī)格巖土工程勘察規(guī)范探頭定義：比貫入阻力Ps反映錐尖阻力和側(cè)壁摩擦力的綜合效應(yīng)定義：錐尖阻力定義：側(cè)壁摩擦力定義：摩阻比孔壓靜力觸探探頭貫入裝置加壓裝置：液壓傳動(dòng)式、手搖鏈條式及電動(dòng)絲桿式；反力系統(tǒng)：地錨、重力堆載（物探車(chē)）。量測(cè)裝置土層阻力量測(cè)是通過(guò)量測(cè)變形柱的變形計(jì)算；變形柱的變

3、形一般是通過(guò)應(yīng)變片來(lái)測(cè)量。（4）靜力觸探技術(shù)要求 觸探頭應(yīng)勻速垂直壓入土中，貫入速率為1.2m/min； 觸探頭的測(cè)力傳感器連同儀器、電纜應(yīng)進(jìn)行定期標(biāo)定，室內(nèi)探頭標(biāo)定測(cè)力傳感器的非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度零漂、歸零誤差均應(yīng)小于1%FS （full scale），現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)歸零誤差應(yīng)小于3% ，絕緣電阻不小于500M 深度記錄誤差不應(yīng)大于觸探深度的1% ; 當(dāng)貫入深度大于30m，或穿過(guò)厚層軟土層再貫入硬土層時(shí)，應(yīng)防止孔斜或觸探桿斷裂，也可配置測(cè)斜探頭量測(cè)觸探孔偏斜角，以修正土層界線深度。 孔壓探頭在貫入前，應(yīng)在室內(nèi)保證探頭應(yīng)變腔為已排除氣泡的液體所充滿，并在現(xiàn)場(chǎng)保持探頭應(yīng)變腔的飽和狀態(tài)

4、，直至探頭進(jìn)入地下水位以下土層。在孔壓靜探試驗(yàn)中不得上提探頭，以免出現(xiàn)真空負(fù)壓，破壞應(yīng)變腔的飽和狀態(tài)。 當(dāng)進(jìn)行孔壓消散試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)量測(cè)停止貫入后不同時(shí)間的孔壓值，其計(jì)時(shí)間隔應(yīng)由密而疏。試驗(yàn)過(guò)程中不得松動(dòng)探桿。（5）試驗(yàn)成果及應(yīng)用單橋探頭試驗(yàn)曲線雙橋探頭試驗(yàn)曲線曲線曲線 另外對(duì)于孔壓靜力觸探試驗(yàn)還可以得到：初始孔壓-深度曲線和孔壓-時(shí)間對(duì)數(shù)曲線。 劃分土層界限 土層分界線的確定必須考慮到試驗(yàn)時(shí)超前和滯后的影響，其具體確定方法如下：（1）上、下層貫入阻力相差不大時(shí)，取超前深度和滯后深度的中心位置，或中心偏向小阻力土層5-10cm處作為分層界線；（2）上、下層貫入阻力相差一倍以上時(shí)，當(dāng)由軟土層進(jìn)入硬土

5、層（或由硬土層進(jìn)入軟土層）時(shí)，取軟土層最后一個(gè)（或第一個(gè)）貫入阻力小值偏向硬土層10cm處作為分層界線；（3）上、下層貫入阻力變化不明顯時(shí)，可結(jié)合 fs 和 Rf 的變化情況確定分層界線。 劃分場(chǎng)地土的類(lèi)別 以 Rf 和 ps（ 或 qc ）的值共同判別土的類(lèi)別； 以 ps -h 曲線和曲線 qc-h 形態(tài)判別土的類(lèi)別； 以 Rf 和 qc-h 曲線形態(tài)綜合判別土的類(lèi)型。雙橋探頭測(cè)試結(jié)果劃分土層類(lèi)別 評(píng)價(jià)地基土的強(qiáng)度參數(shù)A 估算飽和黏性土的不排水抗剪強(qiáng)度原位總得上覆壓力錐頭系數(shù)對(duì)于靈敏性粘性土，Ladanyi 建議取5.58；對(duì)于中軟粘性土，Bagligh 建議取521；對(duì)于超固結(jié)粘性土，Kj

6、eskstad 建議取175。根據(jù)靜力觸探結(jié)果估算飽和黏性土不排水抗剪強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式表 評(píng)價(jià)地基土的強(qiáng)度參數(shù)B 評(píng)價(jià)砂土的內(nèi)摩擦角 我國(guó)鐵道部靜力觸探技術(shù)規(guī)則提出用 ps估算砂土的內(nèi)摩擦角。根據(jù)靜力觸探的比貫入阻力估算砂土的內(nèi)摩擦角 評(píng)價(jià)地基土的變形參數(shù)A 估算粘性土的壓縮模量經(jīng)驗(yàn)系數(shù)計(jì)算黏性土壓縮模量時(shí)不同土的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取值國(guó)內(nèi)有關(guān)單位估算黏性土壓縮模量的經(jīng)驗(yàn)公式B 估算粘性土的變形模量國(guó)內(nèi)有關(guān)單位估算黏性土變形模量的經(jīng)驗(yàn)公式表C 估算砂土的壓縮模量我國(guó)鐵道部靜力觸探技術(shù)規(guī)則根據(jù)比貫入阻力估算砂土壓縮模量對(duì)照表D 估算砂土的變形模量工程中常用的計(jì)算砂土變形模量的經(jīng)驗(yàn)公式 評(píng)定地基土的承載力 預(yù)

7、估單樁承載力建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）高層建筑巖土工程勘察規(guī)范 鐵道部標(biāo)準(zhǔn)靜力觸探技術(shù)規(guī)則鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 根據(jù)單橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，如無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，可按下式計(jì)算：當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí) 單橋探頭的圓錐底面積 15cm2，底部帶7cm高的滑套，錐角60。適用于地表下6m范圍內(nèi)的土層 適用于地表下6m范圍內(nèi)的土層 適用于地表下6m范圍內(nèi)的土層 適用于粉土及砂土土層以上（或無(wú)粉土及砂土土層地區(qū)）的黏性土 適用于粉土及砂土土層以下的黏性土 適用于粉土、粉砂、細(xì)砂及中砂 評(píng)價(jià)飽和砂土、粉土的液化勢(shì)7.3 圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn) 利用一定的落錘能量

8、，將一定尺寸、一定形狀的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入的難易程度來(lái)評(píng)價(jià)土的物理力學(xué)性質(zhì)的一種原位測(cè)試方法。設(shè)備比較簡(jiǎn)單，操作也很方便。此外由于沖擊力比較大，所以它的適用范圍更加廣泛，對(duì)于靜力觸探難以貫入的碎石土層及密實(shí)砂層甚至較軟的巖石也可應(yīng)用。（1）試驗(yàn)?zāi)康?定性劃分不同性質(zhì)的土層；查明土洞、滑動(dòng)面和軟硬土層分界面；檢驗(yàn)評(píng)估地基土加固改良效果。 定量估算地基土層的物理力學(xué)參數(shù)，如確定砂土孔隙比、相對(duì)密度等以及土的變形和強(qiáng)度的有關(guān)參數(shù)，評(píng)定天然地基土的承載力和單樁承載力。（2）試驗(yàn)原理 圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)中，一般以打入土中一定距離（貫入度）所需落錘次數(shù)（錘擊數(shù)）來(lái)表示探頭在土層中貫入的難易程度。（3

9、）試驗(yàn)設(shè)備圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)系統(tǒng)組成：探頭；穿心落錘；導(dǎo)向觸探桿。圓錐動(dòng)力觸探類(lèi)型及設(shè)備規(guī)格（4）圓錐動(dòng)力觸探技術(shù)要求1. 應(yīng)采用自動(dòng)落錘裝置以保持平穩(wěn)下落。2. 觸探桿最大偏斜度不應(yīng)超過(guò)2%，錘擊貫入應(yīng)保持連續(xù)進(jìn)行；同時(shí)應(yīng)防止錘擊偏心、探桿傾斜和側(cè)向晃動(dòng)，保持探桿垂直度；錘擊速率宜為每分鐘1530擊；在砂土或碎石土中錘擊速率可采用每分鐘60擊。錘擊貫入應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不能間斷，因?yàn)殚g隙時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)使土（特別是黏性土）的摩阻力增大，影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。3. 每貫入1m，宜將探桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈半；當(dāng)貫入深度超過(guò)10m時(shí)，每貫入20cm宜轉(zhuǎn)動(dòng)探桿一次。4. 對(duì)輕型動(dòng)力觸探，當(dāng)N10100或貫入15cm錘

10、擊數(shù)超過(guò)50時(shí)，可停止試驗(yàn)；對(duì)重型動(dòng)力觸探，當(dāng)連續(xù)三次時(shí)， N63.5100可停止試驗(yàn)或改用超重型動(dòng)力觸探。5. 為了減少探桿與孔壁的接觸，探桿直徑應(yīng)小于探頭直徑。在砂土中探頭直徑與探桿直徑之比應(yīng)大于1.3，在黏性土中這一比例可適當(dāng)小些。6. 由于地下水位對(duì)錘擊數(shù)與土的物理性質(zhì)（砂土孔隙比等）有影響，因此應(yīng)當(dāng)記錄地下水位埋深。（5）試驗(yàn)成果及應(yīng)用動(dòng)力觸探曲線 按力學(xué)性質(zhì)劃分土層 繪制單孔觸探錘擊數(shù)N與H深度的關(guān)系曲線，再結(jié)合地質(zhì)資料對(duì)土層進(jìn)行分層。注意：采用多孔資料或與鉆探及其他原位測(cè)試資料進(jìn)行綜合分析。分析觸探曲線時(shí)，同樣應(yīng)考慮到曲線上的超前或滯后現(xiàn)象。 確定砂土、圓礫卵石孔隙比 根據(jù)重型動(dòng)

11、力觸探的試驗(yàn)結(jié)果可確定砂土、圓礫、卵石的孔隙比。注：如在地下水位以下，則應(yīng)采用經(jīng)過(guò)地下水位校正后的錘擊數(shù) 對(duì)地下水位以下的中、粗、礫砂、圓礫、卵石，上述錘擊數(shù)還要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步校正，其計(jì)算公式如下：重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)觸探桿長(zhǎng)度校正系數(shù) 評(píng)價(jià)地基土的承載力 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，可用輕型圓錐動(dòng)力觸探（輕便觸探）的結(jié)果來(lái)確定黏性土地基及由黏性土和粉土組成的素填土地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值。輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)擊數(shù)與地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)照表表 評(píng)價(jià)地基土的承載力重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)擊數(shù)與地基承載力基本值 對(duì)照表 鐵道部動(dòng)力觸探技術(shù)規(guī)定提出，可用重型動(dòng)力觸探的錘擊數(shù)評(píng)定各類(lèi)地基土的承載力基本值。注： 1、該表適合于沖積、洪