巖土工程勘察第7章-標準貫入試驗t圖文豐富共48

第7章標準貫入試驗主講：崔德山目錄1.概述2.設(shè)備與原理3.技術(shù)要求4.成果整理5.工程應(yīng)用6.下節(jié)課：第8章旁壓試驗（1、2節(jié)上課，3、4節(jié)旁壓試驗）1.概述標準貫入試驗（StandardPenetrationTest，SPT）是用質(zhì)量為63.5kg的重錘按照規(guī)定的落距（76cm）自由下落，將標準規(guī)格的貫入器打入土層，根據(jù)貫入器在貫入一定深度得到的錘擊數(shù)來判定土層的性質(zhì)，簡稱標貫(SPT)。它適用于砂土、粉土、一般黏性土、風化巖及冰磧土。1.概述SPT實際上仍屬于動力觸探類型之一，所不同的是，其觸探頭不是圓錐探頭，而是標準規(guī)格的圓筒形探頭(由兩個半圓筒合成的取土器)，稱之為貫入器。利用規(guī)定的落錘能量將貫入器打入土中，根據(jù)貫入的難易程度，可用貫入30cm的擊數(shù)N判定土的物理力學(xué)性質(zhì)。目的標準貫入試驗的目的是用測得的標準貫入擊數(shù)N判斷砂土的密實度，粘性土和粉土的稠度。估算土的強度與變形指標，確定地基土的承載力，評定砂土、粉土的振動液化及估計單樁極限承載力及沉樁可能性；并可劃分土層類別，確定土層剖面和取擾動土試樣進行一般物理性試驗，用于巖土工程地基加固處理設(shè)計及效果檢驗。優(yōu)點和缺點優(yōu)點：（1）操作簡單，地層適應(yīng)性廣，對不易鉆探取樣的砂土和砂質(zhì)粉土尤為適用，當土中含有較大碎石時，使用受限制。（2）通過標準貫入試驗，從貫入器中還可以取得土樣，可對土層進行直接觀察，利用擾動土樣，可以進行鑒別土類的有關(guān)試驗。缺點：（1）離散性比較大，故只能粗略地評定土的工程性質(zhì)。（2）與圓錐動力觸探試驗相似，SPT并不能直接測定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)，而是通過與其他原位測試手段或室內(nèi)試驗成果進行對比，建立關(guān)系式，積累地區(qū)經(jīng)驗，才能用于評定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。2.設(shè)備與原理2.1設(shè)備標準貫入試驗設(shè)備主要由貫入器、貫入探桿和穿心錘三部分組成。

1.貫入器:標準規(guī)格的貫入器是由兩個半圓管合成的圓筒型探頭。

2.穿心錘:重63.5kg的鑄鋼件，中間有一直徑45mm的穿心孔，此孔為放導(dǎo)向桿用。

3.觸探桿:國際上多用直徑為40-50mm的無縫鋼管，我國則常用直徑為42mm的工程地質(zhì)鉆桿。2.2原理理標準準貫貫入入試試驗驗是是利利用用一一定定的的落落錘錘能能量量將將標標準準規(guī)規(guī)格格的的貫貫入入器器貫貫入入土土中中，，根根據(jù)據(jù)打打入入土土中中30cm的錘錘擊擊數(shù)數(shù)(N)來判判別別土土的的工工程程性性質(zhì)質(zhì)的的一一種種現(xiàn)現(xiàn)場場測測試試方方法法。。其其試試驗驗原原理理與與動動力力觸觸探探試試驗驗十十分分相相似似，，因因此此，，動動力力觸觸探探的的試試驗驗原原理理也也適適用用于于標標準準貫貫入入試試驗驗。。但是是，，SPT與動動力力觸觸探探在在貫貫入入器器上上的的差差別別，，決決定定SPT的基基本本原原理理的的獨獨特特性性，，SPT在貫貫入入過過程程中中，，整整個個貫貫入入器器對對端端部部和和周周圍圍土土體體將將產(chǎn)產(chǎn)生生擠擠壓壓和和剪剪切切作作用用，，SPT的貫貫入入器器是是空空心心的的，，在在沖沖擊擊力力作作用用下下，，將將有有一一部部分分土土擠擠入入貫貫入入器器，，其其工工作作狀狀態(tài)態(tài)和和邊邊界界條條件件十十分分復(fù)復(fù)雜雜。。影響響因因素素影響響標標準準貫貫入入試試驗驗的的因因素素有有很很多多，，主主要要有有以以下下兩兩個個方方面面:1.鉆孔孔孔孔底底土土的的應(yīng)應(yīng)力力狀狀態(tài)態(tài):不同同的的鉆鉆進進工工藝藝(回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、、水水沖沖等等)、孔孔內(nèi)內(nèi)外外水水位位的的差差異異、、鉆鉆孔孔直直徑徑的的大大小小等等，，都都會會改改變變鉆鉆孔孔底底應(yīng)應(yīng)力力狀狀態(tài)態(tài)，，它它會會對對標標準準貫貫入入試試驗驗有有重重要要影影響響。。2.錘擊擊能能量量:通過過實實測測，，即即使使是是自自動動自自由由落落錘錘，，傳傳輸輸給給探探桿桿系系統(tǒng)統(tǒng)的的錘錘擊擊能能量量有有很很大大的的波波動動，，變變化化范范圍圍達達到到士士(45-50%)，對對于于不不同同單單位位、、不不同同機機具具、、不不同同操操作作水水平平，，錘錘擊擊能能量量的的變變化化范范圍圍更更大大。。新方方法法為了了提提高高試試驗驗質(zhì)質(zhì)量量，，國國外外已已發(fā)發(fā)展展直直接接標標定定輸輸入入探探桿桿錘錘擊擊能能量量的的新新方方法法。。在在錘錘墊墊附附近近設(shè)設(shè)置置一一測測力力計計，，記記錄錄探探桿桿受受錘錘擊擊后后的的力力一一時時間間波波形形曲曲線線。。標準準的的應(yīng)應(yīng)力力波波能能量量比比3.技術(shù)術(shù)要要求求（1）先先用用鉆鉆具具鉆鉆至至試試驗驗土土層層標標高高以以上上0.15m處，，清清除除殘殘土土。。清清孔孔時時，，應(yīng)應(yīng)避避免免試試驗驗土土層層受受到到擾擾動動。。當當在在地地下下水水位位以以下下的的土土層層中中進進行行試試驗驗時時，，應(yīng)應(yīng)使使孔孔內(nèi)內(nèi)水水位位保保持持高高于于地地下下水水位位，，以以免免出出現(xiàn)現(xiàn)涌涌砂砂和和塌塌孔孔；；必必要要時時，，應(yīng)應(yīng)下下套套管管或或用用泥泥漿漿護護壁壁。。（2）貫入前應(yīng)擰擰緊鉆桿接頭頭，將貫入器器放入孔內(nèi)，，避免沖擊孔孔底，注意保保持貫入器、、鉆桿、導(dǎo)向向桿聯(lián)接后的的垂直度?？卓卓谝思訉?dǎo)向向器，以保證證穿心錘中心心施力。貫入入器放入孔內(nèi)內(nèi)后，應(yīng)測定定貫入器所在在深度，要求求殘土厚度不不大于0.1m。3.技術(shù)要求求（3）將貫入入器以每每分鐘擊擊打15~30次的頻率率，先打打入土中中0.15m，不計錘錘擊數(shù)；；然后開開始記錄錄每打入入0.10m及累計0.30m的錘擊數(shù)數(shù)N，并記錄錄貫入深深度與試試驗情況況。若遇遇密實土土層，錘錘擊數(shù)超超過50擊時，不不應(yīng)強行行打入，，并記錄錄50擊的貫入入深度。。（4）旋轉(zhuǎn)鉆鉆桿，然然后提出出貫入器器，取貫貫入器中中的土樣樣進行鑒鑒別、描描述記錄錄，并測測量其長長度。將將需要保保存的土土樣仔細細包裝、、編號，，以備試試驗之用用。（5）重復(fù)1~4步驟，進進行下一一深度的的標貫測測試，直直至所需需深度。。一般每每隔1m進行一次次標貫試試驗。注意事項項（1）須保持持孔內(nèi)水水位高出出地下水水位一定定高度，，以免塌塌孔，保保持孔底底土處于于平衡狀狀態(tài)，不不使孔底底發(fā)生涌涌砂變松松，影響響N值；（2）下套管管不要超超過試驗驗標高；；（3）須緩慢慢地下放放鉆具，，避免孔孔底土的的擾動；；（4）細心清清除孔底底浮土，，孔底浮浮土應(yīng)盡盡量少，，其厚度度不得大大于10cm；（5）如鉆進進中需取取樣，則則不應(yīng)在在錘擊法法取樣后后立刻做做標貫，，而應(yīng)在在繼續(xù)鉆鉆進一定定深度（（可根據(jù)據(jù)土層軟軟硬程度度而定））后再做做標貫，，以免人人為增大大N值；注意事項項（6）鉆孔直直徑不宜宜過大，，以免加加大錘擊擊時探桿桿的晃動動；鉆孔孔直徑過過大時，，可減少少N至50%，建議鉆鉆孔直徑徑上限為為100mm，以免影影響N值。標貫和圓圓錐動力力觸探測測試方法法的不同同點，主主要是不不能連續(xù)續(xù)貫入，，每貫入入0.45m必須提鉆鉆一次，，然后換換上鉆頭頭進行回回轉(zhuǎn)鉆進進至下一一試驗深深度，重重新開始始試驗。。另外，，標貫試試驗不宜宜在含有有碎石的的土層中中進行，，只宜用用于粘性性土、粉粉土和砂砂土中，，以免損損壞標貫貫器的管管靴刃口口。4.成果整理理桿長修正正上覆壓力力修正地下水的的修正地下水位位影響校校正Terzaghi和Peck(1953)提出對于于d10=0.1~0.05mm的飽和粉粉細砂，，當實測測標貫擊擊數(shù)N'>15時。需要要進行修修正:成果整理理1.標準貫入入試驗成成果整理理時，試試驗資料料應(yīng)當齊齊全，包包括:鉆孔孔徑徑、鉆進進方式、、護孔方方式、落落錘方式式、地下下水位及及孔內(nèi)水水位(或泥漿高高程)，初始貫貫入度、、預(yù)打擊擊數(shù)、試試驗標貫貫擊數(shù)及及深度記記錄、貫貫入器所所取擾動動土樣的的鑒別描描述。如如做過錘錘擊能量量標定試試驗的，，應(yīng)有F(t)-t曲線線。。2.繪制制標標貫貫擊擊數(shù)數(shù)N與深深度度的的關(guān)關(guān)系系曲曲線線。?；蚧蛟谠诘氐刭|(zhì)質(zhì)剖剖面面圖圖上上，，進進行行SPT的鉆鉆孔孔旁旁于于試試驗驗點點深深度度標標出出N值。。作作為為勘勘察察資資料料提提供供時時，，對對N值不不必必進進行行桿桿長長修修正正、、上上覆覆壓壓力力修修正正及及地地下下水水位位修修正正。。3.結(jié)合合鉆鉆探探及及其其他他原原位位試試驗驗，，依依據(jù)據(jù)N值在在深深度度上上的的變變化化，，對對各各土土層層的的N值進進行行統(tǒng)統(tǒng)計計。。統(tǒng)統(tǒng)計計時時，，要要剔剔除除個個別別異異常常值值。。標準準的的應(yīng)應(yīng)力力波波能能量量比比5.工程程應(yīng)應(yīng)用用1.地基基承承載載力力的的確確定定2.土的的抗抗剪剪強強度度指指標標的的確確定定3.地基基土土變變形形模模量量、、壓壓縮縮模模量量的的確確定定4.粘性性土土和和粉粉土土天天然然狀狀態(tài)態(tài)判判定定5.砂土土相相對對密密實實度度的的確確定定6.樁基基承承載載力力的的確確定定地基基承承載載力力的的確確定定地基基土土承承載載力力和和標標貫貫擊擊數(shù)數(shù)N經(jīng)驗驗關(guān)關(guān)系系2.土的的抗抗剪剪強強度度指指標標的的確確定定3.地基土土變形形模量量、壓壓縮模模量的的確定定4.粘性土土和粉粉土天天然狀狀態(tài)判判定5.砂土相相對密密實度度的確確定6.樁基承承載力力的確確定實例1對平頂頂山尼尼龍66鹽廠廠廠北服服務(wù)中中心的的地