標準貫入試驗

標準貫入試驗標準貫入試驗標準貫入試驗資料僅供參考文件編號：2022年4月標準貫入試驗版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：（四）標準貫入試驗(SPT)標準貫入試驗實質(zhì)上仍屬于動力觸探類型之一，所不同者，其觸探頭不是圓錐形探頭，而是標準規(guī)格的圓筒形探頭(由兩個半圓管合成的取土器)，稱之為貫入器。因此，標準貫入試驗就是利用一定的錘擊動能，將一定規(guī)格的對開管式貫入器打入鉆孔孔底的土層中，根據(jù)打入土層中的貫入阻力，評定土層的變化和土的物理力學(xué)性質(zhì)。貫入阻力用貫入器貫入土層中的30cm的錘擊數(shù)表示，也稱標貫擊數(shù)。標準貫入試驗開始與本世紀四十年代以來在國外有著廣泛的應(yīng)用，在我國也于1953年開始應(yīng)用.標準貫入試驗結(jié)合鉆孔進行，國內(nèi)統(tǒng)一使用直徑42cm的鉆桿，國外也有使用直徑50cm或60cm的鉆桿.標準貫入試驗的優(yōu)點在于：操作簡單，設(shè)備簡單，土層的適應(yīng)性廣，而且通過貫入器可以采取擾動土樣，對它進行直接鑒別描述和有關(guān)的室內(nèi)土工試驗。如對砂土做顆粒分析試驗。本試驗特別對不易鉆探取樣的砂土和砂質(zhì)粉土物理力學(xué)性質(zhì)的評定具有獨特的意義。1.標準貫入試驗設(shè)備規(guī)格標準貫入試驗設(shè)備規(guī)格要符合表8-24的要求.標準貫入試驗設(shè)備規(guī)格表8-24落錘落錘質(zhì)量（kg）落距（mm）762貫入器長度（mm）500外經(jīng)（mm）511內(nèi)經(jīng)（mm）351管靴長度（mm）761刃口角度18～20刃口單刃厚度（mm）鉆桿（相對彎曲<1％）直徑（mm）422.標準貫入試驗的技術(shù)要求（1）鉆進方法：為保證貫入試驗用的鉆孔的質(zhì)量，用采用回轉(zhuǎn)鉆進，當鉆進至試驗標高以上15cm外，應(yīng)停止鉆進。為保持孔壁穩(wěn)定，必要時可用泥漿或套管護壁。如使用水沖鉆進，應(yīng)使用側(cè)向水沖鉆頭，不能用向下水沖鉆頭，以使孔底土盡可能少擾動。擾動直徑在～150cm之間，鉆進時應(yīng)注意以下幾點：1）仔細清除孔底殘土到試驗標高；2）在地下水位以下鉆進時或遇承壓含水砂層，孔內(nèi)水位或泥漿面始終應(yīng)高與地下水位足夠的高度，以減少土的擾動。否則會產(chǎn)生孔底涌土，降低N值；3）當下套管時，要防止套管下過頭，套管內(nèi)的土未清除。貫入器貫入套管內(nèi)的土，使N值急增，不反映實際情況；4）下鉆具時要緩慢下放，避免松動孔底土。（2）標準貫入試驗所用的鉆桿應(yīng)定期檢查，鉆桿相對彎曲<1/1000，接頭應(yīng)牢固，否則錘擊后鉆桿會晃動。（3）標準貫入試驗應(yīng)采用自動脫鉤的自由落錘法，并減少導(dǎo)向桿與錘間的摩阻力，以保持錘擊能量恒定，它對N值影響極大。（4）標準貫入試驗時，先將整個桿件系統(tǒng)連同靜置于鉆桿頂端的錘擊系統(tǒng)一起下到孔底，在靜重下貫入器的初始貫入度需作記錄。如初始貫入試驗，N值記為零。標準貫入試驗分兩個階段進行：預(yù)打階段：先將貫入器打入15cm，如錘擊已達50擊，貫入度未達15cm，記錄實際貫入度。試驗階段：將貫入器再打入30cm，記錄每打入10cm的錘擊數(shù)，累計打入30cm的錘擊數(shù)既為標貫擊數(shù)N。當累計數(shù)已達50擊(國外也有定為100擊的)，而貫入度未達30cm，應(yīng)終止試驗，記錄實際貫入度s及累計錘擊數(shù)n。按下式換算成貫入30cm的錘擊數(shù)N：(8-28)式中――對應(yīng)錘擊數(shù)n的貫入度(cm)。（5）標準貫入試驗可在鉆孔全深度范圍內(nèi)等距進行。間距為1.0m或2.0m，也可僅在砂土，粉土等欲試驗的土層范圍內(nèi)等間距進行。3.標準貫入試驗的目的和范圍標準貫入試驗可用于砂土、粉土和一般粘性土，最適用于N=2～50擊的土層。其目的有：采取擾動土樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析結(jié)果定名；根據(jù)標準貫入擊數(shù)N，利用地區(qū)經(jīng)驗，為砂土的密實度和粉土，粘性土的狀態(tài)，土的強度參數(shù)，變形模量，地基承載力等作出評價；估算單樁極限承載力和判定沉樁可能性；判定飽和粉砂，砂質(zhì)粉土的地震液化可能性及液化等級。4.標準貫入試驗成果的應(yīng)用標準貫入試驗的主要成果有：標貫擊數(shù)N與深度的關(guān)系曲線，標貫孔工程地質(zhì)柱狀剖面圖。下面簡述標貫擊數(shù)N的應(yīng)用。應(yīng)該指出，在應(yīng)用標貫擊數(shù)N評定土的有關(guān)工程性質(zhì)時，要注意N值是否作過有關(guān)修正。（1）評定砂土的密實度和相對密度Dr上海市<<巖土工程勘察規(guī)范>>(DBJ08--37--94)根據(jù)實測的貫標擊數(shù)N，按式(8-29)進行修正后，用修正后的標貫擊數(shù)N1(修正為上覆有效壓力為100KPa的標貫擊數(shù))按表8-25評定砂土的相對密度Dr和密實度。(8-29)式中N――實測標貫擊數(shù)；――上覆有效壓力的修正系數(shù)，可按式(8-30)取值.或(8-30)式中――上覆有效壓力(kPa)；H――標貫試驗深度(m)。用N1確定砂土密實度和相對密度Dr表8-25標貫擊數(shù)N10<N133<N188<N125N1>25密實度松散稍密中密密實相對密度2020－3535－65>65備注本表適用于正常固結(jié)的中砂；對于細砂取表中數(shù)值乘以，對于粗砂取表中數(shù)值乘以（2）評定粘性土的狀態(tài)冶金部武漢勘察公司提出標準貫入擊數(shù)N與粘性土的狀態(tài)關(guān)系，見表8-26.太沙基（Terzaghi）和佩克（Peck）提出N與粘性土稠度狀態(tài)關(guān)系，見表8-27。標貫擊數(shù)N也粘性土液性指數(shù)IL的關(guān)系表8-26N<22－44－77－1818－25>35IL>11－－－－0<0稠度狀態(tài)流塑軟塑軟可塑硬可塑硬塑堅硬太沙基和佩克關(guān)于N與粘性土稠度狀態(tài)關(guān)系表8-27N<22－44－88－1515－30>30Qu(kPa)<2525－5050－100100－200200－400>400稠度狀態(tài)極軟軟中等硬很硬堅硬（3）評定沙土抗剪強度指標佩克的經(jīng)驗關(guān)系：=+27（8－31）邁耶霍夫（Meyerhof）的經(jīng)驗關(guān)系：當4≤N≤10時：=5N/6+80/3（8－32）當N>10時；=N/4+（8－33）當式（8－32）和（8－33）用于粉砂應(yīng)減5°，用于粗砂、礫砂應(yīng)加5°。日本建筑基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范采用大崎的經(jīng)驗關(guān)系：=+15（8－34）日本道路橋梁設(shè)計規(guī)范：=+15且（8－35）式（8－35）中N>5。日本國鐵路基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范：（8－36）式中—－有效上覆壓力（kPa）。在地震研究中采用的值上限為：=+24（8－37）（4）評定粘性土的不排水抗剪強度Cu（kPa）太沙基和佩克：（8－38）日本道路橋梁設(shè)計規(guī)范采用：（8－39）（5）評定土的變形模量E0和壓縮模量Es我國用標貫擊數(shù)N確定土的變形模量和壓縮模量的經(jīng)驗關(guān)系見表8-28。N值與E0或Es的關(guān)系（MPa）表8-28關(guān)系式適用條件來源Es=粉細砂埋深H≤15cm埋深H>15cm上海〈〈巖土工程勘探規(guī)范〉〉Es=+中南、華東地區(qū)粘性土冶金部武勘公司Es=+唐山粉細砂西南綜勘院Es=+粘性土、粉土湖北水利電力勘測院（6）確定地基土承載力我國根據(jù)標貫擊數(shù)Ｎ確定土的地基承載力標準值fＫ的方法見表8-29。N值與地基土承載力標準值fＫ的關(guān)系表8-29fＫ的關(guān)系式（kPa）適用條件來源72+粉土鐵道部第三勘探設(shè)計院222粉細砂850中粗砂+中南、華東地區(qū)粘性土、粉土N=3～23冶金部武勘公司N/（+）粉土紡織工業(yè)部設(shè)計院10N+105細、中砂+80一般粘性土3≤N<18武漢市建筑規(guī)劃，設(shè)計院等+老粘性土18≤N<22太沙基的經(jīng)驗關(guān)系（安全系數(shù)取3）對于條形基礎(chǔ)：fＫ=12N（kPa）（8－40）對于獨立方形基礎(chǔ)fＫ=15N（kPa）（8－41）日本住宅公團的經(jīng)驗關(guān)系fＫ=8N（kPa）（8－42）（7）估算單樁承載力將標貫擊數(shù)N換算成樁側(cè)、樁端土的極限摩阻力和極限端承力，再根據(jù)當?shù)氐耐翆忧闆r，就可以估算單樁的極限承載力。例如：北京市勘察院的經(jīng)驗公式為：（8－43）式中：——樁尖以上以下4D（D為樁徑或邊長）范圍N平均值換算的極限樁端承力（kPa），見表8-30；—－分別為樁身范圍內(nèi)粘性土、砂土的N值換算成樁側(cè)極限摩阻力（kPa），見表8-30；—－分別為粘性土層和砂土層的樁段長度（m）；—－經(jīng)驗系數(shù)（kN），見表8-31；—－孔底虛土折減系數(shù)（kN/m），?。弧椎滋撏梁穸?，預(yù)制樁x=0；當虛土厚度>0.5m，取x=0.5m，但端承力=0。（8）判定飽和砂土的地震液化問題對于飽和的砂土和粉土，當初判為可能液化或需要考慮液化影響時，可采用標準貫入試驗進一步確定其是否液化。當飽和砂土或粉土實測標準貫入錘擊數(shù)（未經(jīng)桿長修正）N值小于公式（8－44）確定的臨界值Ncr時，則應(yīng)判為液化土，否則為不液化土。（8－44）式中――飽和土標準貫入點深度（m）；――地下水位；――飽和土粘粒含量百分率，當（％）<3時，取＝3；――飽和土液化判別的基準貫入錘擊數(shù)，可按照表8-32采用；――飽和土液化臨界標準貫入錘擊數(shù)。N與和（kPa）的換算表表8-30N1246810121416182022242628303540預(yù)制樁pfc713263952657891104117130pfs18273644536271808998107115124133155178Pb4406608801100132015401760198022002420264028603080330038504400灌注樁pfc36121925313743505662pfs71320263340465359667379869299116132Pb