動力觸探試驗

動力觸探試驗12.1適用范圍12.1.1本方法適用于檢測地基土或加固土增強體的均勻性，判定地基處理效果。12.1.1[條文說明]動力觸探試驗還可查明土洞、滑動面、軟硬土層界面等；另外，當(dāng)具備本地區(qū)可靠對比驗證經(jīng)驗資料時，根據(jù)動力觸探試驗指標(biāo)，還可推斷地基土或加固土增強體的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)（如狀態(tài)、密實度、土的強度、變形參數(shù)、地基承載力等）。12.1.2本方法根據(jù)錘擊能量分為輕型、重型和超重型三種。輕型動力觸探適用于淺部的填土、砂土、粉土、黏性土等原狀巖土以及采用粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、砂土的墊層和水泥土攪拌樁、單液硅化法加固地基；重型動力觸探適用于砂土、中密以下的碎石土、極軟巖等原狀巖土以及采用礦渣、砂石的墊層和強夯處理地基、不加填料振沖處理砂土地基、碎石樁振沖法、砂石樁、石灰樁、沖擴樁、單液硅化法加固地基；超重型動力觸探適用于密實和很密的碎石土、軟巖、極軟巖等原狀巖土以及強夯處理地基、不加填料振沖處理砂土地基、砂石樁、石灰樁。12.1.2[條文說明]輕型動力觸探的優(yōu)點在于輕便，在判斷水泥土攪拌樁的攪拌均勻性等方面有實用價值。重型動力觸探是應(yīng)用最廣泛的動力觸探試驗，已經(jīng)積累了較多的經(jīng)驗，而且它的落錘能量與標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗及國際上通用的動力觸探試驗相一致。12.2儀器設(shè)備12.2.1動力觸探儀由穿心錘、圓錐觸探頭和觸探桿（包括錘座和導(dǎo)向桿）組成。其規(guī)格如表12.2.1所列。

表12.2.1動力觸探設(shè)備類型和規(guī)格設(shè)備類型輕型重型超重型落錘質(zhì)量(kg)10±0.263.5±0.5130±1.0落距(cm)50±276±2100±2探頭直徑（mm）407474截面積（cm2）12.64343圓錐角（°）606060觸探桿直徑（mm）254250～60每米質(zhì)量(kg)＜8＜13錘座質(zhì)量(kg)10～15注：重型和超重型動力觸探探頭直徑的最大允許磨損尺寸為2mm；探頭尖端的最大允許磨損尺寸為5mm。12.2.1[條文說明]國外的動力觸探類型較多，例如法國常用的動力觸探有20種以上。但是應(yīng)用廣泛且較有代表的是歐洲觸探試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的兩種類型和原蘇聯(lián)常用的幾種類型。表12.2.1列出了本規(guī)程的動力觸探儀和國外類型的對比。表12.2.1國內(nèi)外常用的動力觸探儀觸探類型落錘質(zhì)量M（kg）落距H（m）探頭直徑(mm)探頭截面積A(cm2）能量指數(shù)P0（J/cm2）中國輕型重型超重型1063.51300.50.761.0040747412.643433.910.027.4原蘇聯(lián)輕型重型超重型30601300.400.801.007474744343432.710.027.4歐洲D(zhuǎn)PADPB63.563.50.750.756251302014.623.412.2.2重型和超重型動力觸探設(shè)備須備有自動落錘裝置；落錘、觸探桿及其接頭、重型和超重型動力觸探的錘座等應(yīng)符合《巖土工程儀器基本參數(shù)及通用技術(shù)條件》（GB/T15406）標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。12.2.2[條文說明]除了落錘部分(包括落錘質(zhì)量和落距，它們與重力加速度之積稱為觸探能量)以外，最主要的觸探儀參數(shù)就是探頭的外形和尺寸。探頭一般為圓錐形。個別國家如瑞典、西班牙也有采用尖錐截面為40mm×40mm的正方形探頭。按國內(nèi)常用尺寸，探頭圓錐角為60o。12.3現(xiàn)場檢測12.3.1現(xiàn)場檢測環(huán)境條件應(yīng)滿足各類檢測設(shè)備進退場要求和檢測要求。12.3.1[條文說明]輕型動力觸探設(shè)備較輕便，設(shè)備的進退場對場地要求不高；但重型動力觸探和超重型動力觸探的設(shè)備較大，一般至少配備卷揚機，有的配有鉆機或觸探車，因此檢測場地至少應(yīng)滿足設(shè)備進退場運輸和檢測過程中設(shè)備場地內(nèi)移位要求。12.3.2輕型動力觸探1先用輕便鉆具鉆至檢測土層或加固土增強體設(shè)計標(biāo)高以上30cm處，然后對所需檢測土層或加固土增強體連續(xù)進行觸探。2檢測時穿心錘落距為50±2cm，使其自由下落。記錄每打入土層或加固土增強體中30cm時所需的錘擊數(shù)（最初30cm可以不記）。3若需描述土層或加固土增強體情況時，可將觸探桿撥出，取下探頭，換貫入器進行取樣。4如遇密實堅硬土層或加固土增強體，當(dāng)貫入30cm所需錘擊數(shù)超過100擊或貫入15cm超過50擊時，即可停止試驗。如需對下部土層或加固土增強體進行試驗時，可用鉆具穿透堅實土層后再貫入。5本檢測一般用于貫入深度小于4m的土層或加固土增強體。必要時也可在貫入4m后用鉆具將孔掏清后再繼續(xù)貫入2m。12.3.3重型動力觸探1檢測前將觸探架安裝平穩(wěn)，使觸探保持垂直進行。垂直度的最大偏差不得超過2%。觸探桿應(yīng)保持平直，連接牢固。2貫入時應(yīng)使穿心錘自由下落，落錘落距為76±2cm。地面上的觸探桿的高度不宜過高，以免傾斜與擺動太大。3錘擊速率宜為每分鐘15～30擊。打入過程應(yīng)盡可能連續(xù)，所有超過5min的間斷都應(yīng)在記錄中予以注明。4及時記錄每貫入10cm所需的錘擊數(shù)。其方法可在觸探桿上每隔10cm劃出標(biāo)記，然后直接或用儀器記錄錘擊數(shù)；也可以記錄每一陣擊的貫入度，然后再換算為每貫入10cm所需的錘擊數(shù)。5對于一般砂、圓礫和卵石層或加固土增強體，觸探深度不宜超過13m，超過該深度時，需考慮觸探桿的側(cè)壁摩阻影響。6每貫入10cm所需錘擊數(shù)連續(xù)3次超過50擊時，即停止試驗。如需對土層或加固土增強體繼續(xù)進行試驗時，可改用超重型動力觸探。7本檢測也可在鉆孔中分段進行。一般可先進行貫入，然后進行鉆探直至動力觸探所及深度以上1m處，取出鉆具將觸探器放入孔內(nèi)再進行貫入。12.3.3[條文說明]本條規(guī)定重型動力觸探貫入錘擊速率為每分鐘15～30擊，這個速率略低于歐洲觸探試驗標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的每分鐘20～60擊。另外還規(guī)定盡可能連續(xù)進行，這個規(guī)定與歐洲觸探試驗標(biāo)準(zhǔn)也是一致的。12.3.4超重型動力觸探1貫入時穿心錘自由下落，落距為100±2cm。貫入深度一般不宜超過20m，超過該深度時，需考慮觸探桿側(cè)壁摩阻的影響。2其他步驟可參照本規(guī)程12.3.2條中1～5的規(guī)定進行。12.3.5側(cè)壁摩擦的影響是客觀存在的。但想用一個固定的修正系數(shù)來適應(yīng)所有條件是不符合實際情況的。因此，建議在深度較大時，應(yīng)采取措施(用泥漿或套管)消除側(cè)壁摩擦。12.3.5[條文說明]歐洲標(biāo)準(zhǔn)中建議的兩種動力觸探方法，主要區(qū)別是對側(cè)壁摩擦的考慮和處理方法有所不同。A型動力觸探(DPA)是用泥漿或套管來消除側(cè)壁摩擦，因而在評價時可以不考慮側(cè)壁摩擦的影響，B型動力觸探(DPB)不用泥漿或套管，孔壁不能保持穩(wěn)定，這種試驗的側(cè)壁摩擦是不能忽視的。該標(biāo)準(zhǔn)要求用轉(zhuǎn)動觸探桿并測定相應(yīng)的扭矩來估計側(cè)壁摩擦影響。12.3.6各檢測孔檢測前應(yīng)測量孔口標(biāo)高，檢測后應(yīng)測量孔內(nèi)地下水位。12.3.7測量孔口標(biāo)高可采用一般水準(zhǔn)儀，是為了便于統(tǒng)一分析和劃分土層。測量孔內(nèi)地下水位可采用水位計等，在單孔檢測完成24h后進行，一般用于天然地基土和換填法、砂石樁處理地基等。加固土增強體內(nèi)一般無地下水。12.3.8動力觸探試驗對應(yīng)各類地基處理方法的開始時間和檢測頻率見下表。動力觸探類型地基處理方法檢測開始時間檢測頻率輕型動力觸探采用粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、砂石的墊層墊層完成施工后3～5天之間每16m2設(shè)一分層檢測點，且不少于6點水泥土攪拌樁成樁后2～3天之間不少于施工總樁數(shù)的2%，且不少于6根單液硅化法加固地基灌注完畢后10～15天之間每16m2設(shè)一分層檢測點，且不少于6點重型動力觸探采用礦渣、砂石的墊層墊層完成施工后3～5天之間每16m2設(shè)一分層檢測點，且不少于6點強夯處理地基置換墩完成施工后3～5天之間不少于施工總墩點數(shù)的2%，且不少于6點不加填料振沖處理砂土地基振沖完成后2～3天之間不少于施工振沖點數(shù)的2%，且不少于6點碎石樁振沖法振沖完成后2～3天之間不少于施工振沖點數(shù)的2%，且不少于6點砂石樁成樁后2～3天之間不少于施工總樁數(shù)的2%，且不少于6根石灰樁成樁后7～10天之間不少于施工總樁數(shù)的2%，且不少于6根柱錘沖擴樁成樁后7～14天之間不少于施工總樁數(shù)的2%，且不少于6根單液硅化法加固地基灌注完畢后10～15天之間每16m2設(shè)一分層檢測點，且不少于6點超重型動力觸探強夯處理地基置換墩完成施工后3～5天之間不少于施工總墩點數(shù)的2%，且不少于6點不加填料振沖處理砂土地基振沖完成后2～3天之間不少于施工振沖點數(shù)的2%，且不少于6點砂石樁成樁后2～3天之間不少于施工總樁數(shù)的2%，且不少于6根石灰樁成樁后7～10天之間不少于施工總樁數(shù)的2%，且不少于6根12.4檢測數(shù)據(jù)分析與評價12.4.1對于每個檢測孔，動力觸探試驗的結(jié)果應(yīng)繪制動力觸探錘擊數(shù)與試驗深度關(guān)系曲線關(guān)系圖表，如圖12.4.1。12.4.1[條文說明]除了觸探錘擊數(shù)作為貫入指標(biāo)外，也可采用動貫入阻力。動貫入阻力可采用荷蘭的動力公式，按12.4.1式計算動貫入阻力qd：（12.4.1）式中qd——動貫入阻力，MPa；M——落錘的質(zhì)量，kg；m——探頭及桿件系統(tǒng)（包括打頭、導(dǎo)向桿等）的質(zhì)量，kg；H——落距，m；A——探頭截面積，cm2；e——每擊貫入度，等于D/N，D為規(guī)定貫入深度，N為規(guī)定貫入深度的擊數(shù)；g——重力加速度，其值為8.81m/s2。上式是建立在古典的牛頓非彈性碰撞理論，即不考慮彈性變形量的消散。故限用于：1貫入土中的深度小于13m，貫入度2～50mm；2觸探器系統(tǒng)的質(zhì)量與落錘質(zhì)量之比(m1/m)小于2。3若實際情況與上述條件差別大時，采用公式12.4.1時應(yīng)慎重。12.4.2各檢測孔的動力觸探錘擊數(shù)代表值，應(yīng)根據(jù)不同深度的動力觸探錘擊數(shù)采用平均值法計算得到。12.4.3單位工程同一土層的動力觸探錘擊數(shù)，可用各檢測孔的同一土層的動力觸探錘擊數(shù)，用厚度加權(quán)平均法計算得出該層貫入指標(biāo)平均值和變異系數(shù)。統(tǒng)計時，應(yīng)剔除臨界深度以內(nèi)的數(shù)值、超前和滯后影響范圍內(nèi)的異常值及個別指標(biāo)的異常值。根據(jù)動力觸探錘擊數(shù)沿深度的分布趨勢，結(jié)合相關(guān)資料和地區(qū)經(jīng)驗，劃分土層和判定土類。12.4.3[條文說明]根據(jù)觸探擊數(shù)、觸探曲線形狀，結(jié)合巖土工程勘察資料進行土層劃分時應(yīng)注意超前和滯后反應(yīng)。當(dāng)觸探頭尚未到達下臥土層時，在一定深度以上，對下臥土的影響已經(jīng)“超前”反映出來。當(dāng)探頭已經(jīng)穿透上覆土層進人下臥土層中時，在一定深度內(nèi)，對上覆土層的影響仍然會有一定的反映。這兩種情況分別稱之為觸探的“超前反應(yīng)”和“滯后反應(yīng)”現(xiàn)象。根據(jù)試驗研究，當(dāng)上覆為硬層，下臥為軟層時，對觸探擊數(shù)的影響范圍大，超前反映量(最大可達0.5～0.7m)大于滯后反映量(約為0.2m)。當(dāng)上覆為軟層，下臥為硬層時，影響范圍小，超前反應(yīng)量(約為0.1～0.2m)小于滯后反映量(約0.3～0.6m)。在整理觸探資料時，應(yīng)剔除異常值。如計算土層觸探指標(biāo)平均值時，超前和滯后范圍內(nèi)的數(shù)值不反應(yīng)真實土性；臨界深度以內(nèi)的錘擊數(shù)偏小，不反應(yīng)真實土性。均不應(yīng)參加統(tǒng)計。12.4.4原狀地基土的巖土性狀可根據(jù)單位工程各檢測孔的動力觸探錘擊數(shù)代表值、同一土層的動力觸探錘擊數(shù)平均值和變異系數(shù)進行評價。處理地基土的處理效果可根據(jù)處理前后的檢測結(jié)果對比進行評價。12.4.5當(dāng)采用動力觸探試驗實測錘擊數(shù)評價復(fù)合地基豎向增強體的施工質(zhì)量時，宜對單各增強體的試驗結(jié)果進行統(tǒng)計和評價。12.4.5[條文說明]復(fù)合地基豎向增強體的施工工藝和采用材料的種類較多，只有相同的施工工藝并采用相同材料的