基础工程-地基勘察.pptx

标准贯入试验标准贯入试验第一节概述一、标准贯入试验的定义StandardPenetrationTest，SPT）SPT原位测试技术仍属于动力触探范畴，所不同的是，其贯入器不是圆锥探头，而是标准规格的圆筒形探头（由两个半圆筒合成的取土器）。与圆锥动力触探试验相似，标准灌入试验并不能直接测定地基土的物理力学性质，而是通过与其他原位测试手段或室内试验成果进行对比，建立关系式，积累地区经验，才能评定地基土的物理力学性质。二、标准贯入试验的优点及适用性三、标准贯入试验的发展四、标准贯入试验的应用（目的）应该指出的是，除判别液化外，其余的应用方法都是基于与其他测试方法的对比中建立起计算公式的。如桩的承载力的预估是与载荷试验相对比，土的物理力学性质指标是与室内试验成果建立相关关系。因此，对缺乏使用经验的地区，在应用标准贯入试验时应与其他测试方法配合作用。
第二节标准贯入试验的设备与原理标准贯入试验设备主要由贯入器、触探杆（钻杆）和穿心锤三部分组成。1．贯入器
标准规格的贯入器是由对开管和管靴两部分组成的探头。对开管是由两个半圆管合成的圆筒型取土器；管靴是一底端带刃口的圆筒体。二者通过螺纹连接，管靴起到固定对开管的作用。贯入器的外径、内径、壁厚、刃角与长度都有标准化尺寸，见表1。
2．穿心锤
重63.5kg的铸钢件，中间有一直径45mm的穿心孔，此孔为放导向杆用。国际、国内的穿心锤除重量相同外，锥形上不完全统一。落锤能量受落距控制，落锤方式有自动脱钩和非自动脱钩两种。目前国内普遍使用自动脱钩装置。我国目前采用的SPT设备与国际标准一致，《岩土工程勘察规范》（GB50021—2002）要求SPT的设备应符合表1的规定。3．触探杆
国际上多用直径为40~50mm的无缝钢管，我国则常用直径为42mm的工程地质钻杆。在与穿心锤连接处设置一锤垫。
标准贯入试验设备原先并不标准。各部件的规格各国有所差异。国际土力学与基础工程协会(ICSMFE)于1957年成立专门委员会开展研究工作，以解决SPT的标准化问题。并于1988年向第一届国际触探试验会议提出标准贯入试验国际标准建议稿，于1989年获得通过，开始执行。二、标准贯入试验的基本原理影响标准贯入试验的因素有很多，主要有以下两个方面：
1．钻孔孔底土的应力状态
不同的钻进工艺(回转、水冲等)、孔内外水位的差异、钻孔直径的大小等，都会改变钻孔孔底的应力状态。
2．锤击能量
通过实测，即使是自动自由落锤，传递给探杆系统的锤击能量也有很大的波动，变化范围达到±（45％~50％)，对于不同单位、不同机具、不同操作水平，锤击能量的变化范围更大。按标准的贯入器，用标准的锤(63.5kg)和落距(76cm)。考虑到锤击效率，标准的应力波能量比为60％。则可用实测ERi修正标贯击数Ni：
N60=（ERi/60）Ni
Ni——相应于能量比为ERi的实测锤击数；
N60——修正为标准应力波能量比的标贯击数。第三节标准贯入试验的技术要求2．为保证锤击时钻杆不发生侧向晃动，钻杆应定期检查，使钻杆弯曲度小于0.1%，接头应牢固。
3．采用自动脱钩的自由锤击法进行标贯试验，并减少导向杆与锤之间的摩擦阻力。避免锤击时偏心和晃动，保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直度，以保持锤击能量恒定。
4．将贯入器垂直打入试验土层中，锤击速率应小于30击/min。先打入15cm，不计锤击数，继续贯入，记录每打入10cm的锤击数，累计30cm的锤击数即为标准贯入锤击数N。若遇比较密实的砂土，贯入不足30cm的捶击数已超过50击时，应终止试验，并记录实际贯入深度△S（cm）和累计击数n。按下式换算成贯入30cm的锤击数N：N=30n/△S
第四节标准贯入试验的成果整理一、标贯试验的修正
试验的影响因素是很复杂的，其中有些因素可通过标准化的办法使其统一以减少对试验成果的影响，如设备、落锤方法、试验方法等影响因素属于这一类。
但另一些因素如杆长、地下水位、上覆压力等，则是无法人为控制的，因此要进行修正。
1．杆长修正
与圆锥动力触探相似，关于试验成果进行杆长修正问题，国内外的意见并不一致。在建立标准贯入击数N与其他原位测试或室内试验指标的经验关系式时，对实测值是否修正和如何修正也不统—，因此，在SPT成果应用时，需要特别注意。应根据建立统计关系式时的具体情形来决定是否对实测锤击数进行修正。
另外，在勘察报告中，对于所提供的标准贯入锤击数应注明是否已进行了杆长修正。表2N63.5的杆长修正系数表2中的α值是根据牛顿弹性碰撞理论计算而得，并非实测值，与实际并不符合。关于限制在21m以内也是由于历史原因造成的。目前，实际工程中标准贯入试验的杆长最长已超过100m，试验成果(N值)仍能较好地反映土层的力学性质的变化。（2）日本东海大学宇都-马等实测了水平搁置的1