觸探試驗(yàn)-secret

1、 觸探試驗(yàn)觸探試驗(yàn)是一種常用的原位測試技術(shù)。由于其設(shè)備簡單、易于操作、使用效率較高，因而應(yīng)用較為廣泛。在長期的工程實(shí)踐中，積累了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，測試成果較為可靠。試驗(yàn)方法包括動(dòng)力觸探（DPT）、標(biāo)準(zhǔn)貫入（SPT）和靜力觸探（CPT）三類。其基本方法是, 用動(dòng)力沖擊或靜力將一個(gè)特制的探頭, 按一定的速率貫入土層中，以剪切破壞的方式擠開土層。根據(jù)探頭所承受的貫入阻力，劃分土層、確定土層的承載力和變形性等指標(biāo)。 1動(dòng)力觸探試驗(yàn)（Dynamic penetration test） 1 概述動(dòng)力觸探試驗(yàn)是利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的圓錐探頭貫入土體中，根據(jù)探頭貫入土層的難易程度（貫入

2、擊數(shù)或貫入阻力的變化），測求土層工程地質(zhì)性質(zhì)的一種現(xiàn)場原位測試技術(shù)。適用于一般粘性土、素填土、砂土、碎石土及各類強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石。(1) 動(dòng)力觸探試驗(yàn)的類型：根據(jù)錘擊能量，動(dòng)力觸探試驗(yàn)分為輕型、重型及超重型三種（表1-1）。表1-1 輕型、重型及超重型動(dòng)力觸探技術(shù)規(guī)格參數(shù)類型落錘重（kg）落距（cm）形狀錐底面積（cm2）貫入記錄量的符號(hào)主要適用巖土輕型1050 實(shí)心圓錐12.6貫入30cm錘擊數(shù)N10淺部的填土、砂土、粉土、粘性土重型63.576±2實(shí)心圓錐43貫入10cm錘擊數(shù)N63.5砂土、中密以下碎石土、極軟巖超重型120100實(shí)心圓錐43貫入10cm錘擊數(shù)N

3、120密實(shí)和很密的碎石土、軟巖標(biāo)準(zhǔn)貫入63.576±2空心圓筒9.6貫入30cm 錘擊數(shù)N砂土、粉土、一般粘性土(2) 動(dòng)力觸探試驗(yàn)的工程目的：動(dòng)力觸探試驗(yàn)指標(biāo)主要用于以下工程目的：（a）測定地基土的強(qiáng)度及變形指標(biāo)；（b）評(píng)價(jià)場地均勻性；（c）確定地基持力層及承載力；（d）檢測地基加固與改良質(zhì)量。(3)動(dòng)力觸探試驗(yàn)的技術(shù)原理：動(dòng)力觸探的錘擊能量，除消耗于錘與探桿的碰撞、探桿的彈性變形及探桿與孔壁的摩擦外，主要用于克服土層對(duì)探頭的阻力。前者為無效能量，后者為有效能量。若略去無效能量，則：eQgH = Rd A sRd = eQgHN / A h式中：Rd 探頭的單位動(dòng)阻力（N / m2

4、）；A 探頭的橫截面機(jī)（m2）；s 每擊的貫入度（m），s = h / N;h 貫入深度（m）；N 貫入深度為h時(shí)的錘擊數(shù)；e 錘擊效率（與落錘方式、導(dǎo)桿摩擦及錘擊偏心等有關(guān)）；g 重力加速度（g=9.81m / s2）；Q 錘質(zhì)量（kg）；H 落距（m）。當(dāng)e、Q、H、A、h一定時(shí)，由探頭的單位動(dòng)阻力或錘擊數(shù)反映出的動(dòng)貫入阻力與土層的密度及力學(xué)指標(biāo)有關(guān)。通過大量的試驗(yàn)及測試數(shù)據(jù)建立起來的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，可應(yīng)用于工程實(shí)踐。動(dòng)力觸探試驗(yàn)的影響因素較為復(fù)雜。其中，某些因素可以采用標(biāo)準(zhǔn)化措施來控制，如試驗(yàn)方法、機(jī)械設(shè)備、落錘方式；而有些因素則只能通過經(jīng)驗(yàn)校正予以處理，如桿長及地下水等。 2 輕型動(dòng)力觸探（

5、N10）試驗(yàn) 適用于深度小于4m的一般粘性土、粘性素填土和砂土層。 (1)試驗(yàn)設(shè)備：輕型動(dòng)力觸探設(shè)備主要由圓錐探頭、觸探桿、穿心落錘三部分組成(圖1- 1),落錘升降由人工操縱。圖1-1 輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)設(shè)備示意圖 穿心桿 2.穿心錘 3.錘墊 4.觸探桿 5.探頭(2)試驗(yàn)步驟：（a）探頭貫入土層之前，先在觸探桿上標(biāo)出從錐尖起向上每30cm的位置。（b）一人將觸探桿垂直扶正，另一人將10Kg穿心錘從錘墊頂面以上50cm處自由落體放下, 錘擊速度以每分鐘15-30擊為宜。（c）記錄每貫入土層30cm的錘擊數(shù)N10(擊/30cm)。（d）為避免因土對(duì)觸探桿的側(cè)壁摩檫而消耗部分錘擊能量，應(yīng)采用分段

6、觸探的辦法，即貫入一段距離后，將錐尖向上拔，使探孔壁擴(kuò)徑，再將錐尖打入原位置，繼續(xù)試驗(yàn)?；蛎控炄?0cm，轉(zhuǎn)動(dòng)探桿一圈。（e）當(dāng)N10100或貫入15cm錘擊數(shù)超過50時(shí)，可停止試驗(yàn)。（3）資料整理：（a）輕型動(dòng)力觸探由于貫入深度淺，可不作桿長修正，即N10= N10。（b）繪制輕型動(dòng)力觸探擊數(shù)N10與深度h的關(guān)系曲線（圖1-2）。圖1-2輕型動(dòng)力觸探擊數(shù)N10與深度h的關(guān)系曲線（4）試驗(yàn)成果的應(yīng)用：確定地基承載力特征值fa, 見表1-2、1-3及1-4。表1-2 一般粘性土承載力特征值fa與N10的關(guān)系N10（擊/30cm）15 202530fa（Kpa）105145190230注：本表引自

7、建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范（GBJ7-89）表1-3 素填土承載力特征值fa與N10的關(guān)系N10（擊/30cm）10203040fa（Kpa）85115135160注：本表引自鐵路動(dòng)力觸探技術(shù)規(guī)范(TBJ18-87) 表1-4 含少量雜質(zhì)的素填土承載力特征值fa與N10的關(guān)系N10（擊/30cm）152018252330273532403550fa（Kpa）4070609080120100150130180150200空隙比e 25 15 20 10 15 00 050.900.950.80<0.80本表引自西安市資料.（5）試驗(yàn)記錄格式（6）工程實(shí)例：唐山錢家營建筑地段地表至7m深度內(nèi)為稍密至中

8、密狀態(tài)中、細(xì)砂。1976年7月28日唐山大地震，7m以上的飽和砂巖土嚴(yán)重液化?，F(xiàn)采用降水強(qiáng)夯處理地基。強(qiáng)夯前后的輕便動(dòng)探值對(duì)比曲線見圖1-3，可看出強(qiáng)夯加固的效果是很顯著的，特別對(duì)于中砂層。圖1-3 唐山錢家營工地降水強(qiáng)夯前后輕便觸探擊數(shù)對(duì)比 3重型動(dòng)力觸探（N63.5）試驗(yàn)主要用于碎石土、砂土及一般粘性土。（1）試驗(yàn)設(shè)備：重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)的設(shè)備主要由觸探頭、觸探桿及穿心錘三部分組成（可參見圖2-3）。落錘升降由鉆機(jī)操縱（2）試驗(yàn)步驟：（a）探頭貫入土層之前，先測出錐尖到錘墊底面之間長度，即觸探桿長度。（b）待錘尖打入到預(yù)測位置時(shí)，從觸探桿上標(biāo)出，從地面向上每10cm的位置。（c）穿心錘自由落

9、距76cm，記錄每貫入土層10cm的錘擊數(shù)N63。.5。錘擊速率宜為15-30擊/min。（d）每加上一根觸桿時(shí)，需記錄所加桿的長度，重新統(tǒng)計(jì)觸探桿長度。（e）若土質(zhì)較松軟、探頭貫入速度較快時(shí)，亦可記錄錘擊5次的貫入深度。（f）對(duì)觸探桿側(cè)壁摩擦影響較大的土層，可考慮采用分段觸探的辦法。（參見輕型動(dòng)探相關(guān)內(nèi)容）。（g）如N63.。550，連續(xù)三次，可停止試驗(yàn)。(3)資料整理：(a)觸探桿長度的校正：當(dāng)觸探桿長度大于2m時(shí)，需按下式校正： N63。.5a·N63。.5式中：N63。.5修正后的重型動(dòng)探擊數(shù)a-為觸探桿長度校正系數(shù)，查表1-5。(b)觸探桿側(cè)壁摩擦影響的校正：對(duì)于砂土和松散

10、-中密的圓礫、卵石層觸探深度在15m內(nèi)，一般可不考慮側(cè)壁摩擦的影響。(c)地下水影響的校正：對(duì)于地下水位以下的中、粗、礫砂和圓礫、卵石,錘擊數(shù)(N63.5)可按下式修正： N63.5= 1N63.5 0(d) 繪制重型動(dòng)探擊數(shù)N63.5與深度h的關(guān)系曲線。表1-5 動(dòng)探桿長度校正系數(shù)N63。.5l(m)510152025303540502 0 0 0 0 0 0 0 040.960.950.930.920.900.980.870.860.8460.930.900.880.850.830.810.790.780.7580.900.860.830.800.770.750.730.710.67100

11、.880.830.790.750.720.690.670.640.61120.850.790.750.700.670.640.610.590.55140.820.760.710.660.620.580.560.530.50160.790.730.670.620.570.540.510.480.45180.770.700.630.570.530.490.460.430.40200.750.670.590.530.480.440.410.490.36注：l為桿長。（4）試驗(yàn)成果的應(yīng)用：（a）確定地基土承載力特征值fa（原規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)值fk）（表1-6，1-7）： 表1-6 碎石土、砂土地基承載力特征

12、值fa與N63.5關(guān)系N63.5345678910121416182025303540碎石土fa(Kpa)1401702002402803203604004705406006607208509309701000中、粗、礫砂fa(Kpa)120150180220260300340380注：本表引自建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）表1-7 粘性土、粉土N63。.5與承載力特征值fa的關(guān)系N63。.51 523456789101112fa(Kpa)6090120150180210240265290320350375400狀態(tài)流塑軟塑可塑硬塑堅(jiān)硬注：本表引自廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院(b)確

13、定地基土的變形模量E0(表1-8)：表1-8 圓礫、卵石土的變形模量E0與N63。.5擊數(shù)平均值的關(guān)系N63。.5345678910121416182022242628303540E0(Mpa)1012141618.52123.526303437.54144.548515456.5596264注:本表引自鐵道部第二勘測設(shè)計(jì)院(1988年)(c)確定地基土(碎石土)的密實(shí)度(表1-9)及地基土(砂土)的密實(shí)度(表1-10)：表1-9 碎石土密實(shí)度與N63。.5平均值的關(guān)系N63。.555N63。.51010N63。.52020密實(shí)度松散稍密中密密實(shí)注：本表引自建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007

14、-2002），本表適用于平均粒徑小于等于50mm, 且最大粒徑不超過100mm的卵石、碎石、圓礫、角礫。表1-10 砂土密實(shí)度與N63。.5平均值的關(guān)系砂土N63。.5砂土密實(shí)度孔隙比礫砂5松散0.6558稍密0.650.50810中密0.500.4510密實(shí)0.45粗砂5松散0.8056.5稍密0.800.706.59.5中密0.700.609.5密實(shí)0.60中砂5松散0.9056稍密0.900.8069中密0.800.709密實(shí)0.70注：N63.5系指因桿長影響校正而未經(jīng)地下水影響校正的錘擊數(shù)。本表引自工程地質(zhì)手冊(cè)第三版表3-2-13。(5)記錄格式： 動(dòng)力觸探記錄表工程名稱 地 點(diǎn) 動(dòng)

15、探類型鉆孔編號(hào) 鉆孔標(biāo)高 地下水位 深 度（m）桿長（m）實(shí) 測擊 數(shù)（擊）修正系數(shù)修正擊數(shù)N深 度（m）桿長（m）實(shí) 測擊 數(shù)（擊）修正系數(shù)修正擊數(shù)N0.0. 1.1. 2.2. 3.3. 4.4. 5.5. 6.6. 7.7. 8.8. 9.9時(shí)間 校核 記錄 （6）工程實(shí)例： 四川某工地高填方地基處理檢測在填石強(qiáng)夯試驗(yàn)區(qū)，夯前及夯后15天、30天進(jìn)行重型動(dòng)探檢測，動(dòng)探擊數(shù)N63.5與深度h的關(guān)系曲線見圖1-4。處理后的地表以下10m深度內(nèi)N63。.5皆大于5擊，滿足設(shè)計(jì)要求，而03.5m內(nèi)更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)要求。 圖1-4 四川某工地高填方地基處理（填石強(qiáng)夯試驗(yàn)區(qū)）重型動(dòng)力觸探曲線圖 4

16、超重型動(dòng)力觸探（N120）試驗(yàn)適用于密實(shí)的碎石土或埋深較大的、較厚的碎石土。(1) 試驗(yàn)要點(diǎn)：貫入時(shí)應(yīng)使空心錘自由下落100cm, 地面上的觸探桿不應(yīng)過高；貫入過程盡量連續(xù),錘擊速率宜為15-25擊/min；貫入深度不宜超過20m。(2) 影響因素校正：(a)觸探桿長度的校正：當(dāng)觸探桿長度大于1m時(shí), 錘擊數(shù)(N120)可按下式修正：N120 = a N式中 a-觸探桿長度修正系數(shù),查表取值。(b)觸探桿側(cè)壁摩擦影響的校正：N120 = Fn N式中 Fn-觸探桿側(cè)壁摩擦影響修正系數(shù),查表取值。 2 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（Standart penetration test） 2.1 概述標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)際上

17、是一種特殊的動(dòng)力觸探試驗(yàn)，適用于砂土、粉土、一般粘性土及強(qiáng)風(fēng)化巖等。該試驗(yàn)用質(zhì)量為63.5kg的穿心錘，以76cm的自由落距，將一定規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)貫入器預(yù)先打入土中0.15cm，然后再打入0.30cm，記錄0.30cm的錘擊數(shù)，稱為標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)（N）。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的工程目的是：（1）劃分土層類別、采集擾動(dòng)試樣；（2）判斷砂土的密實(shí)度或粘性土及粉土的稠度；（3）估測土的強(qiáng)度及變形指標(biāo)、確定地基土的承載力；（4）評(píng)價(jià)砂土及粉土的振動(dòng)液化；（5）估算單樁承載力及沉樁可能性；（6）檢驗(yàn)地基加固處理質(zhì)量。 2.2 試驗(yàn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)由觸探頭（又稱貫入器、對(duì)開式管筒）、錘墊及導(dǎo)向桿、落錘（質(zhì)量為63.5kg

18、的穿心錘）三部分組成（圖1-5）。落錘距離由自動(dòng)脫鉤裝置控制。圖1-5 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備 穿心錘；2.錘墊；3.探桿；4.貫入器；5.出水孔；6.貫入器內(nèi)壁；7.貫入器靴 2.3 試驗(yàn)步驟 (1)先用鉆具鉆至欲測土以上15cm。且鉆具拔出后孔底與孔壁應(yīng)保證無軟粘土等擠出堵塞鉆孔。(2)標(biāo)貫探頭入土之前，先測出探頭靴口到錘墊底面之間的長度，及探桿長度。(3)將探頭壓入欲測土表面，然后進(jìn)行錘擊，錘擊速率為15-30擊/min，錘擊落距76±2cm，先記錄貫入15cm的預(yù)打擊數(shù)，然后記下再貫入30cm 的標(biāo)貫實(shí)測擊數(shù)N。(4)若30cm內(nèi)錘擊數(shù)超過50，則停止試驗(yàn)。(5)若需進(jìn)行下一深度的

19、貫入試驗(yàn)時(shí)，一般應(yīng)隔1m后在進(jìn)行。(6)整個(gè)標(biāo)貫過程中，孔壁不能有垮坍或孔壁上軟粘土等擠出，造成探桿側(cè)壁摩擦加大。(7)拔出探入器，分開對(duì)開式管筒，取出筒內(nèi)土樣描述和試驗(yàn)。 2.4 資料整理(1)探桿長度校正：當(dāng)探桿長度大于3m時(shí)，需按下式修正N=N·N式中：N修正后的標(biāo)貫擊數(shù)（擊/30cm） N桿長修正系數(shù)，按表1-11確定(2)土的自重壓力的影響：(a) 圖表法：錘擊數(shù)、上覆土壓力砂土的相對(duì)密度。(b) 美國Peck得出砂土自重壓力對(duì)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的影響為：N = CN N式中CN-自重壓力影響修正系數(shù),查表取值。(c) 地下水影響的校正： 砂層的貫入擊數(shù)N大于15時(shí),有效擊數(shù)按下

20、式校正：N=151/2(N15)表1-11 標(biāo)貫試驗(yàn)桿長修正系數(shù)N探桿長度（m）36912151821N 000.920.860.810.770.730.70注：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002），巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）對(duì)桿長修正作以下說明：我國一直用經(jīng)過修正后的N值確定地基承載力，用不修正的N值判別液化和判別砂土密實(shí)度。因此應(yīng)按具體巖土工程問題，確定是否修正，且需在報(bào)告中說明。 2.5 試驗(yàn)成果的應(yīng)用(1) 確定地基承載力特征值fa（表1-12、表1-13）：表1-12 砂土承載力特征值fa（Kpa）與N的關(guān)系N（擊/30cm）10153050中、粗砂18

21、0250340500粉、細(xì)砂140180250340表1-13 粘性土承載力特征值fa（Kpa）與N的關(guān)系N（擊/30cm）357911131517192123fa（Kpa）105145190235280325370430515600680注：表2-11、表2-12引自建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ7-89）(2) 確定地基土壓縮模量Es及變形模量E0（表1-14）：表1-14 E0(Mpa)或Es(Mpa) 與N的關(guān)系研究者關(guān)系式適用范圍湖北省水利電力勘察設(shè)計(jì)院E0= 0658N+7.4306粘性土、粉土冶金部武漢勘察公司Es= 04 N+4.89中南、華東地區(qū)粘土西南綜合勘察院Es=0.27

22、6 N+10.22唐山粉、細(xì)砂（地下水位以下）Schultze（德國）Es=0.49N+7.1細(xì)砂（地下水位以下）(3)確定砂土的抗剪指標(biāo)（表1-15）：表2-15 砂土內(nèi)聚力c、內(nèi)摩擦角與N（手）的關(guān)系N3579111315171921252931c（Kpa）1736495966727883879198103107（度）17.719.82 222.223.023.824.324.825.325.726.427.027.3注：此表引自冶金部武漢勘察公司。N（手）是用手拉繩方式測得，與機(jī)械化自動(dòng)落錘所得N（機(jī)）的關(guān)系式為：N（手）=0.74+ 12 N（機(jī)）(4)判定砂土的密實(shí)度（表1-16）：

23、表1-16 標(biāo)貫擊數(shù)N與砂土的密實(shí)度的關(guān)系標(biāo)貫錘擊數(shù)N（擊/30cm）密實(shí)度N10松散10N15稍密15N30中密N30密實(shí)注：本表引自建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002），表中N值未加修正。(5)判定粘性土的稠密度狀態(tài)（表1-17）：表1-17 粘性土的液性指數(shù)IL與N的關(guān)系N22-44-77-1818-3535IL11-0.750.25-00稠密狀態(tài)流動(dòng)軟塑軟可塑硬可塑硬塑堅(jiān)硬注：此表引自冶金部武漢勘察公司。(6)預(yù)估單樁豎向承載力（表1-18）：表1-18 樁尖阻力Pp、樁側(cè)阻力Pf與N的關(guān)系土名Pp（Kpa）Pf（Kpa）各種密度的砂土324.4 N2.03 N粉土、粉砂及

24、泥炭土17 2 N4.28 N可塑狀態(tài)粘土74.9 N5.35 N注：本表引自工程地質(zhì)手冊(cè)第三版Schmerfman提出。(7)判別飽和砂土、粉土的液化：建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ11-89）明確規(guī)定對(duì)飽和砂土、粉土液化判定應(yīng)采用標(biāo)貫試驗(yàn)，在地面以下15m深度范圍內(nèi)，當(dāng)飽和砂土、粉土實(shí)測標(biāo)貫擊數(shù)N（未經(jīng)桿長修正）小于下式Ncr時(shí)，應(yīng)判為可液化土。Ncr=No×0.9+0.1×(ds-dw)式中：Ncr飽和土液化臨界標(biāo)貫錘擊數(shù)；No飽和土液化判別基準(zhǔn)標(biāo)貫錘擊數(shù)，按表1-19選用；ds標(biāo)貫試驗(yàn)深度（m）；dw地下水位深度（m）；c飽和土的粘粒含量百分率（%），當(dāng)c3時(shí)，取c=3。

25、表1-19 液化判別基準(zhǔn)標(biāo)貫錘擊數(shù)No的值烈度7度8度9度近震61016遠(yuǎn)震812 2.6 工程實(shí)例：唐山錢家營建筑地段地表至7m左右深度內(nèi)為稍密至中密狀態(tài)的中細(xì)砂層。1976年7月28日唐山發(fā)生7.8級(jí)地震后，飽和砂土嚴(yán)重液化，建筑物倒塌?，F(xiàn)采用強(qiáng)夯法處理地基。工程處理前進(jìn)行兩組試驗(yàn)，一組在未降低地下水位的條件下直接強(qiáng)夯；另一組采用井點(diǎn)降水后再進(jìn)行強(qiáng)夯處理。檢測方案之一采用標(biāo)貫試驗(yàn)，檢測結(jié)果見圖1-6。強(qiáng)夯前無論降水與否，在7m深度范圍內(nèi)，標(biāo)貫擊數(shù)曲線差別不大；而強(qiáng)夯之后，兩組標(biāo)貫擊數(shù)均有較大提高，其中降水后的強(qiáng)夯擊數(shù)增加更為明顯。圖1-6 唐山錢家營工地強(qiáng)夯前、后標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)的對(duì)比曲線圖

26、3 靜力觸探試驗(yàn)(Cone penetration test) 3.1 概述靜力觸探是將電測應(yīng)力傳感器（應(yīng)變片等）探頭，用靜力勻速貫入土中，根據(jù)電測傳感器的信號(hào)，測定探頭所承受的貫入阻力，進(jìn)而推測土層的工程地質(zhì)性質(zhì)。常用的探頭有：測試比貫入阻力（Ps）的單橋探頭；測試錐尖阻力（qc）及側(cè)壁摩阻力（fs）的雙橋探頭；能同時(shí)測試孔隙水壓力的兩用探頭(Ps-u)；三用(Ps-u-fs)探頭。國外還研發(fā)出各種多功能探頭，如電阻率探頭、測振探頭、側(cè)應(yīng)力探頭、旁壓探頭、波速探頭、地溫探頭等。靜力觸探試驗(yàn)的工程目的主要是：（1）土層劃分及土類判別；（2）測定砂土的相對(duì)密實(shí)度Dr、內(nèi)摩擦角；（3）測定粘性土的

27、不排水抗剪強(qiáng)度cu，土的壓縮模量ES、變形模量E0，飽和粘土的不排水模量Eu，砂土的初始切線彈性模量Ei及初始切線剪切模量Gi；（4）確定地基承載力、單樁承載力、固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)及黃土濕陷性系數(shù)；（5）判別砂土液化；（6）檢驗(yàn)地基加固處理質(zhì)量。靜力觸探具有測試結(jié)果可靠、效率高、成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)，適用于粘性土、粉土和砂土，不適用于碎石土及巖石。 3.2 試驗(yàn)設(shè)備手搖式輕型靜力觸探儀（圖1-7），地面電測儀（CDL-4）。 圖1-7 手搖式輕型靜力觸探儀示意圖 靜力觸探桿；2.靜力觸探儀框架；3.轉(zhuǎn)軸；4.手搖把；5.傳力鏈條；6.鏈條壓傳力板長銷釘；7.傳力板；8.卡板；9.觸探桿凹槽；10.

28、地錨桿；1 地錨桿壓下橫梁銷釘；12.觸探儀下橫梁；13.地錨盤；14.空心柱；15.應(yīng)變片；16.頂柱；17.探頭錐尖手搖式輕型靜力觸探儀由靜探儀框架、傳力設(shè)備（搖柄、轉(zhuǎn)軸、鏈條、傳力板、卡板）、地錨、探頭四部分組成。利用地錨提供反作用力。通過地錨桿壓下橫梁銷釘將靜探儀下橫梁，即將整個(gè)靜探儀固定在地表。操縱手搖柄轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，使鏈條上的鏈條壓傳力板長銷釘向下運(yùn)動(dòng)，迫使傳力板與卡板向下運(yùn)動(dòng)，而卡板是嵌在靜力觸探凹槽位置處的，也迫使靜力觸探桿向下運(yùn)動(dòng)。觸探桿下端的探頭在向下運(yùn)動(dòng)中，錐尖受到土的阻力，使探頭內(nèi)頂柱向上運(yùn)動(dòng)，則探頭內(nèi)空心柱變形伸長，貼在空心柱上的電阻應(yīng)變片的應(yīng)變值也就隨之增大（即傳感器的

29、應(yīng)變電阻的變化電壓的變化）。這種變化通過傳感器上的電纜線傳入地面電測儀。 3.3 試驗(yàn)步驟(1)將地錨旋入土中，地錨盤盡量落在較硬的土層中。通過地錨桿壓下橫梁銷釘, 將靜探儀固定于地表。(2)將觸探桿穿過觸探儀框架上、下孔，接觸地面，依次裝上卡板和傳力板，搖動(dòng)轉(zhuǎn)軸，使傳力鏈條上的壓傳力板長銷釘剛好壓在傳力板上。(3)將單橋探頭或雙橋探頭傳感器的電纜線接入電測儀進(jìn)線接頭上。選擇單橋測試鍵或雙橋測試鍵。(4)按調(diào)零鍵，將電測儀內(nèi)應(yīng)變初值調(diào)到200-500（10-6）區(qū)間，已防止測試過程中出現(xiàn)負(fù)應(yīng)變，（儀器在以后溫度校正時(shí)會(huì)自動(dòng)還原）。(5)將探頭勻速、垂直地壓入土中，貫入標(biāo)準(zhǔn)速率宜為 2m/min

30、（即5秒鐘貫入10cm）。每貫入10cm，記錄一次應(yīng)變量（本試驗(yàn)按動(dòng)深度控制器開關(guān)一次，便可記錄一次）。(6)由于應(yīng)變片受地溫影響較大，因此在深度為0m、0.5m、2m、4m、6m終孔位置處，皆應(yīng)進(jìn)行溫度校正。每次溫度校正時(shí)，應(yīng)將錐尖向上提10cm左右，在錐尖側(cè)壁皆受力的狀態(tài)下進(jìn)行校正。（校正方法，儀器有具體說明）。(7)觸探過程中遇到薄的堅(jiān)硬層時(shí)，可拔出靜探頭，用輕型動(dòng)探擊穿此堅(jiān)硬層再用靜探頭作二次測試。(8)終止試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：錐尖阻力為8MPa（或依照設(shè)計(jì)要求）。此時(shí)錐尖幾乎不能再向下貫入，而地錨出現(xiàn)反拔現(xiàn)象。 3.4 資料整理(1)儀器可自行顯示每10cm處的土的阻力，單橋顯示指標(biāo)為比貫入阻

31、力Ps（MPa）；雙橋探頭顯示錐尖阻力qc(MPa)、側(cè)壁阻力fs(Kpa)、摩阻比Rf。Ps = (MPa)qc = (MPa)fs = (Kpa)Rf = () ×100%(2)繪制Ps、qc、fs、Rf隨深度的變化曲線。Ps-h關(guān)系曲線(圖1-8)，qc-h、fs-h、Rf-h關(guān)系曲線(圖1-9)。圖1-9 Ps-h關(guān)系曲線圖 3.5 試驗(yàn)成果的應(yīng)用（1）土層分類：使用雙橋探頭時(shí)，由于不同土的qc和fs不可能都相同，因而可以利用qc和Rf兩個(gè)指標(biāo)來劃分土類(表1-20)。對(duì)比結(jié)果證明，此法效果較好。表1-20土的名稱一機(jī)部勘測公司交通部一航局qc(Mpa)Rf（%）qc(Mpa

32、)Rf（%）河泥質(zhì)土及軟粘性土<1>1110-13粘土1-7>31- 7粉質(zhì)粘土 4-3粉土>10.5-33-6 1- 8砂土>4< 260.7- 1圖1-9 qc-h、fs-h、Rf-h關(guān)系曲線（上圖）雙橋靜探柱狀圖（下圖）使用單橋探頭時(shí),按比貫入阻力Ps劃分土類(表1-21)。表1-21Ps土性<0.5淤泥及淤泥及淤泥質(zhì)土 0 .5 0新近沉積的粘性土 03.0一般粘性土>3老粘土注：本表引自軟土地基測試指標(biāo)的實(shí)際應(yīng)用（2）確定土的承載力特征值基本值f0(式中f0單位KPa)；表1-22公式適用范圍公式來源f0=249×lgPs+1

33、57.80.6Ps4四川省綜合勘察院f0=104Ps+26.90.3Ps6（淤泥質(zhì)土，一般粘性土、老粘土）勘察規(guī)范（TJ21-77）f0=55 Ps+45（上海粉土）同濟(jì)大學(xué)f0=70 Ps+50.8黃土（關(guān)中、鄭州）陜西省綜勘院（3）確定土的壓縮模量ES及變形模量E0(MPa)：表1-23公式適用范圍公式來源Es= 9Ps+3.230.4P3四川省綜合勘察院Es=3.72Ps+ 260.3Ps<5(軟土,一般粘性土)工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察規(guī)范(TJ21-77)E0=6.06 Ps0.90Ps 6(軟土,一般粘性土)建設(shè)部綜勘院E0=3.55 Ps6.65Ps4(粉土)E0=5.95

34、 Ps 41Ps5.5(新黃土)鐵道部一院注：Es為室內(nèi)壓縮模量；E0為靜力載荷試驗(yàn)的變形模量。（4）確定飽和軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度Cu：表1-24 軟土Cu（Kpa）與Ps、qc（Mpa）相關(guān)公式公式適用范圍公式來源Cu=30.8Ps+40.1Ps 5(軟粘土)交通部一航局Cu=50Ps+ 6Ps0.7鐵道觸探規(guī)則Cu=71 qc軟粘土同濟(jì)大學(xué)注：Cu-KPa；Ps-MPa；qc-MPa。（5）確定砂土的承載力特征值基本值：表1-25公式適用范圍公式來源f0=36Ps+76.61Ps10(中、粗砂)武漢聯(lián)合試驗(yàn)組f0=20Ps+59.51Ps15（粉、細(xì)砂）武漢聯(lián)合試驗(yàn)組f0=9 723水下

35、砂土鐵三院注：f0-Kpa，Ps-Mpa（6）估算砂土壓縮模量Es和內(nèi)摩擦角：表1-26Ps0.50.8 02.03.04.05.06.0Es9.0-1 51 5-13.02931323334注：本表引自鐵道部靜力觸探技術(shù)規(guī)則。Es-Mpa，Ps-Mpa（7）預(yù)估單樁豎向承載力建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-1994）還給出了用雙橋靜力觸探資料確定混凝土預(yù)制樁的單樁豎向承載力的方法。探頭規(guī)格為：雙橋探頭圓錐底面積為15cm2,錐角60°，摩擦套筒高2 85 cm，側(cè)面積300 cm2。對(duì)于粘性土、粉土和砂土，當(dāng)用雙橋探頭靜探資料確定混凝土預(yù)制樁的單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，可按下式計(jì)算：Puk=uli·ifsi+qc Ap式中：fsi第i層土的探頭平均側(cè)阻力（Kpa）；qc樁端平面上、下探頭阻力，取樁端平面以上4d（d為樁的直徑或邊長）范圍內(nèi)按土層厚度的探頭阻力加權(quán)平均值，然后再和樁端平面以下1d范圍內(nèi)的探