第7章巖土工程原位測試

1、第七章第七章巖土工程原位測試巖土工程原位測試巖土工程原位測試巖土工程原位測試主要內(nèi)容主要內(nèi)容 7.1 載荷試驗載荷試驗 7.2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 7.3 圓錐動力觸探試驗圓錐動力觸探試驗 7.4 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗 7.5 十字板剪切試驗十字板剪切試驗7.6 旁壓試驗旁壓試驗7.7 扁鏟側(cè)脹試驗扁鏟側(cè)脹試驗7.8 波速測試波速測試7.9 現(xiàn)場直接剪切試驗現(xiàn)場直接剪切試驗7.10 激振法激振法測試測試7.11 巖體巖體原位原位應(yīng)力測試應(yīng)力測試簡介簡介 01 原位測試（原位測試（in-situ tests，或，或field test）：）： 從廣義上講，包括從廣義上講，包括原位檢測和

2、原位試驗原位檢測和原位試驗兩部分，即指在被測試對象的原兩部分，即指在被測試對象的原始位置，在不破壞、不擾動或少擾動被測試或檢測對象原有（天然）狀態(tài)始位置，在不破壞、不擾動或少擾動被測試或檢測對象原有（天然）狀態(tài)的情況下，通過試驗手段測定特定的指標(biāo)，進(jìn)而評價被測試對象的性能和的情況下，通過試驗手段測定特定的指標(biāo)，進(jìn)而評價被測試對象的性能和狀態(tài)。狀態(tài)。 從狹義上講，原位測試是指利用一定的從狹義上講，原位測試是指利用一定的試驗試驗手段在天然狀態(tài)（天然應(yīng)手段在天然狀態(tài)（天然應(yīng)力、天然結(jié)構(gòu)和天然含水量）下，測試巖土的反應(yīng)或一些特定的物理、力力、天然結(jié)構(gòu)和天然含水量）下，測試巖土的反應(yīng)或一些特定的物理、力

3、學(xué)指標(biāo)，進(jìn)而依據(jù)理論分析或經(jīng)驗公式評定巖土的工程性能和狀態(tài)。學(xué)指標(biāo)，進(jìn)而依據(jù)理論分析或經(jīng)驗公式評定巖土的工程性能和狀態(tài)。 原位測試技術(shù)是巖土工程中的一個重要分支，它不僅是巖土工程勘察原位測試技術(shù)是巖土工程中的一個重要分支，它不僅是巖土工程勘察的重要組成部分和獲得巖土體設(shè)計參數(shù)的重要手段，而且是巖土工程施工的重要組成部分和獲得巖土體設(shè)計參數(shù)的重要手段，而且是巖土工程施工質(zhì)量檢驗的主要手段，并可用于施工過程中巖土體物理、力學(xué)性質(zhì)及狀態(tài)質(zhì)量檢驗的主要手段，并可用于施工過程中巖土體物理、力學(xué)性質(zhì)及狀態(tài)變化的監(jiān)測。變化的監(jiān)測。概述概述 0.2 0.2 原位測試方法原位測試方法 概述概述 巖土工程勘察規(guī)范

4、巖土工程勘察規(guī)范（GB5002l-2001）所列的原位測）所列的原位測試方法有：載荷試驗、靜力觸探、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試方法有：載荷試驗、靜力觸探、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、扁鏟側(cè)脹試驗、現(xiàn)場直試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、扁鏟側(cè)脹試驗、現(xiàn)場直接剪切試驗、波速測試、巖體原位應(yīng)力測試和激振法測試。接剪切試驗、波速測試、巖體原位應(yīng)力測試和激振法測試。 靜力觸探、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗靜力觸探、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗觸探試驗觸探試驗 十字板剪切試驗、直接剪切試驗十字板剪切試驗、直接剪切試驗剪切試驗剪切試驗 旁壓試驗、扁鏟側(cè)脹試驗旁壓試驗、扁鏟側(cè)脹試驗側(cè)脹試驗

5、側(cè)脹試驗 聲波測試、彈性波波速測試、激振法測試聲波測試、彈性波波速測試、激振法測試動力參數(shù)動力參數(shù)測試測試0.3 0.3 原位測試優(yōu)缺點原位測試優(yōu)缺點 1.1 1.1 概述概述 1.1.1 載荷試驗方法載荷試驗方法 載荷試驗（載荷試驗（P1ate Load Test，簡稱，簡稱PLT）：）： 是在現(xiàn)場通過一定面積的剛性承壓板向地基逐級施加荷載，是在現(xiàn)場通過一定面積的剛性承壓板向地基逐級施加荷載，測定天然地基、單樁或復(fù)合地基的沉降隨荷載的變化，借以確測定天然地基、單樁或復(fù)合地基的沉降隨荷載的變化，借以確定地基土的承載能力和變形特征的現(xiàn)場試驗。定地基土的承載能力和變形特征的現(xiàn)場試驗。1 1 靜力靜

6、力載荷試驗載荷試驗 1.1.2 載荷試驗分類載荷試驗分類按試驗對象劃分按試驗對象劃分 一般載荷試驗、復(fù)合地基載荷試驗和樁載荷試驗（包括豎一般載荷試驗、復(fù)合地基載荷試驗和樁載荷試驗（包括豎向和水平載荷試驗）向和水平載荷試驗）按加荷性質(zhì)劃分按加荷性質(zhì)劃分 靜力載荷試驗和動力載荷試驗靜力載荷試驗和動力載荷試驗按承壓板形狀劃分按承壓板形狀劃分 平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗按試驗深度劃分按試驗深度劃分 淺層載荷試驗和深層板載荷試驗淺層載荷試驗和深層板載荷試驗 本章主要講述本章主要講述淺層平板靜力載荷試驗淺層平板靜力載荷試驗及其原理、設(shè)備組成、及其原理、設(shè)備組成、試驗要點及技術(shù)

7、要求、操作步驟、資料整理和成果應(yīng)用。試驗要點及技術(shù)要求、操作步驟、資料整理和成果應(yīng)用。 1 1 靜力靜力載荷試驗載荷試驗 1.1.3 載荷試驗的適用條件載荷試驗的適用條件p 淺層平板載荷試驗淺層平板載荷試驗 適用于地表淺層地基土（包括各種填土和碎石土）適用于地表淺層地基土（包括各種填土和碎石土）p 深層平板載荷試驗深層平板載荷試驗 適用于埋深等于或大于適用于埋深等于或大于5.0m和地下水位以上的地基土和地下水位以上的地基土p 螺旋板載荷試驗螺旋板載荷試驗 適用于深層地基或地下水位以下的土層適用于深層地基或地下水位以下的土層p 復(fù)合地基載荷試驗復(fù)合地基載荷試驗 用于測定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)

8、復(fù)合土層的承載力和變形參數(shù)用于測定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)復(fù)合土層的承載力和變形參數(shù)p 巖基載荷試驗巖基載荷試驗 用于確定完整、較完整、較破碎巖基作為天然地基或樁基礎(chǔ)持力層時的承載力。用于確定完整、較完整、較破碎巖基作為天然地基或樁基礎(chǔ)持力層時的承載力。 1.1.4 載荷試驗的優(yōu)點載荷試驗的優(yōu)點 對地基土不產(chǎn)生擾動，確定地基承載力最可靠、最具代表性，可直接用于工程設(shè)計，還可對地基土不產(chǎn)生擾動，確定地基承載力最可靠、最具代表性，可直接用于工程設(shè)計，還可用于預(yù)估建筑物的沉降量，對大型工程、重要建筑物，載荷試驗一般不可少，是世界各國用以用于預(yù)估建筑物的沉降量，對大型工程、重要建筑物，載荷試驗一般不

9、可少，是世界各國用以確定地基承載力的最主要方法，也是比較其它原位測試成果的基礎(chǔ)。確定地基承載力的最主要方法，也是比較其它原位測試成果的基礎(chǔ)。 1 1 靜力靜力載荷試驗載荷試驗 1.2 1.2 淺層平板靜力載荷試驗的基本原理淺層平板靜力載荷試驗的基本原理 1 1 靜力靜力載荷試驗載荷試驗 地基土承壓板 1 1 載荷試驗載荷試驗 （1）直線變形階段直線變形階段 p-s呈線性關(guān)系呈線性關(guān)系 p0比例界限壓力比例界限壓力（2）剪切（塑性）變形階段）剪切（塑性）變形階段 p-s關(guān)系為曲線，斜率逐關(guān)系為曲線，斜率逐漸變大漸變大 pu極限壓力極限壓力（3）破壞階段）破壞階段 當(dāng)荷載大于極限壓力當(dāng)荷載大于極限

10、壓力pu，即使荷載維持不變，沉降也會持即使荷載維持不變，沉降也會持續(xù)發(fā)展或急劇增大，始終達(dá)不到續(xù)發(fā)展或急劇增大，始終達(dá)不到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。 1 1 載荷試驗載荷試驗 典型的平板載荷試驗典型的平板載荷試驗p-s曲線曲線 載荷試驗的直線變形階段，可用彈性理論分析壓力與變形之間的關(guān)系。載荷試驗的直線變形階段，可用彈性理論分析壓力與變形之間的關(guān)系。 變形模量：指無側(cè)限情況下單軸受壓時應(yīng)力與應(yīng)變之比。計算公式： 淺層平板載荷試驗的變形模量E0（MPa）可按下式計算： E0=I0 (1-2)pd/s (1) 深層平板載荷試驗的變形模量E0（MPa）可按下式計算： E0=pd/s (2)式中，I0剛性承

11、壓板的形狀系數(shù)，圓形板取0.785；方形板取0.886； 土的泊松比（碎石土取0.27，砂土取0.30，粉土取0.35，粉質(zhì)粘土取0.38，粘土取0.42）； d 承壓板直徑或邊長（m）； p PS曲線線性段的壓力（kPa）； s 與P對應(yīng)的沉降（mm）； 與試驗深度和土類有關(guān)的系數(shù)，可按巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）所列表10.2.5中查出（書89頁表7-2）。1 1 載荷試驗載荷試驗 1.3 1.3 淺層平板靜力載荷試驗的儀器設(shè)備淺層平板靜力載荷試驗的儀器設(shè)備 1 1 載荷試驗載荷試驗 承壓板承壓板 承壓板是模擬建筑物的基礎(chǔ)，將施加的荷載通過承壓板承壓板是模擬建筑物的基礎(chǔ)，將施

12、加的荷載通過承壓板傳遞給地基土，其剛度和尺寸應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)接近。傳遞給地基土，其剛度和尺寸應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)接近。 承壓板的承壓板的剛度剛度要求容易達(dá)到，可采用加肋的厚鋼板、鑄要求容易達(dá)到，可采用加肋的厚鋼板、鑄鐵板、混凝土板或鋼筋混凝土板，常用的是加肋鋼板。無論鐵板、混凝土板或鋼筋混凝土板，常用的是加肋鋼板。無論選用什么樣材質(zhì)的承壓板，都要求承壓板具有足夠的剛度、選用什么樣材質(zhì)的承壓板，都要求承壓板具有足夠的剛度、板底平整光滑、板的尺寸中心和傳力重心一致、搬運和安裝板底平整光滑、板的尺寸中心和傳力重心一致、搬運和安裝方便，在使用過程中不易變形。方便，在使用過程中不易變形。 承壓板的承壓板的形狀形

13、狀有圓形和方形的兩種，也有根據(jù)試驗的具有圓形和方形的兩種，也有根據(jù)試驗的具體要求采用矩形承壓板。體要求采用矩形承壓板。 承壓板的承壓板的尺寸尺寸要與實際基礎(chǔ)接近則難于達(dá)到，因為承壓要與實際基礎(chǔ)接近則難于達(dá)到，因為承壓板的面積太大，對設(shè)備的質(zhì)量要求也越高；而承壓板面積過板的面積太大，對設(shè)備的質(zhì)量要求也越高；而承壓板面積過小，則影響地基土的沉降量和極限荷載值。一般來說，地基小，則影響地基土的沉降量和極限荷載值。一般來說，地基土的極限荷載會因承壓板的寬度或直徑土的極限荷載會因承壓板的寬度或直徑b過小而降低（過小而降低（s增增大），但大），但b值過大極限荷載增加也不明顯，因此，值過大極限荷載增加也不明

14、顯，因此，在確定承壓在確定承壓板尺寸時，既不能過小，也不必太大。板尺寸時，既不能過小，也不必太大。 由于承壓板的尺寸大小對評定地基土承載力有一定的影由于承壓板的尺寸大小對評定地基土承載力有一定的影響。為統(tǒng)一試驗條件，使試驗結(jié)果具有可比性。我國的大部響。為統(tǒng)一試驗條件，使試驗結(jié)果具有可比性。我國的大部分勘察規(guī)范規(guī)定分勘察規(guī)范規(guī)定承壓板面積以承壓板面積以0.25-0.50 為主，另外還有為主，另外還有0.1和和1.0。 1 1 載荷試驗載荷試驗 選擇承壓板尺寸時選擇承壓板尺寸時，可根據(jù)地基土質(zhì)情況，強(qiáng)度低變形大的土層宜采，可根據(jù)地基土質(zhì)情況，強(qiáng)度低變形大的土層宜采用大尺寸的承壓板，強(qiáng)度高變形小的土

15、層則采用小尺寸的承壓板。一般情用大尺寸的承壓板，強(qiáng)度高變形小的土層則采用小尺寸的承壓板。一般情況下，可參照下面的經(jīng)驗值選?。簺r下，可參照下面的經(jīng)驗值選?。?土的淺層平板載荷試驗承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2； 對軟土和粒徑較大的填土不應(yīng)小于0.5 m2； 土的深層平板載荷試驗承壓板面積宜選用0.5 m2； 巖石載荷試驗承壓板的面積不宜小于0.07 m2。 復(fù)合地基載荷試驗承壓板應(yīng)具有足夠剛度。單樁復(fù)合地基載荷試驗的承壓板可用圓形或方形，面積為一根樁承擔(dān)的處理面積；多樁復(fù)合地基載荷試驗的承壓板可用方形或矩形，其尺寸按實際樁數(shù)所承擔(dān)的處理面積確定。樁的中心（或形心）應(yīng)與承壓板保持一致，并與荷載作用

16、點相重合。1 1 載荷試驗載荷試驗 加荷系統(tǒng)加荷系統(tǒng) 加荷系統(tǒng)是指通過承壓板對地基土施加額定荷載的裝置。加荷系統(tǒng)是指通過承壓板對地基土施加額定荷載的裝置。 常見有四種類型：常見有四種類型：l重物加荷裝置重物加荷裝置 l油壓千斤頂加荷裝置油壓千斤頂加荷裝置l重物、機(jī)械、液壓放大加荷裝置重物、機(jī)械、液壓放大加荷裝置l電控穩(wěn)壓式加荷裝置電控穩(wěn)壓式加荷裝置 1 1 載荷試驗載荷試驗 常見的載荷試驗反力與加載布置方式常見的載荷試驗反力與加載布置方式1承壓板；承壓板；2千斤頂；千斤頂；3木跥；木跥；4鋼梁；鋼梁；5鋼錠；鋼錠；6百分表；百分表；7地錨；地錨；8桁架；桁架；9立柱；立柱；10分力帽；分力帽；

17、11拉桿；拉桿；12載荷臺；載荷臺；13混凝土；混凝土；14測點測點（ad為千斤頂加載方式，為千斤頂加載方式，e和和f為重物加載方式）為重物加載方式） 反力系統(tǒng)反力系統(tǒng) 除重物加荷裝置外，其它加荷裝置均需反力系統(tǒng)配套。除重物加荷裝置外，其它加荷裝置均需反力系統(tǒng)配套。載荷試驗的反力可由重物、地錨或地錨與重物聯(lián)合提供。然載荷試驗的反力可由重物、地錨或地錨與重物聯(lián)合提供。然后再與梁架組合成穩(wěn)定的反力系統(tǒng)。當(dāng)在巖體內(nèi)（如探坑或后再與梁架組合成穩(wěn)定的反力系統(tǒng)。當(dāng)在巖體內(nèi)（如探坑或探槽）進(jìn)行載荷試驗時，可以利用圍巖提供所需要的反力。探槽）進(jìn)行載荷試驗時，可以利用圍巖提供所需要的反力。 錨固式反力系統(tǒng)中，地

18、錨個數(shù)應(yīng)確保有足夠的抗拔力，錨固式反力系統(tǒng)中，地錨個數(shù)應(yīng)確保有足夠的抗拔力，以免試驗中間被拔起。反力梁亦應(yīng)有足夠的剛度。以免試驗中間被拔起。反力梁亦應(yīng)有足夠的剛度。1 1 載荷試驗載荷試驗 堅硬巖土體內(nèi)載荷試驗反力系統(tǒng)示意圖（撐壁式和平洞式）堅硬巖土體內(nèi)載荷試驗反力系統(tǒng)示意圖（撐壁式和平洞式） 量測系統(tǒng)量測系統(tǒng) 測量地基土沉降和承壓板周圍地面變形的量測系統(tǒng)由測量地基土沉降和承壓板周圍地面變形的量測系統(tǒng)由觀測觀測支架和測量儀表支架和測量儀表兩部分組成。兩部分組成。 觀測支架觀測支架用來固定量測儀表，由支撐柱、基準(zhǔn)梁及其它附用來固定量測儀表，由支撐柱、基準(zhǔn)梁及其它附件等組成；件等組成； 測量儀表測

19、量儀表有百分表、位移計、位移傳感器等。有百分表、位移計、位移傳感器等。 1 1 載荷試驗載荷試驗 試坑的尺寸及要求試坑的尺寸及要求 試坑寬度或直徑不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的試坑寬度或直徑不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的3倍。試坑倍。試坑底部的巖土應(yīng)避免擾動，保持其原狀結(jié)構(gòu)和天然含水量，在底部的巖土應(yīng)避免擾動，保持其原狀結(jié)構(gòu)和天然含水量，在承壓板下鋪設(shè)不超過承壓板下鋪設(shè)不超過20 mm的砂墊層找平，并盡快安裝設(shè)備。的砂墊層找平，并盡快安裝設(shè)備。 承壓板的尺寸承壓板的尺寸 載荷試驗宜采用圓形剛性承壓板，根據(jù)土的軟硬或巖體載荷試驗宜采用圓形剛性承壓板，根據(jù)土的軟硬或巖體裂隙密度選用合適的尺寸。對于強(qiáng)夯處理

20、后的場地的地基強(qiáng)裂隙密度選用合適的尺寸。對于強(qiáng)夯處理后的場地的地基強(qiáng)度測定，有時要求承壓板的面積應(yīng)大于度測定，有時要求承壓板的面積應(yīng)大于1.0m1.0 m。巖石。巖石載荷試驗承壓板的面積不宜小于載荷試驗承壓板的面積不宜小于0.07 。 1 1 載荷試驗載荷試驗 1.4 1.4 淺層平板靜力載荷試驗的試驗技術(shù)要求淺層平板靜力載荷試驗的試驗技術(shù)要求 位移量測系統(tǒng)的安裝位移量測系統(tǒng)的安裝 1 1 載荷試驗載荷試驗 基準(zhǔn)梁的支撐柱或其他類型的支點應(yīng)離承壓板和地錨一基準(zhǔn)梁的支撐柱或其他類型的支點應(yīng)離承壓板和地錨一定的距離，以避免再試驗過程中地表變形對基準(zhǔn)梁的影響。定的距離，以避免再試驗過程中地表變形對基

21、準(zhǔn)梁的影響。支撐柱與承壓板中心的距離應(yīng)大于支撐柱與承壓板中心的距離應(yīng)大于1.5d（d為邊長或直徑），為邊長或直徑），與地錨的距離應(yīng)不小于與地錨的距離應(yīng)不小于0.8m。 基準(zhǔn)梁架設(shè)在支撐柱上時，基準(zhǔn)梁架設(shè)在支撐柱上時，不應(yīng)兩端固定不應(yīng)兩端固定，以避免由于，以避免由于基準(zhǔn)梁桿熱脹冷縮引起沉降觀測的誤差。沉降測量元件應(yīng)對基準(zhǔn)梁桿熱脹冷縮引起沉降觀測的誤差。沉降測量元件應(yīng)對稱地布置在承壓板上，百分表或位移傳感器的測頭應(yīng)垂直于稱地布置在承壓板上，百分表或位移傳感器的測頭應(yīng)垂直于承壓板設(shè)置。承壓板設(shè)置。 千斤頂承壓板基準(zhǔn)梁試樁 載荷試驗裝置示意圖載荷試驗裝置示意圖墊塊枕頭次梁拉桿錨籠錨樁主筋地表錨樁試樁次

22、梁基準(zhǔn)梁基準(zhǔn)樁主梁錨樁主梁1 1 載荷試驗載荷試驗 加載方式加載方式一般采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法（通常一般采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法（通常稱為稱為慢速法慢速法）；有地區(qū)經(jīng)驗時，也可采用分級加荷沉降非穩(wěn)）；有地區(qū)經(jīng)驗時，也可采用分級加荷沉降非穩(wěn)定法（通常稱為定法（通常稱為快速法快速法）或）或等沉降速率法等沉降速率法。 加荷等級加荷等級宜取宜取1012級，并不應(yīng)小于級，并不應(yīng)小于8級。最大加載量級。最大加載量不應(yīng)小于地基土承載力設(shè)計值的不應(yīng)小于地基土承載力設(shè)計值的2倍，荷載的量測精度應(yīng)控制倍，荷載的量測精度應(yīng)控制在最大加載量的在最大加載量的1以內(nèi)。以內(nèi)。 第一級荷載第一級荷載（包括設(shè)備自

23、重）宜接近挖除土柱的自重，（包括設(shè)備自重）宜接近挖除土柱的自重，其相應(yīng)沉降不計。對軟土地基每級荷載增量其相應(yīng)沉降不計。對軟土地基每級荷載增量10-25kPa；對一；對一般粘性土和中密砂土地基般粘性土和中密砂土地基25-50kPa；對堅硬粘性土、密實砂；對堅硬粘性土、密實砂土和碎石土土和碎石土50-100kPa。1 1 載荷試驗載荷試驗 加載方式及加荷等級加載方式及加荷等級 慢速法：慢速法：對于土體對于土體，每級荷載施加后，間隔，每級荷載施加后，間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min測讀一次沉降，以測讀一次沉降，以后間隔后間隔30min測讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)測讀一次

24、沉降，當(dāng)連續(xù)2h、且每小時沉降量不、且每小時沉降量不大于大于0.1mm時，可認(rèn)為沉降已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一時，可認(rèn)為沉降已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一級荷載；級荷載；對于巖體對于巖體，間隔，間隔lmin、2min、2min、5min測讀一測讀一次沉降，以后每隔次沉降，以后每隔10min測讀一次，當(dāng)連續(xù)三次讀數(shù)之差小測讀一次，當(dāng)連續(xù)三次讀數(shù)之差小于或等于于或等于0.01mm時，認(rèn)為沉降已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，可施時，認(rèn)為沉降已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，可施加下一級荷載。加下一級荷載。 快速法：快速法：每加一級荷載按間隔每加一級荷載按間隔15min觀測一次沉降。每觀測一次沉降。每級荷載維持級荷載維持2h，

25、即可施加下一級荷載。最后一級荷載可觀測，即可施加下一級荷載。最后一級荷載可觀測至沉降達(dá)到上述沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)或仍維持至沉降達(dá)到上述沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)或仍維持2h。 等沉降速率法：等沉降速率法：控制承壓板以一定的沉降速率沉降，測控制承壓板以一定的沉降速率沉降，測讀與沉降相應(yīng)的所施加的荷載，直至試驗達(dá)到破壞階段。讀與沉降相應(yīng)的所施加的荷載，直至試驗達(dá)到破壞階段。1 1 載荷試驗載荷試驗 沉降觀測和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)沉降觀測和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 載荷試驗一般應(yīng)盡可能加荷到試驗土層破壞，然后終止試載荷試驗一般應(yīng)盡可能加荷到試驗土層破壞，然后終止試驗。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，認(rèn)為地基已達(dá)到破壞階段，可驗。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，

26、認(rèn)為地基已達(dá)到破壞階段，可終止試驗：終止試驗： （1）承壓板周邊的土體出現(xiàn)明顯側(cè)向擠出，周邊巖土出）承壓板周邊的土體出現(xiàn)明顯側(cè)向擠出，周邊巖土出現(xiàn)明顯隆起或徑向裂縫持續(xù)發(fā)展；現(xiàn)明顯隆起或徑向裂縫持續(xù)發(fā)展； （2）本級荷載的沉降量急劇增大（大于前級荷載沉降量）本級荷載的沉降量急劇增大（大于前級荷載沉降量的的5倍），倍），p-s曲線出現(xiàn)陡降段；曲線出現(xiàn)陡降段； （3）在某級荷載下）在某級荷載下24h沉降速率不能達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；沉降速率不能達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)； （4）總沉降量與承壓板直徑（或?qū)挾龋┲瘸^）總沉降量與承壓板直徑（或?qū)挾龋┲瘸^0.06。1 1 載荷試驗載荷試驗 試驗終止條件試驗終止

27、條件 原始資料整理原始資料整理 載荷試驗原始資料包括沉降觀測、荷載等級和其他與載載荷試驗原始資料包括沉降觀測、荷載等級和其他與載荷試驗相關(guān)的信息，如承壓板形狀、尺寸、載荷點的試驗荷試驗相關(guān)的信息，如承壓板形狀、尺寸、載荷點的試驗深度、試驗深度處的土性特征，以及沉降觀測百分表或傳深度、試驗深度處的土性特征，以及沉降觀測百分表或傳感器在承壓板上的位置等（一般以圖示的方式標(biāo)注在記錄感器在承壓板上的位置等（一般以圖示的方式標(biāo)注在記錄表上）。表上）。 在試驗過程中，應(yīng)對原始記錄數(shù)據(jù)及時檢查，試驗結(jié)束在試驗過程中，應(yīng)對原始記錄數(shù)據(jù)及時檢查，試驗結(jié)束后再進(jìn)行全面檢查整理。后再進(jìn)行全面檢查整理。1 1 載荷試

28、驗載荷試驗 1.5 1.5 淺層平板靜力載荷試驗的試驗資料整理淺層平板靜力載荷試驗的試驗資料整理 慢速法的試驗資料整理慢速法的試驗資料整理l繪制繪制p-s曲線曲線lp-s曲線的修正曲線的修正 l繪制繪制s-lgt曲線和曲線和1g p-lg s曲線曲線 l確定比例界限壓力（確定比例界限壓力（p0）l確定極限界限壓力（確定極限界限壓力（pu）1 1 載荷試驗載荷試驗 （1）圖解法）圖解法 適用于開始的一些適用于開始的一些觀測點（觀測點（p，s）基本在）基本在一條直線上。將一條直線上。將p-s曲線曲線上的各點同時沿上的各點同時沿s（沉降）（沉降）坐標(biāo)平移坐標(biāo)平移s0，使，使p-s曲線曲線的直線段通過

29、原點。的直線段通過原點。1 1 載荷試驗載荷試驗 （2）最小二乘法）最小二乘法 對于已知對于已知p-s曲線開始一段近似為一直線（即曲線開始一段近似為一直線（即p-s曲線具曲線具有直線段和拐點），用最小二乘法求出最佳回歸直線的方程有直線段和拐點），用最小二乘法求出最佳回歸直線的方程式。假設(shè)式。假設(shè)p-s曲線的直線段可以用下式來表示：曲線的直線段可以用下式來表示： s修正后的沉降數(shù)據(jù)。修正后的沉降數(shù)據(jù)。 1 1 載荷試驗載荷試驗 pcss000sss 對于圓滑型或不規(guī)則型的對于圓滑型或不規(guī)則型的p-s曲線（即不具有明顯的直曲線（即不具有明顯的直線段和拐點），可假設(shè)其為拋物線或高階多項式表示的曲線，

30、線段和拐點），可假設(shè)其為拋物線或高階多項式表示的曲線，通過曲線擬合求得常數(shù)項，即通過曲線擬合求得常數(shù)項，即so，然后按，然后按 對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。0sss 慢速法的試驗資料整理慢速法的試驗資料整理l繪制繪制p-s曲線曲線lp-s曲線的修正曲線的修正 l繪制繪制s-lgt曲線和曲線和1g p-lg s曲線曲線 l確定比例界限壓力（確定比例界限壓力（p0）l確定極限界限壓力（確定極限界限壓力（pu）1 1 載荷試驗載荷試驗 比例界限壓比例界限壓力可用力可用p-s曲曲線或線或1g p-lg s曲線（直線段曲線（直線段不明顯時）中不明顯時）中的第一個拐點的第一個拐點確定。確定。1

31、 1 載荷試驗載荷試驗 慢速法的試驗資料整理慢速法的試驗資料整理l繪制繪制p-s曲線曲線lp-s曲線的修正曲線的修正 l繪制繪制s-lgt曲線曲線繪制1g p-lg s曲線 l確定比例界限壓力（確定比例界限壓力（p0）l確定極限界限壓力（確定極限界限壓力（pu）1 1 載荷試驗載荷試驗 確定極限界限壓力的方法有確定極限界限壓力的方法有： （1）當(dāng)試驗荷載加荷至破壞荷載時，取破壞荷載的前一）當(dāng)試驗荷載加荷至破壞荷載時，取破壞荷載的前一級荷載為極限界限壓力；級荷載為極限界限壓力； （2）用）用p-s、1g p-lg s、p-s/p等曲線的第二個拐點；等曲線的第二個拐點； （3）當(dāng)試驗荷載未加荷至破

32、壞荷載時，可用）當(dāng)試驗荷載未加荷至破壞荷載時，可用外插作圖法外插作圖法確定。確定。1 1 載荷試驗載荷試驗 1 1 載荷試驗載荷試驗 1.6 1.6 淺層平板靜力載荷試驗的試驗成果應(yīng)用淺層平板靜力載荷試驗的試驗成果應(yīng)用 確定地基土的承載力確定地基土的承載力 （1）比例界限壓力法）比例界限壓力法 （2）極限壓力法）極限壓力法 當(dāng)當(dāng)pu小于對應(yīng)的小于對應(yīng)的p0荷載值的荷載值的2倍時，取倍時，取pu的一半作為的一半作為f k 。 （3）相對沉降法）相對沉降法 ，f k不應(yīng)大于最大加載量的一半。不應(yīng)大于最大加載量的一半。 確定地基土的承載力時，同一土層參加統(tǒng)計的試驗點數(shù)確定地基土的承載力時，同一土層參

33、加統(tǒng)計的試驗點數(shù)不應(yīng)小于不應(yīng)小于3個，當(dāng)各試驗點實測的承載力的極差（即最大值個，當(dāng)各試驗點實測的承載力的極差（即最大值與最小值之差）小于平均值的與最小值之差）小于平均值的30時，取其平均值作為該土?xí)r，取其平均值作為該土層的承載力特征值。層的承載力特征值。1 1 載荷試驗載荷試驗 f k= p0f k= pu/K（K一般取一般取2）f k= p0.010.015 確定地基土的變形模量確定地基土的變形模量 I0剛性承壓板的形狀系數(shù)；對于圓形剛性板，剛性承壓板的形狀系數(shù)；對于圓形剛性板， I0=0.785； 對于方形承壓板，對于方形承壓板，I0=0.886； 土的泊松比土的泊松比(碎石土取碎石土取0

34、.27,砂土砂土0.30,粉土粉土0.35,粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土0.38,粘土粘土 0.42)。 預(yù)估地基的最終沉降量預(yù)估地基的最終沉降量sj 砂土地基：砂土地基： 粘性土地基粘性土地基 ： 式中式中s與建筑物基底壓力對應(yīng)的承壓板沉降量；與建筑物基底壓力對應(yīng)的承壓板沉降量； B基礎(chǔ)短邊寬度；基礎(chǔ)短邊寬度；b承壓板直徑或?qū)挾?。承壓板直徑或?qū)挾取? 1 載荷試驗載荷試驗 spbIE200122)3030()(BbbBssjjBssb 估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度cu 式中式中 pu極限壓力（極限壓力（kPa）；）； 地基土的重度（地基土的重度（kN/m3）；）； h試驗深度（試

35、驗深度（m）。）。 Nc計算系數(shù)，對方形、圓形承壓板，無超載時，計算系數(shù)，對方形、圓形承壓板，無超載時， Nc =6.15；承壓板埋深大于或等于；承壓板埋深大于或等于4倍承壓板直徑或?qū)挾葧r，倍承壓板直徑或?qū)挾葧r， Nc =9.25；其他值用內(nèi)插法。；其他值用內(nèi)插法。 另外，載荷試驗可以檢驗地基處理效果，判斷黃土濕陷另外，載荷試驗可以檢驗地基處理效果，判斷黃土濕陷性和濕陷起始壓力等。性和濕陷起始壓力等。1 1 載荷試驗載荷試驗 Nchpcuu 1.7 1.7 螺旋板載荷試驗簡介螺旋板載荷試驗簡介 將一螺旋形承壓板旋入地將一螺旋形承壓板旋入地下試驗深度，通過傳力桿對螺下試驗深度，通過傳力桿對螺旋板

36、施加荷載，觀測螺旋板的旋板施加荷載，觀測螺旋板的沉降，以獲得荷載沉降，以獲得荷載沉降沉降時時間關(guān)系，然后根據(jù)理論公式或間關(guān)系，然后根據(jù)理論公式或經(jīng)驗關(guān)系式獲得地基土參數(shù)的經(jīng)驗關(guān)系式獲得地基土參數(shù)的一種現(xiàn)場測試技術(shù)。通過螺旋一種現(xiàn)場測試技術(shù)。通過螺旋板試驗可以確定地基土的承載板試驗可以確定地基土的承載力、變形模量、基床系數(shù)和固力、變形模量、基床系數(shù)和固結(jié)系數(shù)等參數(shù)。結(jié)系數(shù)等參數(shù)。 1 1 載荷試驗載荷試驗 YDL型螺旋板載荷試驗裝置型螺旋板載荷試驗裝置1橫梁；橫梁；2千斤頂；千斤頂；3百分表及表座；百分表及表座；4基準(zhǔn)梁；基準(zhǔn)梁；5立柱；立柱；6傳力桿；傳力桿；7力傳感器；力傳感器；8螺旋板；螺

37、旋板；9地錨地錨 2.1 2.1 概述概述 靜力觸探試驗靜力觸探試驗Static Cone Penetration Test(簡稱簡稱CPT) 是通過一系列探桿用準(zhǔn)靜力將一個內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭勻是通過一系列探桿用準(zhǔn)靜力將一個內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭勻速壓入到土中，同時測記貫入過程中探頭所受到的阻力，根據(jù)速壓入到土中，同時測記貫入過程中探頭所受到的阻力，根據(jù)測得的貫入阻力大小來間接判定土的物理力學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)場試驗測得的貫入阻力大小來間接判定土的物理力學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)場試驗方法。方法。 1932年由荷蘭人發(fā)明，又稱為荷蘭錐（年由荷蘭人發(fā)明，又稱為荷蘭錐（Dutch Cone）試驗。）試驗。 既是一種原位

38、測試方法，又是一種勘探手段。既是一種原位測試方法，又是一種勘探手段。 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 適用土層：適用土層：適應(yīng)于軟土、一般粘性土、粉土、砂類土和含有少適應(yīng)于軟土、一般粘性土、粉土、砂類土和含有少量碎石的土層。量碎石的土層。優(yōu)點：優(yōu)點：具有快速、準(zhǔn)確、省時、省力、清潔、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，而具有快速、準(zhǔn)確、省時、省力、清潔、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，而且可連續(xù)獲得地層的強(qiáng)度和其他方面的信息，不受取樣擾動且可連續(xù)獲得地層的強(qiáng)度和其他方面的信息，不受取樣擾動等人為因素的影響。這對于地層變化較大的復(fù)雜場地以及不等人為因素的影響。這對于地層變化較大的復(fù)雜場地以及不易取得原狀土樣的飽和砂土、砂質(zhì)粉土和高靈敏性

39、軟土地層易取得原狀土樣的飽和砂土、砂質(zhì)粉土和高靈敏性軟土地層的勘察，具有獨特的優(yōu)越性。的勘察，具有獨特的優(yōu)越性。缺點：缺點：不能直接識別土層，對碎石類土和密實的砂層難以貫入，不能直接識別土層，對碎石類土和密實的砂層難以貫入，有時需鉆探與其配合才能完成工程地質(zhì)勘察任務(wù)。有時需鉆探與其配合才能完成工程地質(zhì)勘察任務(wù)。 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 2.2 2.2 儀器設(shè)備儀器設(shè)備 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 l貫入裝置貫入裝置l探頭探頭 l量測儀表量測儀表 l貫入裝置貫入裝置液壓式靜力觸探機(jī)（總貫入力液壓式靜力觸探機(jī)（總貫入力1020t） 手搖鏈條式靜力觸探機(jī)手搖鏈條式靜力觸探機(jī) （總貫入

40、力（總貫入力23t）電動機(jī)械式靜力觸探機(jī)（最大電動機(jī)械式靜力觸探機(jī)（最大45t，個別達(dá)，個別達(dá)10t ） 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 WSY-15液壓式液壓式靜力觸探機(jī)靜力觸探機(jī) 2.2 2.2 儀器設(shè)備儀器設(shè)備 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 l貫入裝置貫入裝置l探頭探頭 l量測儀表量測儀表 l探頭探頭（地層阻力傳感器）（地層阻力傳感器）單橋探頭（單橋探頭（ps）雙橋探頭（雙橋探頭（qc， fs ） 多用探頭多用探頭 （孔壓、波速、旁壓觸探頭，還有能測（孔壓、波速、旁壓觸探頭，還有能測溫、測斜、測地磁、土壤電阻或溫、測斜、測地磁、土壤電阻或pH值等的探頭值等的探頭 ）2 2 靜力觸探

41、試驗靜力觸探試驗 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 頂柱頂柱密封圈密封圈應(yīng)變片應(yīng)變片空心柱空心柱電纜電纜橡皮管橡皮管密封圈密封圈外套筒外套筒探頭管探頭管單橋探頭單橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 雙雙橋橋探探頭頭結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖 1-錐尖；錐尖；2-O型密封圈；型密封圈；3-電阻絲片；電阻絲片；4-變形柱；變形柱；5-摩擦筒；摩擦筒；6-密封圈；密封圈；7-加強(qiáng)筒；加強(qiáng)筒；8-墊圈；墊圈；9-密封圈；密封圈；10-接頭；接頭；11-支座；支座；12-頂柱；頂柱；13-膠墊；膠墊；14-螺母螺母 2.2 2.2 儀器設(shè)備儀器設(shè)備 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 l貫入裝置貫入裝置l探頭探頭 l量

42、測儀表量測儀表 l量測儀表量測儀表電阻應(yīng)變儀（數(shù)字式）電阻應(yīng)變儀（數(shù)字式）自動記錄儀（電子電位差）自動記錄儀（電子電位差） 數(shù)據(jù)采集儀（微電腦）數(shù)據(jù)采集儀（微電腦）2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 微電腦微電腦l無繩靜力觸探試驗系統(tǒng)無繩靜力觸探試驗系統(tǒng)（ GeoMil公司）公司） 無繩的靜力觸探探頭和記錄系統(tǒng)，包括靜力觸探無繩的靜力觸探探頭和記錄系統(tǒng)，包括靜力觸探探頭、麥克風(fēng)、深度記錄裝置、計算機(jī)接口箱、筆記探頭、麥克風(fēng)、深度記錄裝置、計算機(jī)接口箱、筆記本電腦和打印機(jī)。本電腦和打印機(jī)。 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 探頭數(shù)據(jù)探頭數(shù)據(jù) 探桿探桿 麥克風(fēng)麥克風(fēng) 中控箱（聲波信號轉(zhuǎn)中控箱（聲波信

43、號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號）換成數(shù)字信號） 電腦電腦聲波聲波n 利用無線電波將利用無線電波將數(shù)據(jù)從探頭傳送到數(shù)據(jù)從探頭傳送到地面地面n 無線電波從鉆桿無線電波從鉆桿中的孔洞傳播中的孔洞傳播n 數(shù)據(jù)容量大約是數(shù)據(jù)容量大約是基于無電纜聲波傳基于無電纜聲波傳輸?shù)妮數(shù)?000倍倍n 還可以完成無電還可以完成無電纜的纜的 試驗或者傳輸試驗或者傳輸安裝在探頭上的攝安裝在探頭上的攝像頭所拍攝的圖片像頭所拍攝的圖片 2.3 2.3 靜力觸探試驗原理靜力觸探試驗原理 &探頭的工作原理探頭的工作原理 主要采用電阻應(yīng)變式測試技術(shù)，應(yīng)用虎克定律、電阻定律主要采用電阻應(yīng)變式測試技術(shù)，應(yīng)用虎克定律、電阻定律和電橋原理。和電橋原理。

44、 其工作原理是其工作原理是地層阻力變化地層阻力變化空心柱變形空心柱變形電阻應(yīng)變片變電阻應(yīng)變片變形、電阻阻值變化形、電阻阻值變化電壓變化電壓變化量測儀表放大、顯示、儲存量測儀表放大、顯示、儲存。2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 2.3 2.3 靜力觸探試驗原理靜力觸探試驗原理 &試驗的貫入機(jī)理試驗的貫入機(jī)理 破壞機(jī)理與探頭的幾何形狀、土類和貫入深度有關(guān)。破壞機(jī)理與探頭的幾何形狀、土類和貫入深度有關(guān)。當(dāng)探頭上端等徑當(dāng)探頭上端等徑（標(biāo)準(zhǔn)探頭）時，在松砂中貫入為刺入破壞，探頭阻力取決于土的壓縮性；（標(biāo)準(zhǔn)探頭）時，在松砂中貫入為刺入破壞，探頭阻力取決于土的壓縮性；而在一般土和較密實的砂土中，小于而在一般

45、土和較密實的砂土中，小于“臨界深度臨界深度”時，以剪切破壞為主，達(dá)時，以剪切破壞為主，達(dá)到到“臨界深度臨界深度”以后，由于土的側(cè)向約束應(yīng)力增大，土中一般不會出現(xiàn)整體以后，由于土的側(cè)向約束應(yīng)力增大，土中一般不會出現(xiàn)整體剪切破壞，探頭下的土體強(qiáng)烈壓縮，有時甚至發(fā)生土粒壓碎，并發(fā)生局部剪剪切破壞，探頭下的土體強(qiáng)烈壓縮，有時甚至發(fā)生土粒壓碎，并發(fā)生局部剪切。切。 圓錐探頭在貫入時，在土周圍及底部土中會形成一定的擾動區(qū)。圓錐探頭在貫入時，在土周圍及底部土中會形成一定的擾動區(qū)。在軟粘在軟粘土中土體的擾動使強(qiáng)度降低；在松砂中土體的擾動使土被擠壓密實，強(qiáng)度反土中土體的擾動使強(qiáng)度降低；在松砂中土體的擾動使土被擠

46、壓密實，強(qiáng)度反而提高；在密實砂中砂粒甚至被壓碎。而提高；在密實砂中砂粒甚至被壓碎。2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 2.4 2.4 試驗技術(shù)要求試驗技術(shù)要求 圓錐探頭錐底截面積應(yīng)采用圓錐探頭錐底截面積應(yīng)采用10cm2或或15cm2，單橋探頭側(cè)壁，單橋探頭側(cè)壁高度應(yīng)分別采用高度應(yīng)分別采用57mm或或70mm，雙橋探頭側(cè)壁面積應(yīng)采用，雙橋探頭側(cè)壁面積應(yīng)采用150300cm2，錐尖錐角應(yīng)為，錐尖錐角應(yīng)為60； 探頭應(yīng)勻速垂直壓入土中，貫入速率為探頭應(yīng)勻速垂直壓入土中，貫入速率為1.2m/min； 探頭測力傳感器應(yīng)連同儀器、電纜定期標(biāo)定，探頭標(biāo)定測力探頭測力傳感器應(yīng)連同儀器、電纜定期標(biāo)定，探頭標(biāo)定測力

47、傳感器的非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度漂移、歸傳感器的非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度漂移、歸零誤差均應(yīng)小于零誤差均應(yīng)小于1FS（滿量程讀數(shù)）（滿量程讀數(shù)），現(xiàn)場試驗歸零誤差應(yīng)小，現(xiàn)場試驗歸零誤差應(yīng)小于于3，絕緣電阻不小于，絕緣電阻不小于 500M； 深度記錄的誤差不應(yīng)大于觸探深度的深度記錄的誤差不應(yīng)大于觸探深度的1； 當(dāng)貫入深度達(dá)到當(dāng)貫入深度達(dá)到30m，或穿過厚層軟土后再貫入硬土層時，或穿過厚層軟土后再貫入硬土層時，應(yīng)采取措施防止孔斜或斷桿，也可配置孔斜探頭，量測觸探孔應(yīng)采取措施防止孔斜或斷桿，也可配置孔斜探頭，量測觸探孔的偏斜角，校正土層界線的深度。的偏斜角，校正土層界線的深

48、度。2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 2.5 2.5 試驗資料整理試驗資料整理 2.5.1 原始資料的整理原始資料的整理v電阻應(yīng)變儀的原始資料整理電阻應(yīng)變儀的原始資料整理 （1）初讀數(shù)修正）初讀數(shù)修正 應(yīng)變量（應(yīng)變量（）= 應(yīng)變儀讀數(shù)（應(yīng)變儀讀數(shù)（） 應(yīng)變儀初讀數(shù)（應(yīng)變儀初讀數(shù)（0）0的變化主要有溫度變化引起，每隔一定深度測記一次的變化主要有溫度變化引起，每隔一定深度測記一次0。 （2）貫入阻力的計算）貫入阻力的計算 ps = kpp q c= kqq fs = kff kp、kq、kf分別為分別為ps、qc、fs傳感器的標(biāo)定系數(shù)；傳感器的標(biāo)定系數(shù)； p、q、f分別為分別為ps、qc、fs傳感

49、器的應(yīng)變量或輸出電壓。傳感器的應(yīng)變量或輸出電壓。 （3）摩阻比的計算）摩阻比的計算 摩阻比摩阻比Rf是同深度的是同深度的fs與與qc之比，以百分?jǐn)?shù)表示：之比，以百分?jǐn)?shù)表示：2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 %100csfqfR 2.5.2 繪制與分層繪制與分層 繪制靜力觸探曲線（繪制靜力觸探曲線（ps-h、qc-h、fs -h、Rf-h），然后結(jié)合勘探資料或），然后結(jié)合勘探資料或地區(qū)資料，對地基土層進(jìn)行分層和連線。地區(qū)資料，對地基土層進(jìn)行分層和連線。 繪制曲線：繪制曲線：h方向比例尺為方向比例尺為1：100或或1：200；ps或或qc用用1cm代表代表0.5、1、2Mpa；fs用用1cm代表代

50、表5、10、20kpa；Rf用用1cm代表代表1%或或2%。 分層方法：分層方法：用靜力觸探試驗分層是一種力學(xué)分層方法，分層應(yīng)先考慮靜用靜力觸探試驗分層是一種力學(xué)分層方法，分層應(yīng)先考慮靜探曲線形態(tài)的變化趨勢，以探曲線形態(tài)的變化趨勢，以qc為主，結(jié)合為主，結(jié)合Rf和地區(qū)經(jīng)驗進(jìn)行分層。和地區(qū)經(jīng)驗進(jìn)行分層。 分層界線：分層界線：觸探頭從一土層進(jìn)入另一土層時，曲線會出現(xiàn)一過渡段，即觸探頭從一土層進(jìn)入另一土層時，曲線會出現(xiàn)一過渡段，即存在存在“超前超前”和和“滯后滯后”問題。如過渡段的土層厚度不大（問題。如過渡段的土層厚度不大（10-30cm），分），分層界線可選在過渡段的中點；如過渡段土層較厚，由軟變

51、硬時將界線放在過層界線可選在過渡段的中點；如過渡段土層較厚，由軟變硬時將界線放在過渡段的中下方，由硬變軟時則將界線放在中上方，或?qū)⑦^渡段單獨分層。渡段的中下方，由硬變軟時則將界線放在中上方，或?qū)⑦^渡段單獨分層。 計算單孔分層貫入指標(biāo)：計算單孔分層貫入指標(biāo)：對一般地層，單孔分層平均貫入阻力可用對一般地層，單孔分層平均貫入阻力可用算術(shù)算術(shù)平均法或面積法平均法或面積法計算。計算時，變層附近過渡段及較薄的貫入阻力峰谷值等計算。計算時，變層附近過渡段及較薄的貫入阻力峰谷值等不予考慮。不予考慮。2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 2.5.3 確定場地觸探指標(biāo)確定場地觸探指標(biāo) 場地勘察時，應(yīng)給出場地場地勘察時

52、，應(yīng)給出場地每一土層每一土層的觸探指標(biāo)，并以此進(jìn)行地基評的觸探指標(biāo)，并以此進(jìn)行地基評價。場地觸探指標(biāo)的選擇要考慮勘察階段、場地復(fù)雜程度、工程重價。場地觸探指標(biāo)的選擇要考慮勘察階段、場地復(fù)雜程度、工程重要性和指標(biāo)分散程度等。要性和指標(biāo)分散程度等。 在在詳詳勘階段，對土質(zhì)比較均勻，指標(biāo)分散性較小或一般建筑物，可勘階段，對土質(zhì)比較均勻，指標(biāo)分散性較小或一般建筑物，可用用加權(quán)平均值加權(quán)平均值作為場地觸探指標(biāo)。如統(tǒng)計比貫入阻力，則作為場地觸探指標(biāo)。如統(tǒng)計比貫入阻力，則 場地分層土的平均比貫入阻力；場地分層土的平均比貫入阻力； n參與統(tǒng)計的靜探孔數(shù)；參與統(tǒng)計的靜探孔數(shù)；j場地土的分層號；場地土的分層號；p

53、sij第第i孔第孔第j層層土的比貫入阻力；土的比貫入阻力；hij第第i孔第孔第j層土的厚度。層土的厚度。 在祥勘階段，對土質(zhì)不均勻，指標(biāo)分散性較大或重要建筑物，一般在祥勘階段，對土質(zhì)不均勻，指標(biāo)分散性較大或重要建筑物，一般采用最小平均值作為場地觸探指標(biāo)：采用最小平均值作為場地觸探指標(biāo)： 場地分層土的比貫入阻力最小平均值；場地分層土的比貫入阻力最小平均值； psmin場地參與統(tǒng)計靜探孔中最小的分層貫入阻力。場地參與統(tǒng)計靜探孔中最小的分層貫入阻力。2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 niijniijsijsjhhpp11sjp2minminssjjspppjspmin2.6 2.6 影響因素影響因素

54、 貫入速率貫入速率 一般情況下，貫入阻力隨貫入速率的增加而增大，但在一定速率范圍之一般情況下，貫入阻力隨貫入速率的增加而增大，但在一定速率范圍之內(nèi)這種影響較小，標(biāo)準(zhǔn)貫入速率為內(nèi)這種影響較小，標(biāo)準(zhǔn)貫入速率為1.2m/min，允許變化范圍在，允許變化范圍在25%之內(nèi)。之內(nèi)。 探頭結(jié)構(gòu)型式與尺寸探頭結(jié)構(gòu)型式與尺寸 主要是單、雙橋探頭的結(jié)構(gòu)及雙橋探頭的幾何形狀和尺寸不同，影響貫主要是單、雙橋探頭的結(jié)構(gòu)及雙橋探頭的幾何形狀和尺寸不同，影響貫入阻力值。對于雙橋探頭，側(cè)壁摩擦筒長度增大，入阻力值。對于雙橋探頭，側(cè)壁摩擦筒長度增大，qc增大，增大，fs減小；摩擦筒減小；摩擦筒與探桿外徑小于探頭底面直徑時，測得

55、的與探桿外徑小于探頭底面直徑時，測得的qc偏小。偏小。 隨著探頭底面積的增加，貫入阻力減小，但引起的尺寸效應(yīng)不是很大。隨著探頭底面積的增加，貫入阻力減小，但引起的尺寸效應(yīng)不是很大。 臨界深度臨界深度 開始貫入時，開始貫入時，qc和和fs隨深度增加而增加，到一定深度后，隨深度增加而增加，到一定深度后，qc和和fs均達(dá)到均達(dá)到極限值，不再增加或增加不明顯，該深度即為極限值，不再增加或增加不明顯，該深度即為臨界深度臨界深度。臨界深度隨土的密。臨界深度隨土的密實度和探頭直徑的增大而增大。一般情況下，實度和探頭直徑的增大而增大。一般情況下，fs的臨界深度比的臨界深度比qc的要小。的要小。2 2 靜力觸探

56、試驗靜力觸探試驗 孔隙水壓力孔隙水壓力 飽和土體中，探頭在貫入時會引起土體中孔隙水壓力的變化，超孔壓的產(chǎn)生對飽和土體中，探頭在貫入時會引起土體中孔隙水壓力的變化，超孔壓的產(chǎn)生對土強(qiáng)度和靜探試驗指標(biāo)是有影響的，其影響程度因土的排水條件和貫入速率而異。土強(qiáng)度和靜探試驗指標(biāo)是有影響的，其影響程度因土的排水條件和貫入速率而異。 一般認(rèn)為，貫入速率一般認(rèn)為，貫入速率20 mm/s還不是完全不排水條件；還不是完全不排水條件；5mm/s的貫入速率相當(dāng)于排的貫入速率相當(dāng)于排水條件；水條件；50 mm/s的貫入速率相當(dāng)于不排水條件。的貫入速率相當(dāng)于不排水條件。 溫度的影響溫度的影響 靜力觸探所用的傳感器多屬電阻

57、應(yīng)變式的，溫度的變化會產(chǎn)生電阻值的變化，靜力觸探所用的傳感器多屬電阻應(yīng)變式的，溫度的變化會產(chǎn)生電阻值的變化，進(jìn)而產(chǎn)生零位漂移。產(chǎn)生溫度變化的原因有：（進(jìn)而產(chǎn)生零位漂移。產(chǎn)生溫度變化的原因有：（1）標(biāo)定時的溫度與地溫的差異；）標(biāo)定時的溫度與地溫的差異；（2）量測時應(yīng)變片通電時間過長，會產(chǎn)生電阻熱；（）量測時應(yīng)變片通電時間過長，會產(chǎn)生電阻熱；（3）貫入過程中與土（特別是）貫入過程中與土（特別是砂）摩擦產(chǎn)生的熱；（砂）摩擦產(chǎn)生的熱；（4）傳感器反復(fù)變形產(chǎn)生的應(yīng)力熱。）傳感器反復(fù)變形產(chǎn)生的應(yīng)力熱。 探孔（探頭）的偏斜探孔（探頭）的偏斜 探孔或探頭的偏斜會對試驗結(jié)果造成兩方面的影響：一是貫入探桿的長度無

58、法探孔或探頭的偏斜會對試驗結(jié)果造成兩方面的影響：一是貫入探桿的長度無法反映實際貫入深度，分層界線不準(zhǔn)，使土層變厚及埋深增大；二是探頭的傾斜也會反映實際貫入深度，分層界線不準(zhǔn)，使土層變厚及埋深增大；二是探頭的傾斜也會使測得的土層阻力嚴(yán)重失真。使測得的土層阻力嚴(yán)重失真。 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 2.7 2.7 試驗成果應(yīng)用試驗成果應(yīng)用（1） 劃分土層、確定土的類劃分土層、確定土的類別別 根據(jù)靜探曲線的形態(tài)，根據(jù)靜探曲線的形態(tài)，利用利用qc并結(jié)合并結(jié)合Rf，劃分純，劃分純凈的砂層和厚層土的類別凈的砂層和厚層土的類別較容易可靠。較容易可靠。 雙橋探頭可同時獲得雙橋探頭可同時獲得qc和和fs，

59、且不同土層的，且不同土層的qc和和Rf值很少一樣，例如，值很少一樣，例如，砂的砂的qc值一般很大，值一般很大，Rf通通常小于或等于常小于或等于1%；均質(zhì)粘；均質(zhì)粘性土性土qc一般較小，而一般較小，而Rf常常大于大于2%。2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 利用雙橋靜力觸探結(jié)果判別土類利用雙橋靜力觸探結(jié)果判別土類 （2）確定地基土的承載力特征值（）確定地基土的承載力特征值（fak） 主要利用經(jīng)驗公式來確定地基土的承載力特征值，不同地主要利用經(jīng)驗公式來確定地基土的承載力特征值，不同地區(qū)不同土類所采用的經(jīng)驗公式不一樣。如西安地區(qū)的黃土所采用區(qū)不同土類所采用的經(jīng)驗公式不一樣。如西安地區(qū)的黃土所采用的經(jīng)驗

60、公式有：的經(jīng)驗公式有： fak=87.8ps24 kPa （西安綜勘）（西安綜勘） fak=98ps19 kPa （西安一機(jī)勘）（西安一機(jī)勘） fak=80ps31 （kPa） （我校采用），采用雙橋探頭時，（我校采用），采用雙橋探頭時，用公式用公式ps =qc+6.41fs 將將qc和和fs換算成換算成ps。2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 （3）估算單樁的承載力）估算單樁的承載力 建筑樁基設(shè)計技術(shù)規(guī)范建筑樁基設(shè)計技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）規(guī)定，對于）規(guī)定，對于一級建筑物，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)采用現(xiàn)場載荷試一級建筑物，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)采用現(xiàn)場載荷試驗，并結(jié)合靜力觸探、標(biāo)