動(dòng)力觸探試驗(yàn)

動(dòng)力觸探試驗(yàn)12.1適用范圍12.1.1本方法適用于檢測(cè)地基土或加固土增強(qiáng)體的均勻性，判定地基處理效果。12.1.1[條文說(shuō)明]動(dòng)力觸探試驗(yàn)還可查明土洞、滑動(dòng)面、軟硬土層界面等；另外，當(dāng)具備本地區(qū)可靠對(duì)比驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)資料時(shí)，根據(jù)動(dòng)力觸探試驗(yàn)指標(biāo)，還可推斷地基土或加固土增強(qiáng)體的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)（如狀態(tài)、密實(shí)度、土的強(qiáng)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(dòng)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(dòng)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(qiáng)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(kuò)樁、單液硅化法加固地基；超重型動(dòng)力觸探適用于密實(shí)和很密的碎石土、軟巖、極軟巖等原狀巖土以及強(qiáng)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(shuō)明]輕型動(dòng)力觸探的優(yōu)點(diǎn)在于輕便，在判斷水泥土攪拌樁的攪拌均勻性等方面有實(shí)用價(jià)值。重型動(dòng)力觸探是應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力觸探試驗(yàn)，已經(jīng)積累了較多的經(jīng)驗(yàn)，而且它的落錘能量與標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)及國(guó)際上通用的動(dòng)力觸探試驗(yàn)相一致。12.2儀器設(shè)備12.2.1動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shuō)明]國(guó)外的動(dòng)力觸探類型較多，例如法國(guó)常用的動(dòng)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(yàn)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(dòng)力觸探儀和國(guó)外類型的對(duì)比。表12.2.1國(guó)內(nèi)外常用的動(dòng)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(guó)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(dòng)力觸探設(shè)備須備有自動(dòng)落錘裝置；落錘、觸探桿及其接頭、重型和超重型動(dòng)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(shuō)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(gè)別國(guó)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(guó)內(nèi)常用尺寸，探頭圓錐角為60o。12.3現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)12.3.1現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)環(huán)境條件應(yīng)滿足各類檢測(cè)設(shè)備進(jìn)退場(chǎng)要求和檢測(cè)要求。12.3.1[條文說(shuō)明]輕型動(dòng)力觸探設(shè)備較輕便，設(shè)備的進(jìn)退場(chǎng)對(duì)場(chǎng)地要求不高；但重型動(dòng)力觸探和超重型動(dòng)力觸探的設(shè)備較大，一般至少配備卷?yè)P(yáng)機(jī)，有的配有鉆機(jī)或觸探車，因此檢測(cè)場(chǎng)地至少應(yīng)滿足設(shè)備進(jìn)退場(chǎng)運(yùn)輸和檢測(cè)過(guò)程中設(shè)備場(chǎng)地內(nèi)移位要求。12.3.2輕型動(dòng)力觸探1先用輕便鉆具鉆至檢測(cè)土層或加固土增強(qiáng)體設(shè)計(jì)標(biāo)高以上30cm處，然后對(duì)所需檢測(cè)土層或加固土增強(qiáng)體連續(xù)進(jìn)行觸探。2檢測(cè)時(shí)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(qiáng)體中30cm時(shí)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(qiáng)體情況時(shí)，可將觸探桿撥出，取下探頭，換貫入器進(jìn)行取樣。4如遇密實(shí)堅(jiān)硬土層或加固土增強(qiáng)體，當(dāng)貫入30cm所需錘擊數(shù)超過(guò)100擊或貫入15cm超過(guò)50擊時(shí)，即可停止試驗(yàn)。如需對(duì)下部土層或加固土增強(qiáng)體進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可用鉆具穿透堅(jiān)實(shí)土層后再貫入。5本檢測(cè)一般用于貫入深度小于4m的土層或加固土增強(qiáng)體。必要時(shí)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(dòng)力觸探1檢測(cè)前將觸探架安裝平穩(wěn)，使觸探保持垂直進(jìn)行。垂直度的最大偏差不得超過(guò)2%。觸探桿應(yīng)保持平直，連接牢固。2貫入時(shí)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(guò)高，以免傾斜與擺動(dòng)太大。3錘擊速率宜為每分鐘15～30擊。打入過(guò)程應(yīng)盡可能連續(xù)，所有超過(guò)5min的間斷都應(yīng)在記錄中予以注明。4及時(shí)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(duì)于一般砂、圓礫和卵石層或加固土增強(qiáng)體，觸探深度不宜超過(guò)13m，超過(guò)該深度時(shí)，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(guò)50擊時(shí)，即停止試驗(yàn)。如需對(duì)土層或加固土增強(qiáng)體繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可改用超重型動(dòng)力觸探。7本檢測(cè)也可在鉆孔中分段進(jìn)行。一般可先進(jìn)行貫入，然后進(jìn)行鉆探直至動(dòng)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(jìn)行貫入。12.3.3[條文說(shuō)明]本條規(guī)定重型動(dòng)力觸探貫入錘擊速率為每分鐘15～30擊，這個(gè)速率略低于歐洲觸探試驗(yàn)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(jìn)行，這個(gè)規(guī)定與歐洲觸探試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也是一致的。12.3.4超重型動(dòng)力觸探1貫入時(shí)穿心錘自由下落，落距為100±2cm。貫入深度一般不宜超過(guò)20m，超過(guò)該深度時(shí)，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(jìn)行。12.3.5側(cè)壁摩擦的影響是客觀存在的。但想用一個(gè)固定的修正系數(shù)來(lái)適應(yīng)所有條件是不符合實(shí)際情況的。因此，建議在深度較大時(shí)，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(shuō)明]歐洲標(biāo)準(zhǔn)中建議的兩種動(dòng)力觸探方法，主要區(qū)別是對(duì)側(cè)壁摩擦的考慮和處理方法有所不同。A型動(dòng)力觸探(DPA)是用泥漿或套管來(lái)消除側(cè)壁摩擦，因而在評(píng)價(jià)時(shí)可以不考慮側(cè)壁摩擦的影響，B型動(dòng)力觸探(DPB)不用泥漿或套管，孔壁不能保持穩(wěn)定，這種試驗(yàn)的側(cè)壁摩擦是不能忽視的。該標(biāo)準(zhǔn)要求用轉(zhuǎn)動(dòng)觸探桿并測(cè)定相應(yīng)的扭矩來(lái)估計(jì)側(cè)壁摩擦影響。12.3.6各檢測(cè)孔檢測(cè)前應(yīng)測(cè)量孔口標(biāo)高，檢測(cè)后應(yīng)測(cè)量孔內(nèi)地下水位。12.3.7測(cè)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(cè)量孔內(nèi)地下水位可采用水位計(jì)等，在單孔檢測(cè)完成24h后進(jìn)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(qiáng)體內(nèi)一般無(wú)地下水。12.3.8動(dòng)力觸探試驗(yàn)對(duì)應(yīng)各類地基處理方法的開(kāi)始時(shí)間和檢測(cè)頻率見(jiàn)下表。動(dòng)力觸探類型地基處理方法檢測(cè)開(kāi)始時(shí)間檢測(cè)頻率輕型動(dòng)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(cè)點(diǎn)，且不少于6點(diǎn)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(cè)點(diǎn)，且不少于6點(diǎn)重型動(dòng)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(cè)點(diǎn)，且不少于6點(diǎn)強(qiáng)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(diǎn)數(shù)的2%，且不少于6點(diǎn)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(diǎn)數(shù)的2%，且不少于6點(diǎn)碎石樁振沖法振沖完成后2～3天之間不少于施工振沖點(diǎn)數(shù)的2%，且不少于6點(diǎn)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(kuò)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(cè)點(diǎn)，且不少于6點(diǎn)超重型動(dòng)力觸探強(qiáng)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(diǎn)數(shù)的2%，且不少于6點(diǎn)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(diǎn)數(shù)的2%，且不少于6點(diǎn)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(cè)數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)12.4.1對(duì)于每個(gè)檢測(cè)孔，動(dòng)力觸探試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)繪制動(dòng)力觸探錘擊數(shù)與試驗(yàn)深度關(guān)系曲線關(guān)系圖表，如圖12.4.1。12.4.1[條文說(shuō)明]除了觸探錘擊數(shù)作為貫入指標(biāo)外，也可采用動(dòng)貫入阻力。動(dòng)貫入阻力可采用荷蘭的動(dòng)力公式，按12.4.1式計(jì)算動(dòng)貫入阻力qd：（12.4.1）式中qd——?jiǎng)迂炄胱枇Γ琈Pa；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(shí)際情況與上述條件差別大時(shí)，采用公式12.4.1時(shí)應(yīng)慎重。12.4.2各檢測(cè)孔的動(dòng)力觸探錘擊數(shù)代表值，應(yīng)根據(jù)不同深度的動(dòng)力觸探錘擊數(shù)采用平均值法計(jì)算得到。12.4.3單位工程同一土層的動(dòng)力觸探錘擊數(shù)，可用各檢測(cè)孔的同一土層的動(dòng)力觸探錘擊數(shù)，用厚度加權(quán)平均法計(jì)算得出該層貫入指標(biāo)平均值和變異系數(shù)。統(tǒng)計(jì)時(shí)，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(gè)別指標(biāo)的異常值。根據(jù)動(dòng)力觸探錘擊數(shù)沿深度的分布趨勢(shì)，結(jié)合相關(guān)資料和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，劃分土層和判定土類。12.4.3[條文說(shuō)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(jìn)行土層劃分時(shí)應(yīng)注意超前和滯后反應(yīng)。當(dāng)觸探頭尚未到達(dá)下臥土層時(shí)，在一定深度以上，對(duì)下臥土的影響已經(jīng)“超前”反映出來(lái)。當(dāng)探頭已經(jīng)穿透上覆土層進(jìn)人下臥土層中時(shí)，在一定深度內(nèi)，對(duì)上覆土層的影響仍然會(huì)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(yàn)研究，當(dāng)上覆為硬層，下臥為軟層時(shí)，對(duì)觸探擊數(shù)的影響范圍大，超前反映量(最大可達(dá)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(shí)，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(shí)，應(yīng)剔除異常值。如計(jì)算土層觸探指標(biāo)平均值時(shí)，超前和滯后范圍內(nèi)的數(shù)值不反應(yīng)真實(shí)土性；臨界深度以內(nèi)的錘擊數(shù)偏小，不反應(yīng)真實(shí)土性。均不應(yīng)參加統(tǒng)計(jì)。12.4.4原狀地基土的巖土性狀可根據(jù)單位工程各檢測(cè)孔的動(dòng)力觸探錘擊數(shù)代表值、同一土層的動(dòng)力觸探錘擊數(shù)平均值和變異系數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。處理地基土的處理效果可根據(jù)處理前后的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比進(jìn)行評(píng)價(jià)。12.4.5當(dāng)采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)實(shí)測(cè)錘擊數(shù)評(píng)價(jià)復(fù)合地基豎向增強(qiáng)體的施工質(zhì)量時(shí)，宜對(duì)單各增強(qiáng)體的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)。12.4.5[條文說(shuō)明]復(fù)合地基豎向增強(qiáng)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