《海洋靜力觸探測試技術規(guī)程》

海洋靜力觸探測試技術規(guī)程Technicalspecificationforoffshoreconepenetrationtest（征求意見稿）《海洋靜力觸探測試技術規(guī)程》編制組2019.02.27

1總則1.0.1為在海洋工程勘察中規(guī)范海洋靜力觸探測試的操作程序，建立統(tǒng)一的技術標準，做到安全適用、技術先進、數據準確、評價正確，制定本規(guī)程。1.0.2本標準適用于海底軟土、黏性土、粉土、砂土及含少量碎石土層的海洋靜力觸探測試。1.0.3海洋靜力觸探測試作為一種海洋工程勘察原位測試手段，應用于重要工程場地或當缺乏地區(qū)經驗時，應與其他巖土工程勘察、測試方法配合使用。1.0.4海洋靜力觸探測試除應符合本標準外，尚應符合國家現行有關標準的規(guī)定。

2術語和符號2.1術語2.1.1海洋靜力觸探測試offshoreconepenetrationtest一種海底土體原位測試技術。通過推桿將一定規(guī)格的靜力觸探探頭以恒定的貫入速率貫入海底土體中，在貫入過程中記錄錐尖阻力、側壁摩擦力、孔隙水壓力和貫入深度的量測值。2.1.2靜力觸探探頭conepenetrometer由圓錐頭、側壁摩擦筒、孔隙水壓力過濾器、探桿連接的組件等量測元器件所組成的裝置。2.1.3圓錐頭cone靜力觸探探頭頂端的圓錐形金屬元件，用于量測土體錐尖阻力。2.1.4側壁摩擦筒frictionsleeve靜力觸探探頭側面的圓柱形金屬元件，用于量測土體的側壁摩擦力。2.1.5孔隙水壓力過濾環(huán)porewaterpressurefilterelement置于靜力觸探圓錐頭肩部，能將孔隙水壓力傳遞至孔壓傳感器并維持探頭幾何形狀不變的多孔透水元件。2.1.6有效面積比conearearatio圓錐頭頂柱橫截面積與圓錐頭錐底橫截面積的比值。2.1.7孔壓消散試驗porepressuredissipationtest靜力觸探探頭貫入過程中，在某一深度停止貫入并保持探頭靜止時，量測觸探孔隙水壓力隨時間變化規(guī)律的試驗。2.1.8歸一化錐尖阻力normalizedconeresistance某一深度處的凈錐尖阻力與豎向有效應力的比值。2.1.9歸一化摩阻比normalizedfrictionratio某一深度處的側壁摩阻力與凈錐尖阻力的比值。2.1.10土類指數soilbehaviortypeindex由歸一化錐尖阻力和歸一化摩阻比所表示的土分類參數，其數學意義為基于靜力觸探成果的土分類圖中近似同心圓曲線簇的半徑。2.2符號2.2.1孔壓靜力觸探參數Bq——孔壓參數比；Fr——歸一化摩阻比；fs——側壁摩阻力；Ic——土類指數；qc——實測錐尖阻力；qn——凈錐尖阻力；qt——經孔壓u2修正的錐尖阻力；Qtn——歸一化錐尖阻力；Qtncs——等效純凈砂歸一化錐尖阻力；Rf——摩阻比；t50——孔壓消散50%歷時；t*——相應于t50的時間因數；u2——錐肩位置的孔隙水壓力；σvo——總上覆應力；σ'vo——有效上覆應力;ps——比貫入阻力。2.2.2土性參數ch——水平固結系數；Dr——相對密實度；Es——壓縮模量；G0——小應變動剪切模量；Ir——剛度指數；kh——水平滲透系數；K0——靜止土壓力系數；OCR——超固結比；Su——不排水抗剪強度；St——靈敏度；φ'——有效內摩擦角。2.2.3計算系數a——探頭有效面積比；amax——地震動峰值加速度；Aa——圓錐頭頂柱橫截面積；Ac——圓錐頭錐底橫截面積；Ap——樁端橫截面積；As——側壁摩擦筒表面積；D——樁徑；fp——樁側摩阻力；g——重力加速度；h——土層厚度；K——標定系數；ML——里氏震級；Mw——地震矩震級；Nkt——經驗圓錐系數；qp——單位樁端阻力；Qu——單樁豎向極限承載力；r——探頭半徑；δl——非線性誤差；δr——重復性誤差；δs——滯后誤差；δ0——歸零誤差；ρc——細粒含量修正系數；ξc——端承系數；ξf——摩阻力系數；ηo，ηt，ηe——經驗系數。

3基本規(guī)定3.0.1海洋靜力觸探測試孔可選擇采用差分全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（DGNSS）、微波測距、水下聲學定位等方法定位。3.0.2靜力觸探探頭貫入速率應為（20±5）mm/s，進行孔壓靜力觸探測試時探頭貫入速率應為（20±2）mm/s。3.0.3海洋靜力觸探測試數據至少包括錐尖阻力、側壁阻力，數據采集間隔不應大于100mm。3.0.4海洋靜力觸探測試系統(tǒng)應包括貫入系統(tǒng)、量測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。3.0.5貫入系統(tǒng)的貫入力應滿足觸探設計深度的需要。3.0.6量測系統(tǒng)應包括數據采集儀、探桿、探頭、數據傳輸電纜、貫入系統(tǒng)上安裝的各類傳感器。3.0.7控制系統(tǒng)應包括貫入和起拔控制裝置、動力及其傳輸裝置等。3.0.8探頭的使用與標定應符合下列規(guī)定：1未經標定或超期標定的探頭不得使用；探頭的標定周期不應超過90d；2探頭標定時，應連同數據采集儀和數據傳輸電纜一同標定，且標定最大加載量應根據探頭的額定荷載確定；3在新的工程應用前，應使用探頭測試裝置對探頭進行測試，當探頭出現異常時，應重新標定。

4儀器設備和標定4.1一般規(guī)定4.1.1海洋靜力觸探測試系統(tǒng)按作業(yè)模式可分為海床式、井下式和平臺式。4.1.2探頭規(guī)格、各部加工公差及更新標準應符合本規(guī)程附錄A的規(guī)定。4.2儀器設備4.2.1貫入系統(tǒng)應滿足下列規(guī)定：1海床式1）貫入系統(tǒng)直接放置在海床表面，利用基座的重量作為反力，由貫入系統(tǒng)把探頭連續(xù)貫入海底土體中。2）額定起拔力不應小于額定貫入力的120%；3）貫入和起拔時，作用力方向應垂直于海底貫入系統(tǒng)基座底面，垂直度公差宜為0.5°；4）在海水中的有效自重不應小于額定貫入力的120%。2井下式1）井下式系統(tǒng)應將工程鉆探和靜力觸探相結合，將貫入系統(tǒng)放入鉆桿中，將探頭連續(xù)貫入鉆孔下部一定深度的土體；2）每次試驗的貫入深度宜為（1~3）m，測試完成后，將貫入系統(tǒng)回收至甲板，使用鉆機進行清孔后重新下方貫入系統(tǒng)進行靜力觸探試驗。3平臺式系統(tǒng)應滿足下列要求：1）可將靜力觸探測試設備安裝在海洋平臺或船舶上進行淺水靜力觸探，利用海洋平臺作為反力，由靜力觸探探桿套管輔助進行靜力觸探測試。2）搭載靜力觸探測試設備的海洋平臺的抗風浪能力應滿足試驗要求和安全作業(yè)要求。3）根據工況和測試要求，可選擇一次性把探頭連續(xù)貫入海底土體至設計深度，也可選擇分次貫入、清孔、再貫入至設計深度。4.2.2量測系統(tǒng)應符合下列規(guī)定：1數據采集系統(tǒng)由數據采集儀、計算機和軟件組成，應滿足下列要求：1）實時采集、顯示和保存靜力觸探探頭的錐尖阻力、側壁摩擦力、孔隙水壓力、探頭傾角、貫入系統(tǒng)的水深、貫入深度、推力和傾角（海床式）；2）工作參數達到設定的閾值后，貫入設備自動停止貫入。2錐尖阻力傳感器應滿足下列要求：1)錐尖阻力傳感器的使用范圍宜在（0~75）MPa，最大不超過150MPa。分辨率應不小于24bits,精度應不低于100kPa或1%。2)傳感器非線性誤差、重復性誤差、滯后誤差和歸零誤差均應不大于1%FS。3)工作絕緣電阻值應不低于500MΩ。4)工作溫度宜為（0~60）℃。3側壁摩擦阻力傳感器應滿足下列要求：1)側壁摩擦力傳感器的使用范圍宜在（0~1）MPa，最大不超過3MPa。分辨率應不小于24bits,精度應不低于15kPa或15%。2)傳感器非線性誤差、重復性誤差、滯后誤差和歸零誤差均應不大于1%FS。3)工作絕緣電阻值應不低于500MΩ。4)工作溫度宜為（0~60）℃。4孔隙水壓力傳感器應滿足下列要求：1)孔隙水壓力傳感器的使用范圍宜在（0~10）MPa，最大不超過15MPa。分辨率應不小于24bits,精度應不低于25kPa或3%。實時采集數據，采樣間隔應不低于20mm/s。2)傳感器非線性誤差、重復性誤差、滯后誤差和歸零誤差均應不大于1%FS。3)水密性好，在不同水深的工作絕緣電阻值應不低于500MΩ。4)工作溫度宜為（0~60）℃。5傾斜角度傳感器應滿足下列要求：1)傾斜角度傳感器的使用范圍應在±20°。2)分辨率應不小于16bits,精度應不低于2°。實時采集數據，采樣間隔應不低于20mm。3)工作絕緣電阻值應不低于500MΩ。4)工作溫度宜為（0~60）℃。6深度傳感器應滿足下列要求：1)監(jiān)測貫入速率應保持在（2.0±0.5）cm/s;2)探頭的移動起止時間應和采集系統(tǒng)保持同步，對于井下式CPT要求誤差在±5cm以內。3)深度傳感器在不同水深的工作絕緣電阻值應不低于500MΩ。4)深度編碼器的采樣率應不小于2000pulse/m。5)工作溫度宜為（0~60）℃。4.2.3靜力觸探探頭應符合下列規(guī)定：1宜采用數字式多功能探頭測量錐尖阻力、側壁摩擦力、孔隙水壓力和探頭傾角參數；2水深超過1500米時，宜采用深海補償探頭，減小水深對探頭的影響；3靜力觸探探頭規(guī)格、加工公差及更新標準應符合本規(guī)程附錄A的規(guī)定。4摩擦筒安裝就位后應檢查是否能自由活動；（此條是否可以放在現場操作中）5孔隙水壓力過濾器應安裝在圓錐頭肩部(u2)位置，且具有足夠的耐磨性和抗壓性能；7過濾器厚度應在4mm左右；外徑應不小于錐頭直徑，滲透系數應不小于1×10-3cm/s；4.3設備標定4.3.1標定裝置應符合下列規(guī)定：1進行探頭分級加載和卸載；2正常模擬傳感器的工作環(huán)境；3傳遞誤差應小于0.5%，控制精度應與傳感器要求匹配；4測力計及其相關附件應定期送檢。4.3.2錐尖阻力和側壁摩擦力傳感器標定應符合下列規(guī)定：1標定有效期為3個月；2傳感器零漂值超出額定范圍的5%后應重新標定；3單獨標定的傳感器，應在傳感器組合工作條件下再次標定，檢測傳感器間相互干擾影響，其互相干擾值應控制在單獨標定值的0.3%以內；4標定曲線應給出實際值、參考值和零位偏移值的對比曲線；5標定結果應符合錐尖阻力和側壁摩擦力的傳感器控制精度要求。4.3.3孔隙水壓力傳感器標定應符合下列規(guī)定：1標定前應更換新的孔隙水壓力過濾環(huán)及相關密封部件；2孔隙水壓力傳感器零漂值超出規(guī)定范圍后應重新標定；3探頭連續(xù)使用90d后應進行重新標定；4標定設備具有良好的水密性；5單獨標定的傳感器，應在傳感器組合工作條件下再次標定，檢測傳感器間相互干擾影響，其互相干擾值應控制在單獨標定值的0.3%以內；6標定曲線應給出實際值、參考值和零位偏移值的對比曲線；7標定結果應符合孔隙水壓力的傳感器精度要求。4.3.4傾斜儀標定應符合下列規(guī)定：1標定范圍應大于傾斜儀的最大工作范圍；2標定裝置能提供不同角度的連續(xù)測試，精度不低于1°；3單獨標定的傳感器，應在傳感器組合工作條件下再次標定，檢測傳感器間相互干擾影響，其互相干擾值應控制在單獨標定值的0.3%以內。4.4設備維護、檢查4.4.1試驗前應檢查探桿的平直度，如果探桿出現下例情況，應暫停使用：1探桿平面滾動出現擺動；2平直細桿不能順利通過探桿。4.4.2應定期檢查錐體和摩擦套筒磨損、圓錐貫入儀不同部位之間的密封性和間隙，并應符合本規(guī)程附錄B的規(guī)定。錐體和摩擦套筒的幾何尺寸和公差應符合本規(guī)程附錄A的規(guī)定。4.4.3試驗前檢查孔隙水壓力過濾器是否有損壞、磨損和堵塞現象，及時更換新過濾器，并執(zhí)行飽和程序。4.4.4應檢查和清理密封件中土壤顆粒。探頭在入庫保存前應該清洗干凈。4.4.5設備的維護和檢查項目及周期，可按本規(guī)程附錄B的規(guī)定執(zhí)行。

5現場測試5.1準備工作5.1.1現場測試前，應根據工程需求、作業(yè)條件、作業(yè)環(huán)境等因素，確定測試使用的系統(tǒng)類型和探頭類型。系統(tǒng)類型和探頭類型可按表5.1.1-1~5.1.1-2選擇。表5.1.1-1系統(tǒng)類型選擇系統(tǒng)類型水深（m）海床式<4000井下式<1000平臺式<30表5.1.1-2探頭類型選擇探頭類型量測參數雙橋探頭錐尖阻力和側壁摩阻力孔壓探頭錐尖阻力、側壁摩阻力和孔隙水壓力5.1.2試驗前，確認貫入系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、量測系統(tǒng)之間連接正常，數據通訊正常；探頭、傳感器工作正常。設備檢查和調試應滿足下列要求：1采用探頭檢測裝置對探頭進行性能檢查，對照探頭標定記錄，保證測試指標在允許范圍之內；2必要時，在探頭上方安裝減摩器。5.1.3探頭飽和應符合下列規(guī)定：1測試前，過濾器和孔隙壓力系統(tǒng)的其他部分應用液體浸泡。通常在飽和土中進行試驗時宜使用蒸餾水、甘油或類似液體浸泡。2試驗過程中應采取措施保持探頭飽和度。5.1.4貫入系統(tǒng)的安裝與就位應符合下列規(guī)定：1海床式貫入系統(tǒng)應滿足下列要求：1）貫入系統(tǒng)置于海底面后傾斜角度大于10°，應將貫入系統(tǒng)起吊后重新調整位置，直至傾斜角度小于10°。；2）貫入時，應考慮因貫入系統(tǒng)傾斜導致的反力損失；3）海床觸底傳感器提示設備到達海底后，方可進行測試。2井下式貫入系統(tǒng)應滿足下列要求：鉆孔至目標層位，且充分洗孔后，采用海底鉗夾緊鉆桿，避免鉆桿大幅晃動；貫入系統(tǒng)下放前，應回水至推桿完全回收，檢查探頭及相關附件通訊正常；提升貫入系統(tǒng)，緩慢放入鉆桿后，保持平穩(wěn)速度下放至孔底，？？下放時應記錄下纜長度，并與水深和孔深對應，到達底部后開啟臍帶纜絞車恒張力，緩慢提升貫入系統(tǒng)到達底部鉆桿限位處；貫入系統(tǒng)限位反力正常后，方可開始貫入，貫入過程中應保證補償系統(tǒng)工作正常，鉆桿無上下移動，以免引起采集數據擾動，失真。3平臺式貫入系統(tǒng)應滿足下列要求：貫入系統(tǒng)應與海洋平臺或船舶相連接、鎖定，安裝位置應平整；試驗平臺抗風浪能力應滿足試驗作業(yè)與安全的要求；試驗平臺就位后，應調平貫入系統(tǒng)底座并用水平尺校準；依次下外層套管、內層套管,保證外層套管進入泥面不宜少于3m，內層套管進入泥面不少于(1~2)m；探頭應先貫入泥面以下，然后上提探頭(5~10)cm，使探頭處于不受力狀態(tài)，待儀器穩(wěn)定后，將儀器調零或記錄初始讀數，再勻速垂直壓入土中；貫入結束后，將靜力觸探桿逐根收回，完成后以此將內層套管、外層套管提起放置于平臺固定位置處。5.2測試要求5.2.1現場測試應同時測試錐尖阻力、側壁摩阻力、孔隙水壓力、貫入深度、探頭傾斜角度。5.2.2靜力觸探探頭貫入應符合下列規(guī)定：1貫入前，應在與海底溫度相同條件下讀取探頭零點讀數；2探頭應以(20±5)mm/s的恒定速率壓入地層；3探頭貫入過程中不得發(fā)生嚴重傾斜和位移；4正常貫入過程中不得提拔探桿。5.2.3孔壓消散試驗應符合下列規(guī)定：1當探頭貫入至預定深度時，停止貫入的同時進行孔壓消散試驗；2試驗持續(xù)時間通常應至少為t50，即50%的孔隙壓力耗散所需要的時間；數據記錄時間間隔應符合表5.2.3規(guī)定。表5.2.3孔壓消散試驗數據記錄時間間隔孔壓消散時間階段（min）記錄時間間隔（秒/次）0～10.51～10110～1002>10055.2.4測試點間距應符合下列規(guī)定：1靜力觸探測試位置與已完成測試點位置間應有足夠的距離，以防止相互影響；2兩個靜力觸探測試點之間的間距不小于2米；3靜力觸探測試點與已完成工程鉆孔的距離應至少為鉆孔直徑的20倍。5.2.5靜力觸探測試過程中，達到下列條件之一時可終止貫入：1靜力觸探測試達到預定的貫入深度；2探桿出現彎曲；3貫入系統(tǒng)負荷達到其最大額定功率120%；4反力裝置失效；5貫入力達到有效反力80%；6探頭出現傾斜，偏離鉛垂線的角度大于10°；7探頭負荷達到額定值；8遇到其他特殊情況，導致設備有可能損壞。5.2.6貫入終止后，起拔探桿和探頭應符合下列規(guī)定：1探頭拔出至海床面以上時，讀取探頭零點讀數，并將此次零點讀數與初始零點讀數進行對比；2探頭拔出后依然能正常工作，量測參數誤差在允許范圍內；3探頭拔出地面后，應對探頭進行清理。5.3安全要求5.3.1人員安全應符合下列規(guī)定：1指定人員進行設備運輸、安裝、操作設備；2現場操作人員必須遵守船舶規(guī)章。3具有資格的電氣工程師才可以進行設備電路的維護和維修。4具有資格的液壓工程師才可以進行液壓系統(tǒng)的維護和維修。5具有資格的工程師才可以進行驅動單元的維護和維修。6任何人員在做任何操作、維修和維護之前必須閱讀設備的操作手冊；7現場操作人員不能留長發(fā)、穿松散的衣服、佩戴包括戒指、項鏈在內的飾品。5.3.2環(huán)境安全應符合下列規(guī)定：1設備操作手冊應始終和設備儀器保存在一起；2在醒目位置張貼安全規(guī)定、安全警示標志等，避免發(fā)生安全和環(huán)境污染事故；3人員出現任何不安全行為或設備有安全提示時，應立即停止測試；4禁止對設備進行任何安全性改造，如安全警報、限位保護、安全閥門等；5配套設備和工具必須和靜力觸探測試設備儀器保存在一起；6現場所有人員都應知道滅火器的位置，并熟練掌握滅火器的使用方法；7測試前，必須解決任何可能影響安全操作的問題，設備只能在狀況良好的條件下進行測試。5.3.3設備及操作安全應符合下列規(guī)定：1作業(yè)時應劃定作業(yè)區(qū)域，禁止閑雜人等進入作業(yè)區(qū)；2設備維修和維護之前，應確認液壓管路中沒有壓力；4嚴禁用肢體確定液壓油泄露位置，避免高壓造成人員傷亡；4測試前，應明確海底線纜、管道等障礙物的具體位置；5測試前，應確認設備各項安全保護功能正常，避免測試時造成設備損壞；6設備吊裝移動時，應確認在設備下方沒有任何人，確認設備上無松散物品或其他可能從設備上掉落的物品；7測試期間，應嚴格執(zhí)行設備操作手冊相關要求，避免造成設備損壞。

6測試數據處理6.1數據修正6.1.1貫入深度修正應按下式計算：（6.1.1）式中：z——貫入深度（m）；li——第i根孔壓靜力觸探桿長度（m）；Cinc——孔壓靜力觸探桿的傾斜修正系數。Cinc=cosα，其中α為觸探桿軸向與鉛垂線的夾角（o）。6.1.2零點漂移修正應按測試深度間隔對各點測試值采用下式進行平差修正：（6.1.2）式中：x'd——某深度d讀數的修正值；xd——該深度d的測試值（讀數）；Δxd——相應深度d的零點漂移修正量（平差值），分正、負。6.1.3錐尖阻力應根據孔壓按下式進行修正：qt=qc+（1–a）u2（6.1.3）a=Aa/Ac式中：qt——孔壓修正后的錐尖阻力（kPa）；qc——實測錐尖阻力（kPa）；u2——錐肩部位測試的孔隙水壓力（kPa）；a——有效面積比，其中Aa、Ac分別為圓錐頭頂柱和圓錐頭錐底的橫截面積。6.2數據成果6.2.1根據測試數據，相關參數按下列公式計算：（6.2.1–1）（6.2.1–2）（6.2.1–3）（6.2.1–4）σ'v0=σv0-u0（6.2.1–5）（6.2.1–6）Δu=u-u0（6.2.1–7）u

=（ut

-

u0）/（ui

-

u0）（6.2.1–8）式中：Qtn——歸一化錐尖阻力，無量綱；Fr——歸一化摩阻比，無量綱；Bq——孔壓參數比，無量綱；σv0——總上覆應力（kPa）；——第i層土的平均天然重度（kN/m3）；hi——第i層土的厚度（m）；pa——標準大氣壓，取100kPa；σ'v0——土有效上覆應力（kPa）；u0——靜水壓力（kPa）；Δu——超孔隙壓力；u——歸一化的超孔隙壓力；——水的重度（kN/m3）；h0——地下水埋深（m）；n——應力指數，取0.5。6.2.2土類指數可按式（6.2.2）計算：（6.2.2）6.2.3數據記錄應符合下列規(guī)定：1每次測試時，應對下列信息進行記錄：1）測試點的地理位置；2）測試點的位置坐標；3）測試日期；4）探頭序列號；5）探頭幾何形狀和尺寸，以及過濾器的位置和尺寸；6）傳感器的測量范圍（包括錐尖阻力、孔隙壓力和側摩阻力）；7）錐尖和套管的磨損和損壞情況；8）貫入速率；9）測試中的任何異常情況；10）理論有效面積比(a)；11）測試期間的水深；2測試結束后，測試成果應以數字形式呈現，宜包括以下內容：1）貫入深度（m）；2）錐尖阻力（MPa）；3）側壁摩阻力（kPa）；4）孔隙壓力（MPa）；3繪制qt、fs、u2、Rf、Bq、Ic隨深度的變化曲線。

7成果應用7.1土層劃分與工程分類7.1.1土層劃分應符合下列規(guī)定：1采用海洋靜力觸探測試參數進行土層劃分與工程分類，宜結合鉆探資料或當地經驗確定。2土層分層界面位置的確定，應符合下列規(guī)定：1)u2和Bq曲線的突變點位置，應確定為土層界面。2)當上、下土層的錐尖阻力值相差1倍以上時，應將錐尖阻力超前深度和滯后深度的中點位置確定為土層界面；3)當上、下土層錐尖阻力值相差不超過1倍時，應結合Rf、fs值確定土層界面。7.1.2分層土的靜力觸探參數代表值的確定，應符合下列規(guī)定：1當分層厚度超過1m、且土質較均勻時，應先扣除其上部滯后深度和下部超前深度范圍的靜力觸探參數值，計算各土層觸探參數的平均值；2對分層厚度不足1m的土層，軟土層應取其最小值，其他土層應取較大值；3當分層的曲線幅值變化時，將其劃分為若干小層，按下式計算平均值；當分層曲線中遇到異常值時，應予剔除后計算平均值。（7.1.2）式中：——各孔壓靜力觸探參數層平均值(m)；——第i小層厚度(m)；——第i小層孔壓靜力觸探參數平均值(m)。7.1.3可采用表7.1.3和圖7.1.3按土類指數進行土的工程分類。圖7.1.3基于土類指數的土工程分類表7.1.3基于土類指數的土工程分類分區(qū)土分類名稱土類指數Ic1淤泥與淤泥質土或Ic>3.45或≤2黏土且2.9<Ic<3.4且3粉質黏土且2.65<Ic<2.90且4粉土且2.32<Ic<2.6且5粉-細砂1.87<Ic<2.326中-粗砂Ic<1.877.2土的物理力學指標7.2.1無黏性土指標確定應符合下列規(guī)定：1無黏性土的相對密實度，可按下式計算：（7.2.1-1）式中：Dr——相對密實度（%）；qc——實測錐尖阻力（kPa）；σ'v0——有效上覆應力（kPa）。2無黏性土的有效內摩擦角，可按下式計算：（7.2.1-2）式中：φ'——有效內摩擦角（°）；qc——實測錐尖阻力（kPa）；σ'v0——有效上覆應力（kPa）。7.2.2黏性土指標確定應符合下列規(guī)定：1黏性土的不排水抗剪強度Su可按下式計算：（7.2.2-1）式中：Su——不排水抗剪強度（kPa）；qt——經孔壓u2修正的錐尖阻力（kPa）；σv0——總上覆應力（kPa）；Nkt——經驗圓錐系數，具體根據地區(qū)經驗確定；若無地區(qū)經驗，取值范圍宜為11~19。2黏性土超固結比OCR可按下式計算：（7.2.2-2）式中：qt——經孔壓u2修正的錐尖阻力（kPa）；σv0——總上覆應力（kPa）；σ'v0——有效上覆應力（kPa）；ηo——經驗系數，具體根據地區(qū)經驗確定；若無地區(qū)經驗，取值范圍宜為0.36~0.46。3黏性土水平固結系數可根據孔壓消散試驗結果，并按下式計算：（7.2.2-3）式中：ch——水平向固結系數（cm2/s）；r——探頭半徑，10平方探頭取17.85mm，15平方探頭取21.85mm；Ir——剛度指數，；G0——小應變動剪切模量（MPa）；黏性土的小應變動剪切模量可按下式計算：（7.2.2-4）qt——經孔壓u2修正的錐尖阻力（kPa）；Bq——孔壓參數比，無量綱。Su——不排水抗剪強度（kPa）；t50——超孔壓消散達50%時對應的時間（s）；t*——相應于t50的時間因數，取值0.245。7.3土的液化判別7.3.1當實測計算比貫入阻力ps或實測計算錐尖阻力qc小于液化比貫入阻力臨界值pscr或液化錐尖阻力臨界值qccr時，應判別為液化土，并按下列公式進行計算：（7.3.1-1）（7.3.1-2）（7.3.1-3）式中：pscr、qccr——分別為飽和土靜力觸探液化比貫入阻力臨界值及錐尖阻力臨界值（Mpa）；ps0、qc0——分別為上覆非液化土層du=2.0m時，飽和土液化判別比貫入阻力和液化判別錐尖阻力基準值（MPa），可按表7.3.1-1取值；αu——上覆非液化土層厚度修正系數，對深基礎，取1.0；du——上覆非液化土層厚度（m），計算時應將淤泥和淤泥質土層厚度扣除；αp——與靜力觸探摩阻比有關的土性修正系數，可按表7.3.1-2取值。表7.3.1-1比貫入阻力和錐尖阻力基準值ps0、qc0抗震設防烈度789ps0/MPa5.0~6.011.5~13.018.0~20.0qc0/MPa4.6~5.510.5~11.816.4~18.2

表7.3.1-2土性修正系數αp值土類砂土粉土靜力觸探摩阻比RfRf≤0.40.4＜Rf≤0.9Rf＞0.9αp1.000.600.457.3.2基于修正的Seed簡化法進行地基土的液化判別時，當周期阻力比QUOTECRRCRR小于等效周期應力比CSR7.5QUOTECSR7.5，可判別為液化土，否則為非液化土。1等效周期應力比QUOTECSR7.5CSR7.5，可按下列公式計算：QUOTECSR7.5=0.65σv0σv0'a當z≤9.15m時，=1.000-0.00765zQUOTEγd=1.000-0.00765z（7.3.2-2）當9.15<z≤23mQUOTE9.15<z≤23m時，=1.174-0.0267z（7.3.2-3）QUOTEMSF=102.24M2.56（7.3.2式中、——地基土總上覆應力和有效上覆應力（kPa）；——地震動峰值加速度（QUOTEms2m/s2）；g——重力加速度，g=9.8m/s2；——應力折減系數；QUOTEMSFMSF——震級比例系數；z——計算點所處的深度（m）；M——地震震級，可根據里氏震級（ML）按表7.3.2-1取值：里氏震級根據地震安全評價和工程的重要性，取周邊150km或200km范圍內歷史上發(fā)生地震的最大震級。表7.3.2地震震級取值里氏震級（ML）<6.206.406.606.807.007.20≥7.40地震震級（M）ML6.526.877.257.668.2410.002周期阻力比CRR采用孔壓靜力觸探（CPTU）結果計算CRR的方法如下：考慮細粒含量對錐尖阻力的影響，按下式計算等效純凈砂歸一化錐尖阻力QUOTEQtncs：（7.3.2-5）式中——等效純凈砂歸一化錐尖阻力；——歸一化錐尖阻力；——細粒含量修正系數，當Ic≤1.64時，取Kc=1.0；當1.64<Ic<2.50時，Kc=-0.403Ic4+5.58Ic3-21.63Ic2+33.75Ic-17.88；QUOTEKc=-0.403Ic4+5.58Ic3-21.63Ic2+33.75Ic-17.88當1.64<Ic<2.36且Fr<0.5%時，取Kc=1.0；當2.50<Ic<2.70時，Kc=6×10-7Ic16.76按下列諸式計算周期阻力比CRR：當Ic<2.7且50<≤160時，（7.3.2-6）當Ic<2.7且≤50時，QUOTECRR=0.833Qtncs1000+0.05（7.3.2-7）當Ic≥2.7QUOTEIc≥2.7時，QUOTECRR=0.0477Qtncs（7.3.2-8）7.4單樁豎向承載力計算7.4.1預制樁的單樁豎向極限承載力，可按下式計算： (7.4.1)式中：Qu——單樁豎向極限承載力（kN）；qp——單位樁端極限阻力（kPa）；Ap——樁端橫截面積（m2）；D——樁徑（m）；fpi——第i層土的單位樁側極限摩阻力（kPa）；di——樁身穿過的第i層土的厚度（m）。7.4.2預制樁的單位樁端極限阻力qp，可按下式計算：