静探技术交流材料文档格式.docx
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1.5
测记录仪器
二、
现场操作
5
2.1准备工作
2.2现场操作要点
三、
资料整理
7
四、
数据应用
8
4.1划分土层界线
4.1.1土层划分方法
4.1.2分层中的超前和滞后现象
11
4.2确定地基的承载力
概述
静力触探试验（staticconepenetrationtest，简称静探CPT），是利用静力以一恒定的贯入速率将圆锥探头通过一系列探杆压入土中，根据测得的探头贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的原位试验。
适用于：
软土、粘性土、粉土、（饱和）砂土和含少量碎石的土。
优点：
（1）测试连续、快速，效率高，功能多，兼有勘探与测试的双重作用；
（2）采用电测技术后，易于实现测试过程的自动化，测试成果可由计算机自动处理，大大减轻了人的工作强度。
缺点：
（1）贯入机理不清，无数理模型；
（2）对碎石类土和密实砂土难以贯入，也不能直接观测土层。
在地质勘探工作中，静力触探常和钻探取样联合运用。
一、仪器设备
静力触探设备包括：
加压系统（贯入系统、探杆）和量测系统（探头、电缆、量测记录仪表）。
1.1贯入系统
包括触探主机与反力装置，触探机借助反力装置提供的反向压力把探头和探杆匀速压入土中（压入速率宜为1.2~1.5m/分）。
触探主机按传动方式不同可分为机械式和液压式。
液压式贯入力大；
而机械式贯入力一般小于5t，比较轻便，便于人工搬运。
液压式一般用车装，如静力触探车贯入力一般大于10t，贯入深度大、效率高、劳动强度低，适用于交通方便的地区。
按贯入力大小可分为：
轻型（2~3t）、中型（5~10t）和重型（15~20t）。
反力装置的作用是固定触探主机，提供探头在贯入过程中所需的反力，一般是采用地锚作为反力装置。
图1 液压式静力触探机作业现场照片
图2 机械式静力触探机作业现场照片
1.2探杆
探杆用高强度钢材制成，每根1m长，直径略小于探头直径。
图3 静力触探钻杆照片
1.3探头
探头是静力触探仪测量贯入阻力的关键部件，有严格的规格与质量要求。
一般分圆锥形的端部和其后的圆柱形摩擦筒两部分，其尺寸见表1。
目前国内外使用的探头可分为三种形式：
单桥静力触探：
测定比贯入阻力（Ps）
双桥静力触探：
测定锥尖阻力（qc）和侧壁摩阻力（fs）
孔压静力触探（CPTU）：
测定锥尖阻力（qc）和探头贯入时土中的孔隙水压力（u）
表1 单桥、双桥及孔压探头的外形规格
锥头截面积A（cm2）
探头直径D（mm）
锥角θ（°
）
单桥探头
双桥及孔压探头
有效侧壁长度（mm）
摩擦筒长度（mm）
摩擦筒侧面积（cm2）
10
35.7±
0.18
60±
1
57
133.7
150
15
43.7±
0.22
70
218.5
300
20
50.4±
0.25
81
189.5
锥头底面积越大，锥头所能承受的抗压强度越高，探头不易受损，但所需贯入压力越大；
锥头底面积越小，所需贯入压力越小。
在同一测试工程中，宜使用统一规格的探头，以便比较。
图4 单桥（下）、双桥（上）探头照片
1.4电缆
电缆作用是连接探头和量测记录仪表。
一般使用四芯和八芯屏蔽电缆，具有防水性和绝缘性，直径比探杆接头内直径小。
1.5测记录仪器
测量与记录显示装置一般可分为两种，电阻应变仪和可实现自动记录的静探微机，前者间断测记、人工绘图；
后者可连续测记，计算机绘图和处理数据。
目前普遍采用静探微机，其具有操作简便、处理数据效率高、精度高的特点。
图5 整套静力触探测量系统
二、现场操作
2.1准备工作
（1）静力触探头的选择与标定
.应根据土层性质和预估静力触探贯入阻力，选择大小合适的静力触探头。
一般机械式静探主机采用小型探头，液压式静探主机采用中、大型探头。
.静力触探头在使用前，必须进行标定，以取得各传感器率定系数。
静力触探头一般每三个月标定一次。
当在规定期限内发现异常情况时，应重新标定。
（2）触探杆、探头、电缆的检查
探杆应平直无损伤，丝口处应无滑丝现象。
锥尖、顶柱和摩擦筒滑动应灵活；
如滑动不灵活，将其拆下擦洗上油或者换新。
电缆外表应无损坏，如有轻微损伤，可用防水胶涂上，并且用防水胶布包好。
将电缆按探杆连接顺序各节穿入，探杆根数要满足所测地层的最大深度，电缆线要比探杆总长度长5~6米。
然后将探头通过电缆与测量仪表联接好。
（3）平整场地和安装静力触探机
.孔位应避开地下电缆、管线及其它地下设备。
.当拟定孔位处地面不平整时，应先平整场地，并根据勘察深度和表层土的性质，确定地锚的个数和排列形式。
.静力触探机安装要平稳，应与下入土中的地锚牢固连接。
（4）其它准备工作
在测试前应了解以下情况：
1）工程的类型、名称、孔位分布以及孔深要求。
2）调查了解现场或附近已有的勘探资料，初步了解现场地层情况。
地表有无杂物及地下设施，以及它的确切位置，有无高压线、强磁场。
2.2现场操作要点
（1）安装触探主机和反力系统，利用水平尺调平机座，使钻杆与地面垂直，触探机与反力系统衔接、固定。
（2）探头、电缆、记录仪器的接插调试要正确，连接方法应跟率定时一致。
（3）触探机的贯入速率应控制在1.2m/min左右，手把转速应均匀。
液压式静探仪一般在液压系统中设置了固定的贯入速率。
（4）使用单桥或双桥探头时，应在贯入地面以下0.5~1.0m后，待探头温度与土的温度一致后。
上提5~10cm（处于不受力状态）记录零读数或调零；
即可正式贯入。
以后每贯入2m提升探头5~10cm，并记录探头归零读数。
终孔起拔时和探头拔出地面后，应记录归零读数。
（5）贯入过程中应随时检查地锚的紧固情况，发现松动应及时调整或停止贯入。
（6）在贯入过程中出现以下任何一项情况时，应停止贯入，应在记录表上标明：
.反力装置失效；
.贯入时探杆明显弯曲；
.探头达到额定荷载时；
.记录仪器显示异常。
（7）安装深度转换器时，应保证导轮工作正常；
当深度转换器引起的孔深误差超过1%时，应查明原因予以更换。
（8）数据记录内容
i.记录工程名称、桩号、孔号、作业日期等基本信息。
ii.记录时，应每贯入10cm记录读数一次。
iii.在收工前测量触探孔内的地下水位。
iv.使用双桥探头时，贯入第一个10cm时只记qc；
从第2个10cm开始，才同时记录qc和fs。
（9）其它注意事项
i.将探头拔出地面后，对探头应进行检查、清理。
ii.触探孔应避开地下设施（地下电缆、涵管等）。
iii.工作现场应尽量避开高压线，变压器，以保证人身安全和仪表正常工作。
iv.精心保护好仪器，采取防雨、防潮、防震措施。
仪器不用时，应定期开启仪器，并使其工作半小时以上。
v.保护好探头，严禁摔打探头；
避免探头暴晒、受冻；
不许用电缆代拉探杆；
装卸探头时，只可转动探杆，不可转动探头，接杆时，必须要拧紧，以防止孔斜，以及在起拨时掉杆。
vi.在整个测试过程中，各操作人员应互相配合，认真作业，以免发生人身、仪器意外事故。
三、资料整理
资料整理包括深度修正、归零修正，触探参数的计算，绘制静力触探曲线，场地内各土层静探参数计算值确定。
（1）深度修正可以按下式计算：
H=nL+h-ΔL
式中：
H—探头实际贯入深度（m）
L—每根探杆长度（m）
n—压入土中的探杆根数
h—探头长度（m）
ΔL—未压入土的探杆长度（m）
（2）归零修正
对各传感器的输出值按归零检查的深度间隔以线性内插法加以修正。
各深度的测试读数可用以下公式修正：
X′=X-ΔX
X′—某深度读数的修正值
X—该深度的读数
ΔX—相应深度的零漂值
（3）触探参数的计算：
各深度的触探力学指标可以按下面的公式计算：
P=K*X′
Rf=（fs/qc）×
100
P—各触探参数代号（kPa），分别为单桥静力触探比贯入阻力ps、双桥静力触探锥尖阻力qc和侧摩阻力fs；
Rf—摩阻比（%）。
（4）绘制静力触探曲线：
应绘制ps—h或qc—h；
fs—h和Rf—h曲线。
以深度为纵轴，比例尺一般为1∶100或1∶200；
Ps、qc比例尺：
1cm代表1000kPa；
fs比例尺：
1cm代表10kPa；
Rf比例尺：
1cm代表1%。
（5）场地内各土层静探参数计算值确定
当土质均匀、测试数据离散度较小时，应根据各触探孔穿越该层的厚度，采用厚度加权平均法按下式计算场地各土层的静探参数：
式中
（或
、
）——场地各土层贯入阻力（kPa）；
——第i孔穿越该层的厚度（m）；
）第i孔中该层的单孔贯入阻力（kPa）。
当土质不均、测试数据离散度较大时，可分别按下两式计算其最大平均值或最小平均值：
四、数据应用
4.1划分土层界线
4.1.1土层划分方法
划分土层是静力触探的基本应用之一，根据锥尖阻力、侧摩阻力的分层称为力学分层，结合钻探取样资料或当地经验，可进一步将力学分层变为工程地质分层。
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