重型动力触探试验方式.docx
《重型动力触探试验方式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《重型动力触探试验方式.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![重型动力触探试验方式.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-7/11/c8aebe92-7403-4c87-859a-638d401b8887/c8aebe92-7403-4c87-859a-638d401b88871.gif)
重型动力触探试验方式
3.2.6.4动力触探试验
圆锥动力触探适用于强风化、全风化的硬质岩石,各种软质岩石及各类土。
根据锤击能量可按表3-33分为轻型、重型和超重型三种。
表3-33圆锥动力触探类型
类型轻型重型超重型
锤的质量(kg)10±0.263.5±0.5120±1
落距(cm)50±276±2100±2
直径(mm)407474
锥角(°)606060
探杆直径(mm)254250~60
深度(cm)301010
锤数N10N63.5N120
(1)轻型动力触探(N10)试验:
适用于深度小于4m的一般粘性土、粘性素填土和砂土层。
A.试验设备:
轻型动力触探设备主要由圆锥探头、触探杆、穿心落锤三部分组成(图3-6),落锤升降由人工操纵。
图3-6轻型动力触探试验设备示意图
1.穿心杆2.穿心锤3.锤垫4.触探杆5.探头
B.试验步骤:
(a)探头贯入土层之前,先在触探杆上标出从锥尖起向上每30cm的位置。
(b)一人将触探杆垂直扶正,另一人将10Kg穿心锤从锤垫顶面以上50cm处自由落体放下,锤击速度以每分钟15-30击为宜。
(c)记录每贯入土层30cm的锤击数N10′(击/30cm)。
(d)为避免因土对触探杆的侧壁摩檫而消耗部分锤击能量,应采用分段触探的办法,即贯入一段距离后,将锥尖向上拔,使探孔壁扩径,再将锥尖打入原位置,继续试验。
或每贯入10cm,转动探杆一圈。
(e)当N10′>100或贯入15cm锤击数超过50时,可停止试验。
C.资料整理:
(a)轻型动力触探由于贯入深度浅,可不作杆长修正,即N10′=N10。
(b)绘制轻型动力触探击数N10与深度h的关系曲线(图3-7)。
图3-7轻型动力触探击数N10与深度h的关系曲线
D.试验成果的应用:
确定地基承载力特征值fa,见表3-34、3-35及3-36。
表3-34一般粘性土承载力特征值fa与N10的关系
N10(击/30cm)15202530
fa(Kpa)105145190230
注:
本表引自《建筑地基基础规范》(GBJ7-89)
表3-35素填土承载力特征值fa与N10的关系
N10(击/30cm)10203040
fa(Kpa)85115135160
注:
本表引自《铁路动力触探技术规范》(TBJ18-87)
表3-36含少量杂质的素填土承载力特征值fa与N10的关系
N10(击/30cm)15~2018~2523~3027~3532~4035~50
fa(Kpa)40~7060~9080~120100~150130~180150~200
空隙比e1.25~1.151.20~1.101.15~1.001.05~0.900.95~0.80<0.80
本表引自西安市资料.
一、地基承载力
1、挡墙基础:
每侧每10延米至少检测2个点,必要时可根据需要增加检测点。
2、桥涵基础:
每桥台至少检测6点,必要时可根据需要增加检测点。
二、地基承载力的计算(当用轻型触探仪检测时)
1、轻型触探仪(锤重10kg)检测地基承载力可按下列经验公式计算:
粘性土:
σ0=(0.8N10-2)×9.8(Kpa)
砂性土:
σ0=8.4N10-20(Kpa)
式中:
σ0-实测地基承载力;
N10-锤重为10kg时的锤击数;
2、轻型触探仪(锤重10kg)检测地基承载力也可按经验公式查表:
地基承载力换算表(适用于粘性土)
地基承载力换算表(适用于粘性土)
锤击数0123456789
0-19.6-11.8-3.93.911.819.627.435.343.151.0
1058.866.674.582.390.298.0105.8113.7121.5129.4
20137.2145.0152.9160.7168.6176.4184.2192.1199.9207.8
30215.6223.4231.3239.1247.0254.8262.6270.5278.3286.2
40294.0301.8309.7317.5325.4333.2341.0348.9356.7364.6
50372.4380.2388.1395.9403.8411.6419.4427.3435.1443.0
60450.8458.6466.5474.3482.2490.0497.8505.7513.5521.4
注:
根据锤击次数在表中纵向加横向相交处即为实测承载力(Kpa),如36次为262.6Kpa
地基承载力换算表(适用于砂性土)
锤击数0123456789
0-20.0-11.6-3.25.213.622.030.438.847.255.6
1064.072.480.889.297.6106.0114.4122.8131.2139.6
20148.0156.4164.8173.2181.6190.0198.4206.8215.2223.6
30232.0240.4248.8257.2265.6274.0282.4290.8299.2307.6
40316.0324.4332.8341.2349.6358.0366.4374.8383.2391.6
50400.0408.4416.8425.2433.6442.0450.4458.8467.2475.6
60484.0492.4500.8509.2517.6526.0534.4542.8551.2559.6
(2)重型动力触探(N63.5)试验:
主要用于碎石土、砂土及一般粘性土。
A.试验设备:
重型动力触探试验的设备主要由触探头、触探杆及穿心锤三部分组成(可参见图2-3)。
落锤升降由钻机操纵
B.试验步骤:
(a)探头贯入土层之前,先测出锥尖到锤垫底面之间长度,即触探杆长度。
(b)待锤尖打入到预测位置时,从触探杆上标出,从地面向上每10cm的位置。
(c)穿心锤自由落距76cm,记录每贯入土层10cm的锤击数N63。
.5′。
锤击速率宜为15-30击/min。
(d)每加上一根触杆时,需记录所加杆的长度,重新统计触探杆长度。
(e)若土质较松软、探头贯入速度较快时,亦可记录锤击5次的贯入深度。
(f)对触探杆侧壁摩擦影响较大的土层,可考虑采用分段触探的办法。
(参见轻型动探相关内容)。
(g)如N63.。
5′>50,连续三次,可停止试验。
C.资料整理:
(a)触探杆长度的校正:
当触探杆长度大于2m时,需按下式校正:
N63。
.5=a·N63。
.5′
式中:
N63。
.5—修正后的重型动探击数
a--为触探杆长度校正系数,查表3-37。
(b)触探杆侧壁摩擦影响的校正:
对于砂土和松散-中密的圆砾、卵石层触探深度在15m内,一般可不考虑侧壁摩擦的影响。
(c)地下水影响的校正:
对于地下水位以下的中、粗、砾砂和圆砾、卵石,锤击数(N63.5)可按下式修正:
N63.5=1.1N’63.5+1.0
(d)绘制重型动探击数N63.5与深度h的关系曲线。
表3-37动探杆长度校正系数α
510152025303540≥50
≤21.01.01.01.01.01.01.01.0
40.960.950.930.920.900.980.870.860.84
60.930.900.880.850.830.810.790.780.75
80.900.860.830.800.770.750.730.710.67
100.880.830.790.750.720.690.670.640.61
120.850.790.750.700.670.640.610.590.55
140.820.760.710.660.620.580.560.530.50
160.790.730.670.620.570.540.510.480.45
180.770.700.630.570.530.490.460.430.40
200.750.670.590.530.480.440.410.490.36
注:
l为杆长。
D.试验成果的应用:
(a)确定地基土承载力特征值fa(原规范为标准值fk)(表3-38,3-39):
表3-38碎石土、砂土地基承载力特征值fa与N63.5关系
N63.5345678910121416182025303540
碎石土fa(Kpa)1401702002402803203604004705406006607208509309701000
中、粗、砾砂fa(Kpa)120150180220260300340380
注:
本表引自《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
表3-39粘性土、粉土N63。
.5与承载力特征值fa的关系
N63。
.511.523456789101112
fa(Kpa)6090120150180210240265290320350375400
状态流塑软塑可塑硬塑—坚硬
注:
本表引自广东省建筑设计研究院
(b)确定地基土的变形模量E0(表3-40):
表3-40圆砾、卵石土的变形模量E0与N63。
.5击数平均值的关系
N63。
.5345678910121416182022242628303540
E0(Mpa)1012141618.52123.526303437.54144.548515456.5596264
注:
本表引自铁道部第二勘测设计院(1988年)
(c)确定地基土(碎石土)的密实度(表3-41)及地基土(砂土)的密实度(表3-42):
表3-41碎石土密实度与N63。
.5平均值的关系
N63。
.5≤55<N63。
.5≤1010<N63。
.5≤20>20
密实度松散稍密中密密实
注:
本表引自《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),本表适用于平均粒径小于等于50mm,且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。
表3-42砂土密实度与N63。
.5平均值的关系
砂土N63。
.5砂土密实度孔隙比
<5松散>0.65
5—8稍密0.65—0.50
8—10中密0.50—0.45
>10密实<0.45
<5松散>0.80
5—6.5稍密0.80—0.70
6.5—9.5中密0.70—0.60
>9.5密实<0.60
<5松散>0.90
5—6稍密0.90—0.80
6—9中密0.80—0.70
>9密实<0.70
注:
N63.5系指因杆长影响校正而未经地下水影响校正的锤击数。
本表引自《工程地质手册》第三版表3-2-13。
E.记录格式:
动力触探记录表
工程名称地点动探类型
钻孔编号钻孔标高地下水位
深度
(m)杆长
(m)实测
击数
(击)修正
系数修正击数
N深度
(m)杆长
(m)实测
击数
(击)修正
系数修正击数
N
0.0
.1.1
.2.2
.3.3
.4.4
.5.5
.6.6
.7.7
.8.8
.9.9
时间:
校核:
记录:
3.2.6.5标准贯入试验
标准贯入试验适用于砂土、粉土及一般粘性土。
标准贯入实际上是一种特殊的动力触探试验,适用于砂土、粉土、一般粘性土及强风化岩等。
该试验用质量为63.5kg的穿心锤,以76cm的自由落距,将一定规格的标准贯入器预先打入土中0.15cm,然后再打入0.30cm,记录0.30cm的锤击数,称为标准贯入击数(N)。
标准贯入试验的工程目的是:
(a)划分土层类别、采集扰动试样;
(b)判断砂土的密实度或粘性土及粉土的稠度;
(c)估测土的强度及变形指标、确定地基土的承载力;
(d)评价砂土及粉土的振动液化;
(e)估算单桩承载力及沉桩可能性;
(f)检验地基加固处理质量。
(1)试验设备:
标准贯入试验由触探头(又称贯入器、对开式管筒)、锤垫及导向杆、落锤(质量为63.5kg的穿心锤)三部分组成(图3-8)。
落锤距离由自动脱钩装置控制。
图3-8标准贯入试验设备
1.穿心锤;2.锤垫;3.探杆;4.贯入器;5.出水孔;6.贯入器内壁;7.贯入器靴
(2)试验步骤:
(a)先用钻具钻至欲测土以上15cm。
且钻具拔出后孔底与孔壁应保证无软粘土等挤出堵塞钻孔。
(b)标贯探头入土之前,先测出探头靴口到锤垫底面之间的长度,及探杆长度。
(c)将探头压入欲测土表面,然后进行锤击,锤击速率为15-30击/min,锤击落距76±2cm,先记录贯入15cm的预打击数,然后记下再贯入30cm的标贯实测击数N′。
(d)若30cm内锤击数超过50,则停止试验。
(e)若需进行下一深度的贯入试验时,一般应隔1m后在进行。
(f)整个标贯过程中,孔壁不能有垮坍或孔壁上软粘土等挤出,造成探杆侧壁摩擦加大。
(g)拔出探入器,分开对开式管筒,取出筒内土样描述和试验。
(3)资料整理:
A.探杆长度校正:
当探杆长度大于3m时,需按下式修正
N=αN·N′
式中:
N—修正后的标贯击数(击/30cm)
αN—杆长修正系数,按表3-43确定
B.土的自重压力的影响:
(a)图表法:
锤击数、上覆土压力—砂土的相对密度。
(b)美国Peck得出砂土自重压力对标准贯入试验的影响为:
N=CNN’
式中CN--自重压力影响修正系数,查表取值。
(c)地下水影响的校正:
砂层的贯入击数N’大于15时,有效击数按下式校正:
N=15+1/2(N’-15)
表3-43标贯试验杆长修正系数αN
探杆长度(m)≤36912151821
αN1.000.920.860.810.770.730.70
注:
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)对杆长修正作以下说明:
我国一直用经过修正后的N值确定地基承载力,用不修正的N值判别液化和判别砂土密实度。
因此应按具体岩土工程问题,确定是否修正,且需在报告中说明。
(4)试验成果的应用:
(a)确定地基承载力特征值fa(表3-44、表3-45):
表3-44砂土承载力特征值fa(Kpa)与N的关系
N(击/30cm)10153050
中、粗砂180250340500
粉、细砂140180250340
表3-45粘性土承载力特征值fa(Kpa)与N的关系
N(击/30cm)357911131517192123
fa(Kpa)105145190235280325370430515600680
注:
表2-11、表2-12引自《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)
(b)确定地基土压缩模量Es及变形模量E0(表3-46):
表3-46E0(Mpa)或Es(Mpa)与N的关系
研究者关系式适用范围
湖北省水利电力勘察设计院E0=1.0658N+7.4306粘性土、粉土
冶金部武汉勘察公司Es=1.04N+4.89中南、华东地区粘土
西南综合勘察院Es=0.276N+10.22唐山粉、细砂(地下水位以下)
Schultze(德国)Es=0.49N+7.1细砂(地下水位以下)
(c)确定砂土的抗剪指标(表3-47):
表3-47砂土内聚力c、内摩擦角φ与N(手)的关系
N3579111315171921252931
c(Kpa)1736495966727883879198103107
φ(度)17.719.821.222.223.023.824.324.825.325.726.427.027.3
注:
此表引自冶金部武汉勘察公司。
N(手)是用手拉绳方式测得,与机械化自动落锤所得N(机)的关系式为:
N(手)=0.74+1.12N(机)
(d)判定砂土的密实度(表4-48):
表3-48标贯击数N与砂土的密实度的关系
标贯锤击数N(击/30cm)密实度
N≤10松散
10<N≤15稍密
15<N≤30中密
N≥30密实
注:
本表引自《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),表中N值未加修正。
(e)判定粘性土的稠密度状态(表3-49):
表3-49粘性土的液性指数IL与N的关系
N<22-44-77-1818-35>35
IL>11-0.750.75-0.500.50-0.250.25-0<0
稠密
状态流动软塑软可塑硬可塑硬塑坚硬
注:
此表引自冶金部武汉勘察公司。
(f)预估单桩竖向承载力(表30-5):
表3-50桩尖阻力Pp、桩侧阻力Pf与N的关系
土名Pp(Kpa)Pf(Kpa)
各种密度的砂土324.4N2.03N
粉土、粉砂及泥炭土171.2N4.28N
可塑状态粘土74.9N5.35N
注:
本表引自《工程地质手册第三版》Schmerfman提出。
(g)判别饱和砂土、粉土的液化:
《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)明确规定对饱和砂土、粉土液化判定应采用标贯试验,在地面以下15m深度范围内,当饱和砂土、粉土实测标贯击数N′(未经杆长修正)小于下式Ncr时,应判为可液化土。
Ncr=No×[0.9+0.1×(ds-dw)]
式中:
Ncr—饱和土液化临界标贯锤击数;
No—饱和土液化判别基准标贯锤击数,按表3-51选用;
ds—标贯试验深度(m);
dw—地下水位深度(m);
ρc—饱和土的粘粒含量百分率(%),当ρc<3时,取ρc=3。