钎探以及动力触探.docx

1、钎探以及动力触探钎探的主要机具：1、人工打钎采用2225mm的钢筋制成，钎头呈60度尖锥形状，钎长1.82.0m；2、机械打钎采用轻便触探器。钎探的间距与深度一般根据基槽的宽度来确定：基槽宽小于80cm，中心一排布置，间距1.5m，深度1.5m；基槽宽80200cm，两排交错布置，间距1.5m，深度1.5m；基槽宽大于200cm，梅花形布置，间距1.5m，深度2m；柱基，梅花形布置，间距1.52m，深度不小于1.5m且不浅于柱基短边。钎探完毕后，应采用中砂灌填钎探孔密实。钎探在片筏基础中应用比较广泛，主要是检查基坑土质的承载力是否均匀，避免有不均匀沉降产生！出现地基承载力不均匀就要进行地基加固

2、或者结构设计变更！ 一、基槽检验 1概述 基槽开挖后进行基槽检验，是建筑物施工第一阶段基槽开挖后的重要工序，也是一般岩土工程勘察工作最后一个环节。 基槽检验可用触探或其他有效方法，进行基槽检验的主要目的有两个：一是检验勘察成果是否符合实际。通常勘探孔的数量有限，基槽全面开挖后，地基持力层完全暴露出来，可以检验勘察成果与实际情况是否一致、勘察成果报告的结论与建议是否正确和切实町行；二是解决遗留和新发现的问题。当发现与勘察报告和设计文件不一致、或遇到异常情况时，应结合地质条件提出处理意见。 2基槽检验工作的内容 (1)验槽应首先核对基槽的施工位置。平面尺寸和槽底标高的容许误差，可视具体的工程情况和

3、基础类型确定。一般情况下，槽底标高的偏差应控制在o一50mm范围内；平面尺寸由设计中心线向两边量测，长、宽尺寸不应偏小；边坡不应偏陡。 验槽方法以使用袖珍贯人仪等简便易行的方法为主，必要时可在槽底普遍进行轻便钎探，当持力层下埋藏有下卧砂层而承压水头高于基底时，则不宜进行钎探，以免造成涌砂。当施工揭露的岩土条件与勘察报告有较大差别或者验槽人员认为必要时，可有针对性地进行补充勘察测试工作。 (2)熟悉勘察报告、拟建建筑物的类型和特点、基础设计图纸及环境监测资料。当遇有下列情况时，应作为验槽的重点： 1)持力土层的顶板标高有较大的起伏变化； 2)基础范围内存在两种以上不同成因类型的地层； 3)基础范

4、围内存在局部异常土质或洞穴、古井、老地基或古迹遗址； 4)基础范围内遇有断层破碎带、软弱岩脉或废河、湖、沟、坑等不良地质条件； 5)在雨期或冬期等不良气候条件下施工，基底土质可能受到影响。 (3)基槽检验报告是岩土工程的重要技术档案，应做到资料齐全，及时归档。 3，基槽检验常用方法 (1)表面检查验槽 1)根据槽壁土层分布情况走向，初步判明全部基底是否已挖至设计所要的土层； 2)检查槽底是否已挖至原(老)土，是否需继续下挖或进行处理； 3)检查整个槽底的颜色是否均匀一致；土的坚硬程度是否一样，有否局部过松软或过坚硬的部位；有否局部含水量异常，走上去有没有颤动的感觉。如有异常部位，应进行处理。

5、(2)钎探检查验槽 基坑挖好后，用锤把钢钎打人槽底的基土内，根据每打人一定深度的锤击次数，来判断地基土质情况。 1)对打人土层的锤击数做好记录，记录每打人土层30cm的锤击数。 2)钎孔布置和钎探深度：应根据地基土质的复杂情况和基槽宽度、形状而定。 3)钎探记录和结果分析：先绘制基槽平面图，在图上根据要求确定钎探点的平面位置，并依次编号制成钎探平面图。钎探时按钎探平面图标定的钎探点顺序进行。最后整理成钎探记录表。 全部钎探完后，逐层分析研究钎探记录，然后逐点进行比较，将锤击数显著过多或过少的钎孔在钎探平面图上做上记号，然后再在该部位进行重点检查，如有异常情况，要进行认真处理。 (3)洛阳铲钎探

6、验槽 根据建筑物所在地区的具体情况或设计要求，可对基坑以下的土质、古墓、洞穴用洛阳铲进行钎探检查。当地基为卵石或岩石基础时，打钎就可以不做了！挖完整平，直接请相关单位验槽就可以了！ 本章内容简介动力触探试验（英文缩写DPT）是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据每打入土中一定深度的锤击数（或以能量表示）来判定土的性质，并对土进行粗略的力学分层的一种原位测试方法。动力触探技术在国内外应用极为广泛，是一种主要的土的原位测试技术。动力触探设备简单且坚固耐用；操作及测试方法容易；适应性广，砂土、粉土、砾石土、软岩、强风化岩石及粘性土均可；快速、经济，能连续测试土层；有些动力触探测试（如标

7、准贯入），可同时取样观察描述。动力触探试验方法可以归为两大类，即圆锥动力触探试验和标准贯入试验。前者根据所用穿心锤的重量将其分为轻型、中型、重型及超重型动力触探试验。本章将从动力触探的测试原理、仪器设备、测试步骤、数据处理、影响因素和工程应用等方面对动力力触探方法作一详细的介绍。 动力触探测试的概念，动力触探测试技术的优缺点，动力触探测试实验方法两个类别（圆锥动力触探实验和标准贯入实验）的含义，两种动力触探测试法的实验设备和实验方法。重点：第二节概述中的动力触探测试原理，第六节中影响测试成果精度的主要因素，第八节标准贯入测试法的应用（120133页），尤其是地基土容许承载力基本值的经验公式、单

8、桩容许承载力的经验公式及确定粘性土稠度及C的经验公式。第三章 动力触探测试第一节 概述动力触探测试（DPT：dynamic penetration test）是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据每打入土中一定深度的锤击数（或以能量表示）来判定土的性质，并对土进行力学分层的一种原位测试方法。动力触探技术是一种主要的土的原位测试方法，在国内、外应用极为广泛，特别是在日本，几乎把动力触探技术当作一种万能土工勘测手段。动力触探技术具有的独特优点可简述如下：（1）设备简单，且坚固耐用；（2）操作及测试方法容易，一学就会；（3）适应性广，砂土、粉土、砾石土、软岩、强风化岩石及粘性土均可（如

9、CPT不适用的砾石土等，可选用DPT）；（4）快速，经济，能连续测试土层；（5）有些动力触探测试（如标准贯入），可同时取样，观察描述；（6）应用历史悠久，积累的经验丰富，如已分别建立了动力触探锤击数与土层力学性质之间的多种相关关系和图表，使用方便；在评价地基液化势方面的经验也得到了广泛应用。虽然动力触探测试方法很多，但可以归为两大类，即标准贯入测试和圆锥动力触探测试。后者根据所用穿心锤的重量将其分为轻型、重型及中型动力触探试验（参见常用的动力触探类型及规格表）。一般将圆锥动力触探测试简称动力触探或动探，将标准贯入测试简称标贯。穿心锤的锤重动能大，可击穿硬土；锤小动能小，可击穿软土，又能得到一定

10、锤击数，使测试精度提高。轻型适用于一般粘性土及素填土，特别适用于软土；重型适用于砂土及砾砂土；超重型适用于卵石、砾石类土。第二节 动力触探测试法的基本原理动力触探DPT的基本原理可以用能量平衡法来分析。动力触探能量平衡模型如图31所示。在一次锤击作用下的功能转换按能量守恒原理，其关系可写成： （31）图31DPT能量1导杆；2穿心锤3锤座；4探杆；5探头式中：穿心锤下落能量；锤与触探器碰撞时损失的能量；触探器弹性变形所消耗的能量；贯入时用于克服杆侧壁摩阻力所耗能量；由于土的塑性变形而消耗的能量；由于土的弹性变形而消耗的能量。各项能量的计算式参见教材107页（32）（36）式。考虑在动力触探测试

11、中，只能量测到土的永久变形，故将和弹性有关的变形略去，通过推导可得土的动贯入阻力为：（32）式中：e贯入度（mm），每击贯入的深度，S为每一阵击贯入深度（mm），n为相应的一阵击锤击数；M重锤质量；m触探器质量；A圆锥探头底面积（m2）第三节 动力触探测试法的仪器设备虽然各种动力触探试验设备的重量相差悬殊，但其仪器设备却大致相同（图32）。以目前应用的机械式动力触探为例，一般可分为六部分。1导向杆。2提引器（分内挂式和外挂式两种）：（1）内挂式提引器（提引器挂住重锤顶帽的内缘而提升），它是利用导杆缩径，使提引器内的活动装置（刚球、偏心轮或挂钩等）发生变位，完成挂锤、脱钩及自由下落的往复过程。（

12、2)外挂式提引器（提引器挂住重锤顶帽的外缘而提升），它是利用上提力完成挂锤，靠导杆顶端所设弹簧、锥套或凸块强制挂钩张开，重锤自由下落。80年代前采用手拉绳提锤、放锤；现在多采用自动脱钩式自动放锤。3穿心锤，钢质圆柱形，高径比1：11：2，中心圆孔直径比导杆外径大34mm。4锤座（包括钢砧与锤垫）。5探杆，轻型25mm；中型33.5mm；重型4250mm；超重型5063mm6探头，从国际上看，外形多为圆锥形，锥角广泛使用的是60和90两种。我国常用探头直径约5种，锥角基本上只有60一种。图32轻型动力触探仪（单位：mm）1穿心锤；2钢砧与锤垫；3触探杆；4圆锥探头；5导向杆 第四节 动力触探测试

13、法的程序和要求动力触探的测试方法，大同小异。SDl28-86规范对各种动力触探测试法分别作了规定。现将轻型、重型、超重型测试程序和要求分别叙述于下。1轻型动力触探动力触探试验 （1）先用轻便钻具钻至试验土层标高以上0.3m处，然后对所需试验土层连续进行触探。（2）试验时，穿心锤落距为（0.500.02）m，使其自由下落。记录每打入土层中0.30m时所需的锤击数（最初0.30m可以不记）。（3）若需描述土层情况时，可将触探杆拔出，取下探头，换钻头进行取样。（4）如遇密实坚硬土层，当贯入0.30m所需锤击数超过100击或贯入0.15m超过50击时，即可停止试验。如需对下卧土层进行试验时，可用钻具穿

14、透坚实土层后再贯入。（5）本试验一般用于贯入深度小于4m的土层。必要时，也可在贯入4m后，用钻具将孔掏清，再继续贯入2m。2重型动力触探（1）试验前将触探架安装平稳，使触探保持垂直地进行。垂直度的最大偏差不得超过2。触探杆应保持平直，连结牢固。（2）贯入时，应使穿心锤自由落下，落锤高度为（0.760.02）m。地面上的触探杆的高度不宜过高，以免倾斜与摆动太大。（3）锤击速率宜为每分钟1530击。打入过程应尽可能连续，所有超过5min的间断都应在记录中予以注明。（4）及时记录每贯入0.10m所需的锤击数。其方法可在触探杆上每0.1m划出标记。然后直接（或用仪器）记录锤击数；也可以记录每一阵击的贯

15、入度，然后再换算为每贯入0.1m所需的锤击数。最初贯入的m内可不记读数。（5）对于一般砂、圆砾和卵石，触探深度不宜超过1215m；超过该深度时，需考虑触探杆的侧壁摩阻影响。（6）每贯入0.1m所需锤击数连续三次超过50击时，即停止试验。如需对土层继续进行试验时，可改用超重型动力触探。（7）本试验也可在钻孔中分段进行，一般可先进行贯入，然后进行钻探，直至动力触探所测深度以上1m处，取出钻具将触探器放入孔内再进行贯入。3超重型动力触探（1）贯入时穿心锤自由下落，落距为（1.000.02）m。贯入深度一般不宜超过20m；超过此深度限值时，需考虑触探杆侧壁摩阻的影响。（2）其他步骤可参照重型动力触探进

16、行。 第五节 动力触探测试法的成果整理1检查核对现场记录在每个动探孔完成后，应在现场及时核对所记录的击数、尺寸是否有错漏，项目是否齐全；核对完毕后，必须在记录表下方签上记录者的名字和测试日期。2实测击数校正及统计分析（1）轻型动力触探：轻型动力触探不考虑杆长修正，根据每贯入30cm的实测击数绘制曲线图。根据每贯入30cm的锤击数对地基土进行力学分层，然后计算每层实测击数的算术平均值。 （311）式中：实测击数（击30cm）；击数平均值（击30cm）；n参加统计的测点数。（2）中型动力触探：在工业与民用建筑工程地质勘察规范（TJ2177）附录三中规定：贯入时，应记录一阵击的贯入量及相应锤击数（一

17、般粘性土，2030cm为一阵击；软土，35击为一阵击），并按（312）式换算为每贯入10cm的实测击数后，再按（313）式进行杆长击数校正。 （3一l2）式中：N28相当于贯入10cm时的实测锤击数（击10cm）；n每阵击的锤击数；S每阵击时相应的贯入量（cm）。 （313）式中：校正后的击数（击10cm）；杆长校正系数，见表32；N28实测击数（击10cm）。表32中型动力触探杆长校正系数 1 2 3 4 5 6 8 10 12 15 1.00 0.96 0.90 0.85 0.83 0.81 0.78 0.76 0.75 0.74 注：为探杆长度（m）。（3）重型、超重型动力触探：铁路动力

18、触探技术规定（TBJ8-87）中规定，实测击数应按杆长校正。重型（）动力触探的实测击数，按下式进行校正： （314）式中：校正后的击数（击10cm）；杆长击数校正系数，查表3-3；实测击数（击10cm）。表33杆长击数校正系数口注：为探杆总长度（m）；本表可以内插取值。超重型（）动力触探的实测击数，应先按公式（315）换算成相当于重型（）的实测击数，然后再按公式（314）进行杆长击数校正。 （315）式中：相当于重型实测击数（击10cm）；超重型实测击数（击10cm）。中国西南建筑勘察院对杆长击数的校正：对超重型的实测击数，无须换算成的实测击数，可直接按（316）式及表34进行杆长击数校正。

19、（316）式中：校正后的击数（击10cm）；校正系数；实测击数（击10cm）。关于超重型（）的杆长修正问题，铁路规范与西南勘察院不同之处有两点：a铁路规范需将的实测击数换算成相当于的实测击数后再作杆长修正。西南勘察院则直接用的实测击数进行修正。表34杆长击数校正系数口注：2为探杆总长度。b铁路规范所用探杆直径为50mm，每延米重量为7.5kg，可与共用，并能在工作过程中互换重锤。西南勘探院所用探杆直径为60mm，每延米重量为11.4kg，工作过程中不能与进行重锤互换。除以上两点外，其他设备参数，二者基本相同。工业与民用建筑勘察规范的击数校正：工业与民用建筑工程地质勘察规范（TJ2177）对重型

20、触探的实测击数要求作如下校正：当杆长大于2m时，按下式校正击数：（317）式中：、分别为校正后击数和实测击数；杆长校正击数，查表35。表35重型触探杆长校正系数对地下水位以下的中、粗、砾砂和圆砾、卵石，锤击数尚应按下式进行校正： （318）式中，为经触探杆长度校正后的锤击数。3.绘制动力触探曲线图以杆长校正后的击数（）为横坐标，以贯入深度为纵坐标绘制曲线图。对轻型动力触探，按每贯入30cm的击数绘制（）曲线。图式可分为如下两种：（1）以每阵击贯入量按式（312）换算，然后绘制值随深度的分布曲线，如图34所示。（2）按每贯入10cm的实测击数，经杆长击数校正后，绘制其随深度的分布曲线，如图35所

21、示。图34按每阵击贯入量换算成的曲线 图35按每贯入10cm时的的曲线h贯入深度；临界深度；有效厚度 h贯入深度；临界深度；有效厚度动力触探原始数据的处理和曲线图的绘制，可用手工进行，也可用微机处理。GB5002194规范规定，动力触探测试成果分析应包括下列内容：（1）单孔动力触探应绘制动探击数与深度曲线或动贯入阻力与深度曲线，进行力学分层。（2）计算单孔分层动探指标平均值时，应剔除超前或滞后影响范围内及个别指标异常值。（3）当土质均匀，动探数据离散性不大时，可取各孔分层平均动探值，用厚度加权平均法计算场地分层平均动探值。（4）当动探数据离散性大时，宜采用多孔资料或与钻探资料及其它原位测试资料

22、综合分析。（5）根据动探指标和地区经验，确定砂土孔隙比、相对密度，粉土、粘性土状态，土的强度、变形参数，地基土承载力和单桩承载力等设计参数；评定场地均匀性，查明土坡、滑动面、层面，检验地基加固与改良效果。 第六节 影响动力触探测试成果精度的主要因素动力触探测试的设备和测试方法多种多样，影响其试验成果精度的因素很多，归结起来可以分为两大类，即土层及测试机理方面的影响和设备类型及测试方法的影响。1动力触探的有效锤击能量动力触探的锤击能量，即穿心锤重量（Q）与落距（H）的乘积。锤击能量，除了用于克服土对触探头的贯入阻力外，还消耗于锤与锤垫的碰撞、探杆的弹性变形、探杆与孔壁土的摩擦及人拉绳或钢丝绳对锤

23、自由下落的阻力等。用于克服土对触探头阻力的锤击能量为有效锤击能量，只占整个锤击能量的一部分。有效锤击能量的大小是影响动力触探成果N值的最主要因素。目前，最好的办法是在触探头或锤垫上安装测试能量的传感器，直接测定有效锤击能量，即所谓电测动力触探。由于影响有效锤击能量的因素较多，且影响程度时大时小，所以动力触探的锤击数含有较多误差，离散性大，再现性差。如果能够把有效锤击能量直接和锤击数建立起相关关系，则动力触探的试验精度将会大幅度提高。探头的单位动贯入阻力Rd和锤击数成正比关系（关系式如本课件式32所示），因此可以用探头的动贯入阻力作为动力触探的成果，评价土的工程性质。动力触探探头大小、穿心锤重量

24、等差别较大，可以用动贯入阻力将各种动探做归一化处理，即可相互通用。2动力触探测试设备和测试方法的标准化图36重型、超重型动力触探探头（单位：mm）目前，各国所用动力触探设备的种类很多，很不统一，只有少数国家对一种或几种动力触探设备和测试方法做了统一。在测试设备和测试方法的标准化方面，落锤技术比较关键，人力牵引的锤击数要小于自动落锤的锤击数。自动落锤的锤击数再现性好，结果可靠。当前，自动落锤装置在国内、外均受到重视。自动落锤不受绳索阻力的影响，锤击数再现性好，结果较可靠。但应注意的是，如采用人力牵引落锤，在应用人力牵引落锤的锤击数资料时，应予修正（参考人力牵引落锤与自动落锤的锤击数之间的关系）。

25、3动力触探设备贯入能力的影响动力触探设备贯入能力是由锤重、落距、探头截面积及形状等因素决定的。在实际勘测工作中，应根据不同勘察目的和地层，选用不同贯入能力的动力触探没备；否则，探测成果精度不佳。在软土地区勘察时，如果用重型动力触探设备，往往是锤击数小于1，精度很差；采用轻型动力触探，则效果好，具有较好的敏感性，能较好地反映软土强度的变化。在砾石层中，用重型或超重型动力触探效果较好。贯入能力不同，适宜的贯入深度也不同。一般认为，最佳的最大贯入深度，轻型动力触探为610m，重型为1425m，超重型为40m。4探杆长度的影响关于探杆长度的影响，世界各国看法很不一致。许多国家认为没有影响，探杆长度不必

26、进行校正。其原因是：随测试深度的增加，探杆重量增加，其影响是减少锤击数；但随着深度的增加，探杆和孔壁之间的摩擦力和土的侧向压力也增加了，其影响是增加锤击数。因此两者的影响可部分抵消，不必对探杆长度进行校正。只有我国和日本的个别规范规定，须对探杆长度进行校正。我国建筑地基基础没计规范GBJ789规定，标准贯入测试中钻（探）杆长度应在321m内，锤击数N应乘以校正系数（10.7），如表36所示。表36钻（探）杆长度校正系数值钻（探）杆长度（m） 3 6 9 12 15 18 21 1 0.92 0.86 0.81 0.77 0.73 0.70 通过标准贯入实测，发现真正传输给杆件系统的锤击能量有很

27、大差异，它受机具设备、钻杆接头的松紧、落锤方式、导向杆的摩擦及其他偶然因素等支配。国内对标准贯入测试锤击数的修正是通过对杆长的修正来实现的，其理论依据是牛顿碰撞理论。杆件系统质量不得超过锤重2倍，限制标准贯入测试深度小于21m；但实际使用深度已远超过21m，最大达l00m。通过实测杆件的锤击应力波，发现锤击传输给杆件的能量变化远大于杆长变化时能量的衰减，故建议不考虑杆长修正。但考虑到过去建立的N值与土的物理力学性质指标、承载力的经验关系，所用N值均经杆长修正，而抗震规范评定砂土、粉土液化时，对N值又不做修正。故在实际应用时，按具体岩土工程问题，参照有关规范考虑，是否做杆长修正。5钻进方式的影响

28、在标准贯入测试中，要在测试前钻孔，其钻进方式和质量对N值有较大影响。规定不允许冲击钻进，冲击钻进会使测试土层受压而使N值增大，因而必须采用回转钻进。在砂层中钻进必须采用泥浆护壁，以保持孔壁稳定；否则，测试时锤击探杆探头的震动很易使孔壁坍塌，产生埋钻事故。钻进时应注意：（1）须保持孔内水位高出地下水位一定高度，以免塌孔，保持孔底土处于平衡状态，不使孔底发生涌砂变松，影响N值；（2）下套管不要超过试验标高；（3）须缓慢地下放钻具，避免孔底土的扰动；（4）细心清除孔底浮土，孔底浮土应尽量少，其厚度不得大于10cm；（5）如钻进中需取样，则不应在锤击法取样后立刻做标贯，而应在继续钻进一定深度（可根据土层软硬程度而定）后再做标贯，以免人为增大N值。（6）钻孔直径不宜过大，以免加大锤击时探杆的晃动；钻孔直径过大时，可减少N至50，建议钻孔直径上限为100mm，以免影响N值。6土的深度（土的有效上覆压力）的影响随着贯入深度的增加，土的有效上覆压力和侧压力都会增加，都会增大贯入阻力，增大锤击数。很多人对此进行了研究，并对锤击数进行了深度影响校正。如在判定砂土振动液化时，常采用Seed等所建议的标贯击数深度影响修正公式： （324）式中：修正后的标准贯入击数； 实测的标准贯入击数； 修正系数；实测深度处土的有效上覆压力（kPa）。7探杆偏斜影响实践表明，触探杆的偏斜会增加探杆与孔壁的摩擦，减