1、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) 100.2 63.50.5 1201 落距(cm) 502 762 1002 直径(mm) 40 74 74 锥角() 60 60 60 探杆直径(mm) 25 42 5060 深度(cm) 30 10 10 锤数 N10 N63.5 N120 (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
2、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
3、贯入10cm,转动探杆一圈。(e)当N10100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) 15 20 25 30 fa(Kpa) 105 145 190 230 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
4、与N10的关系N10(击/30cm) 10 20 30 40 fa(Kpa) 85 115 135 160 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) 1520 1825 2330 2735 3240 3550 fa(Kpa) 4070 6090 80120 100150 130180 150200 空隙比e 1.251.15 1.201.10 1.151.00 1.050.90 0.950.80 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
5、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:0=(0.8N10-2)9.8 (Kpa) 砂性土:0=8.4N10-20 (Kpa) 式中:0-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 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 -19.6 -11.8 -3.9 3.9 11.8 19.6
6、27.4 35.3 43.1 51.0 10 58.8 66.6 74.5 82.3 90.2 98.0 105.8 113.7 121.5 129.4 20 137.2 145.0 152.9 160.7 168.6 176.4 184.2 192.1 199.9 207.8 30 215.6 223.4 231.3 239.1 247.0 254.8 262.6 270.5 278.3 286.2 40 294.0 301.8 309.7 317.5 325.4 333.2 341.0 348.9 356.7 364.6 50 372.4 380.2 388.1 395.9 403.8 4
7、11.6 419.4 427.3 435.1 443.0 60 450.8 458.6 466.5 474.3 482.2 490.0 497.8 505.7 513.5 521.4 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 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 -20.0 -11.6 -3.2 5.2 13.6 22.0 30.4 38.8 47.2 55.6 10 64.0 72.4 80.8 89.2 97.6 106.0 114.4 122.8 131.2 139.6 20 148.0 15
8、6.4 164.8 173.2 181.6 190.0 198.4 206.8 215.2 223.6 30 232.0 240.4 248.8 257.2 265.6 274.0 282.4 290.8 299.2 307.6 40 316.0 324.4 332.8 341.2 349.6 358.0 366.4 374.8 383.2 391.6 50 400.0 408.4 416.8 425.2 433.6 442.0 450.4 458.8 467.2 475.6 60 484.0 492.4 500.8 509.2 517.6 526.0 534.4 542.8 551.2 55
9、9.6(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
10、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.。550,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。.5aN63。.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=1.1N63.51.0(d) 绘制重型动探击数N63.5与深度h的关
11、系曲线。表3-37 动探杆长度校正系数5 10 15 20 25 30 35 40 50 2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 4 0.96 0.95 0.93 0.92 0.90 0.98 0.87 0.86 0.84 6 0.93 0.90 0.88 0.85 0.83 0.81 0.79 0.78 0.75 8 0.90 0.86 0.83 0.80 0.77 0.75 0.73 0.71 0.67 10 0.88 0.83 0.79 0.75 0.72 0.69 0.67 0.64 0.61 12 0.85 0.79 0.75 0.70 0.67 0.64
12、 0.61 0.59 0.55 14 0.82 0.76 0.71 0.66 0.62 0.58 0.56 0.53 0.50 16 0.79 0.73 0.67 0.62 0.57 0.54 0.51 0.48 0.45 18 0.77 0.70 0.63 0.57 0.53 0.49 0.46 0.43 0.40 20 0.75 0.67 0.59 0.53 0.48 0.44 0.41 0.49 0.36 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.
13、5 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 碎石土fa(Kpa) 140 170 200 240 280 320 360 400 470 540 600 660 720 850 930 970 1000 中、粗、砾砂fa(Kpa) 120 150 180 220 260 300 340 380 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。.5 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 fa(Kpa) 60 90 120 150 180 210
14、240 265 290 320 350 375 400 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。.5 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 35 40 E0(Mpa) 10 12 14 16 18.5 21 23.5 26 30 34 37.5 41 44.5 48 51 54 56.5 59 62 64 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-
15、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 5 5N63。.510 10N63。.520 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 58 稍密 0.650.50 810 中密 0.500.45 10 密实 0.45 5 松散 0.80 56.5 稍密 0.800.70 6.59
16、.5 中密 0.700.60 9.5 密实 0.60 5 松散 0.90 56 稍密 0.900.80 69 中密 0.800.70 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
17、. 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
18、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762cm,先记录贯入15cm的预打击数,然
19、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=NN式中:N修正后的标贯击数(击/30cm)N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 = CN N式中CN-自重压力
20、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=151/2(N15)表3-43 标贯试验杆长修正系数N探杆长度(m) 3 6 9 12 15 18 21 N 1.00 0.92 0.86 0.81 0.77 0.73 0.70 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(
21、表3-44、表3-45):表3-4 4 砂土承载力特征值fa(Kpa)与N的关系N(击/30cm) 10 15 30 50 中、粗砂 180 250 340 500 粉、细砂 140 180 250 340 表3-45 粘性土承载力特征值fa(Kpa)与N的关系N(击/30cm) 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 fa(Kpa) 105 145 190 235 280 325 370 430 515 600 680 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3-46 E0(Mpa)或
22、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=1.04 N+4.89 中南、华东地区粘土 西南综合勘察院 Es=0.276 N+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、内摩擦角与N(手)的关系N 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 25 29 31 c(Kpa) 17 36 49 59 66 72 78 83 87 91 98 10
23、3 107 (度) 17.7 19.8 21.2 22.2 23.0 23.8 24.3 24.8 25.3 25.7 26.4 27.0 27.3 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+1.12 N(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 N10 松散 10N15 稍密 15N30 中密 N30 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-
24、49 粘性土的液性指数IL与N的关系N 2 2-4 4-7 7-18 18-35 35 IL 1 1-0.75 0.75-0.50 0.50-0.25 0.25-0 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 324.4 N 2.03 N 粉土、粉砂及泥炭土 171.2 N 4.28 N 可塑状态粘土 74.9 N 5.35 N 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=No0.9+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);c饱和土的粘粒含量百分率(%),当c3时,取c=3。
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