标准贯入试验(图文)PPT课件

标准贯入试验 8 1 1标准贯入试验概念 将动力触探中的探头换成标准贯入器 然后按照标准锤重 标准落距 相当于施加了标准动能 按照标准施工流程 每击入土30cm 则动力触探试验就成为标准贯入试验 SPT standardpenetrationtest 标准贯入试验是用质量为63 5kg的穿心锤 以76cm的落距 将标准规格的贯入器 自钻孔底部预打15cm 记录再打入30cm的锤击数 判定土的力学特性 标准贯入试验仅适用于砂土 粉土和一般黏性土 不适用于软塑 流塑软土 8 1标准贯入试验概念 8 1 1标准贯入试验概念 8 1标准贯入试验概念 8 2 1 勘规 要求 岩土工程勘察规范 GB 50021 2001 第10 5 2条 标准贯入试验的设备应符合表10 5 2的规定 8 2标准贯入试验设备 标准贯入试验使用的仪器除贯入器外与重型动力触探的仪器相同 主要由标准贯入器 触探杆和穿心锤等组成 下图为标准贯入器示意图 8 2标准贯入试验设备 标准贯入器示意图1 贯入器靴 2 由两个半圆管合成的贯入器器身 3 出水孔 15 4 贯入器头 5 触探杆 8 2 2标准贯入试验设备 8 2标准贯入试验设备 8 2 2标准贯入试验设备 8 2标准贯入试验设备 8 2 2标准贯入试验设备 8 2标准贯入试验设备 8 2 2标准贯入试验设备 8 2标准贯入试验设备 8 2 2标准贯入试验设备 8 2标准贯入试验设备 8 2 2标准贯入试验设备 穿心锤 8 3 1 勘规 要求 岩土工程勘察规范 GB 50021 2001 第10 5 3条 标准贯入试验的试验技术要求应符合下列规定 1 标准贯入试验孔采用回转钻进 并保持孔内水位略高于地下水位 当孔壁不稳定时 可用泥浆护壁 钻至试验标高以上15cm处 清除孔底残土后再进行试验 2 采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击 并减小导向杆与锤间的摩阻力 避免锤击时的偏心和侧向晃动 保持贯入器 探杆 导向杆连接后的垂直度 锤击速率应小于30击 min 8 3标准贯入试验要点 8 3 1 勘规 要求 3 贯入器打入土中15cm后 开始记录每打入10cm的锤击数 累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N 当锤击数已达50击 而贯入深度未达30cm时 可记录50击的实际贯入深度 按下式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N 并终止试验 式中 S 50击时的贯入度 cm 8 3标准贯入试验要点 8 3 1 勘规 要求 勘规 第10 5 3条 关于标准贯入试验的技术要求 作如下说明 1 根据欧洲标准 锤击速度不应超过30击 min 2 宜采用回转钻进方法 以尽可能减少对孔底土的扰动 钻进时注意 1 保持孔内水位高出地下水位一定高度 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 要缓慢地下放钻具 避免孔底土的扰动 4 细心清孔 5 为防止涌砂或塌孔 可采用泥浆护壁 8 3标准贯入试验要点 8 3 1 勘规 要求 3 由于手拉绳牵引贯入试验时 绳索与滑轮的摩擦阻力及运转中绳索所引起的张力 消耗了一部分能量 减少了落锤的冲击能 使锤击数增加 而自动落锤完全克服了上述缺点 能比较真实地反映土的性状 据有关单位的试验 N值自动落锤为手拉落锤的0 8倍 为SR 30型钻机直接吊打时的0 6倍 据此 本规范规定采用自动落锤法 8 3标准贯入试验要点 8 3 1 勘规 要求 4 通过标贯实测 发现真正传输给杆件系统的锤击能量有很大差异 它受机具设备 钻杆接头的松紧 落锤方式 导向杆的摩擦 操作水平及其他偶然因素等支配 美国ASTM D4633 86制定了实测锤击的力 时间曲线 用应力波能量法分析 即计算第一压缩波应力波曲线积分可得传输杆件的能量 通过现场实测锤击应力波能量 可以对不同锤击能量的N值进行合理的修正 8 3标准贯入试验要点 1 先用钻具钻至试验土层标高以上0 15m处 以避免下层土扰动 然后清除孔底虚土 为防止孔中流砂或塌孔 常采用泥浆护壁或下套管 钻进方式宜采用回转钻进 2 贯入前 检查探杆与贯入器接头 不得松脱 然后将标准贯入器放入孔内 为避免冲击孔底 注意保持贯入器 钻杆 导向杆联接后的垂直度 以保证穿心锤中心施力 贯入器垂直打入 测定贯入器所在深度 要求残土厚度不大于0 1m 8 3标准贯入试验要点 8 3 2试验方法 一 试验方法 3 贯入时 穿心锤落距为0 76m 应采用自动落锤装置 使穿心锤自由下落 将贯入器以每分钟击打15 30次的频率 先打入土中0 15m 不计锤击数 然后开始记录每打入0 10m的锤击数 累计打入0 30m的锤击数为标准贯入击数N 并记录贯入深度与试验情况 若遇密实土层 锤击数超过50击 而贯入深度未达30cm时 不应强行打入 可记录50击的实际贯入深度 按前面公式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N 并终止试验 8 3标准贯入试验要点 8 3 2试验方法 4 旋转钻杆 然后提出贯入器 取贯入器中的土样进行鉴别 描述记录 并测量其长度 将需要保存的土样仔细包装 编号 以备试验之用 5 重复1 4步骤 进行下一深度的标贯测试 直至所需深度 一般每隔1m进行一次标贯试验 8 3标准贯入试验要点 8 3 2试验方法 钻孔时应注意下列各条 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 8 3标准贯入试验要点 8 3 2试验方法 二 注意事项 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 8 3标准贯入试验要点 8 3 2试验方法 标贯和圆锥动力触探测试方法的不同点 主要是不能连续贯入 每贯入0 45m必须提钻一次 然后换上钻头进行回转钻进至下一试验深度 重新开始试验 另外 标贯试验不宜在含有碎石的土层中进行 只宜用于粘性土 粉土和砂土中 以免损坏标贯器的管靴刃口 8 3标准贯入试验要点 8 3 2试验方法 三 标贯特点 岩土工程勘察规范 GB 50021 2001 第10 5 4条和10 5 5条 第10 5 4条 标准贯入试验成果N可直接标在工程地质剖面图上 也可绘制单孔标准贯入击数N与深度关系曲线或直方图 统计分层标贯击数平均值时 应剔除异常值 第10 5 5条 标准贯入试验锤击数N值 可对砂土 粉土 黏性土的物理状态 土的强度 变形参数 地基承载力 单桩承载力 砂土和粉土的液化 成桩的可能性等作出评价 应用N值时是否修正和如何修正 应根据建立统计关系时的具体情况确定 8 4标准贯入试验资料整理 8 4 1 勘规 要求 勘规 中第10 5 5条 关于标贯试验成果的修正问题的分析整理 作如下说明 1 国外对N值的传统修正包括 饱和粉细砂的修正 地下水位的修正 土的上覆压力修正等 国内长期以来并不考虑这些修正 而着重考虑杆长修正 杆长修正是依据牛顿碰撞理论 杆件系统质量不得超过锤重二倍 且限制标贯使用深度小于21m 但实际使用深度已远超过21m 最大深度已达100m以上 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 故建议不作杆长修正的N值是基本的数值 8 4标准贯入试验资料整理 8 4 1 勘规 要求 考虑到过去建立的N值与土性参数 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液化时 N值又不作修正 故在实际应用N值时 应按具体岩土工程问题 参照有关规范考虑是否作杆长修正或其他修正 勘察报告应提供不作杆长修正的N值 应用时再根据情况考虑修正或不修正 用何种方法修正 8 4标准贯入试验资料整理 8 4 1 勘规 要求 2 由于N值离散性大 故在利用N值解决工程问题时 应持慎重态度 依据单孔标贯资料提供设计参数是不可信的 在分析整理时 与动力触探相同 应剔除个别异常的N值 3 依据N值提供定量的设计参数时 应有当地的经验 否则只能提供定性的参数 供初步评定用 8 4标准贯入试验资料整理 8 4 1 勘规 要求 按照 勘规 中第10 5 5条 对于标贯试验成果的作长度修正 当探杆长度大于3m时 标贯击数应做修正 N N 式中N 标准贯入试验锤击数 单位为击 触探杆长度修正系数 见下表 N 实测贯入30cm锤击数 8 4标准贯入试验资料整理 8 4 2整理资料 一 标贯击数修正 按照每贯入10cm的击数绘制标贯N h曲线 8 5标准贯入试验资料应用 8 4 2整理资料 二 绘制N h关系曲线 建筑地基基础设计规范 GB 50007 2011 第4 1 8条 砂土的密实度 可按表4 1 8分为松散 稍密 中密 密实 8 5标准贯入试验资料应用 8 5 1确定砂土密度 注 当用静力触探探头阻力判定砂土的密实度时 可根据当地经验确定 表4 1 8砂土的密实度 用标准贯入试验锤击数确定粘性土 砂土抗剪强度和变形参数 见下表 8 5标准贯入试验资料应用 8 5 2确定粘性土 砂土的抗剪强度和变形参数 8 5标准贯入试验资料应用 8 5 2确定粘性土 砂土的抗剪强度和变形参数 用标准贯入试验锤击数可估算土层的剪切波速值 一些地方性经验公式见下表 8 5标准贯入试验资料应用 8 5 3估算波速值 用标准贯入试验确定粘性土 粉土和砂土的承载力 可参考下面表3 28和3 29 表中的锤击数N是按下式经杆长修正后的锤击数Nk Nk rsNm式中Nk 标准贯入试验锤击数标准值 Nm 标准贯入试验锤击数平均值 rs 统计修正系数 可经统计拟合得到 变异系数 N 试验次数 8 5标准贯入试验资料应用 8 5 4确定粘性土 粉土和砂土承载力 8 5标准贯入试验资料应用 8 5 4确定粘性土 粉土和砂土承载力 根据国内外实践 对于打入式预制桩 常选择N 30 50的土层作为桩端持力层 选择持力层时 必须结合当地地区建筑经验 8 5标准贯入试验资料应用 8 5 5选择桩端持力层 建筑抗震设计规范 GB 50011 2011 第4 3 4条 当饱和砂土 粉土的初步判别认为需进一步进行液化判别时 应采用标准贯入试验判别法判别地面下20m范围内土的液化 但对本规范第4 2 1条规定可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑 可只判别地面下15m范围内土的液化 当饱和土标准贯入锤击数 未经杆长修正 小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时 应判为液化土 当有成熟经验时 尚可采用其他判别方法 8 5标准贯入试验资料应用 8 5 6判别砂土 粉土的液化 在地面下20m深度范围内 液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算