3.动力触探新方案ppt课件

1、1岩土工程测试与监测岩土工程测试与监测第第3章圆锥动力触探和规范贯入实验章圆锥动力触探和规范贯入实验2第第3章内章内 容容3.1实验设备和方法实验设备和方法3.2根本测试原理根本测试原理3.3实验成果的整理分析实验成果的整理分析3.4实验成果的运用实验成果的运用3.5小小 结结33.1 实验设备和方法实验设备和方法 一、实验设备一、实验设备动力触探运用的设备如图动力触探运用的设备如图3-1，包括动力设备和贯入系统两大，包括动力设备和贯入系统两大部分。动力设备的作用是提供动力源，为便于野外施工，多采用部分。动力设备的作用是提供动力源，为便于野外施工，多采用柴油发动机；对于轻型动力触探也有采用人力

2、提升方式的。贯入柴油发动机；对于轻型动力触探也有采用人力提升方式的。贯入部分是动力触探的中心，由穿心锤、探杆和探头组成。部分是动力触探的中心，由穿心锤、探杆和探头组成。4图图3-1 现场动力触探实验现场动力触探实验5现场动力触探实验现场动力触探实验6根据所用穿心锤的质量将动力触探实验分为轻型、中型、重根据所用穿心锤的质量将动力触探实验分为轻型、中型、重型和超重型等种类。动力触探类型及相应的探头和探杆规格见表型和超重型等种类。动力触探类型及相应的探头和探杆规格见表3-1。7图图3-2 轻型动力触探仪单位：轻型动力触探仪单位：mm图图3-3 偏心轮缩径式脱钩安装偏心轮缩径式脱钩安装8国际上运用的探

3、国际上运用的探头规格较多，而我国头规格较多，而我国的常用探头直径约的常用探头直径约5种，种，锥角根本上只需锥角根本上只需60一种。图一种。图3-4是重型和是重型和超重型探头的构造图。超重型探头的构造图。规范贯入运用的规范贯入运用的仪器除贯入器外与重仪器除贯入器外与重型动力触探的仪器一型动力触探的仪器一样。我国运用的贯入样。我国运用的贯入器如图器如图3-5。 图3-49图图3-5 规范贯入器探头单位：规范贯入器探头单位：mm10二、实验方法二、实验方法一轻型、重型、超重型动力触探的测试程序和要求一轻型、重型、超重型动力触探的测试程序和要求1轻型动力触探轻型动力触探 1先用轻便钻具钻至实验土层标高

4、以上先用轻便钻具钻至实验土层标高以上0.3m处，然后对所处，然后对所需实验土层延续进展触探。需实验土层延续进展触探。2实验时，穿心锤落距为实验时，穿心锤落距为0.500.02m，使其自在下落。，使其自在下落。记录每打入土层中记录每打入土层中0.30m时所需的锤击数。时所需的锤击数。3假设需描画土层情况时，可将触探杆拨出，取下探头，假设需描画土层情况时，可将触探杆拨出，取下探头，换钻头进展取样。换钻头进展取样。4如遇密实巩固土层，当贯入如遇密实巩固土层，当贯入0.30m所需锤击数超越所需锤击数超越100击击或贯入或贯入0.15m超越超越50击时，即可停顿实验。如需对下卧土层进展实击时，即可停顿实

5、验。如需对下卧土层进展实验时，可用钻具穿透坚实土层后再贯入。验时，可用钻具穿透坚实土层后再贯入。5本实验普通用于贯入深度小于本实验普通用于贯入深度小于4m的土层。必要时，也可的土层。必要时，也可在贯入在贯入4m后，用钻具将孔掏清，再继续贯入后，用钻具将孔掏清，再继续贯入2m。 112重型动力触探重型动力触探1实验前将触探架安装平稳，探杆与竖直线的最大偏向不实验前将触探架安装平稳，探杆与竖直线的最大偏向不得超越得超越2%。触探杆的衔接应坚持平直和结实。触探杆的衔接应坚持平直和结实。2贯入时，应使穿心锤自在落下，落锤高度为贯入时，应使穿心锤自在落下，落锤高度为0.760.02m。地面上的触探杆的高

6、度不宜过高，以免倾斜与摆动太大。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锤击速率宜为每分钟15-30击。打入过程应尽能够延续，击。打入过程应尽能够延续，一切超越一切超越5min的延续都应在记录中予以注明。的延续都应在记录中予以注明。4及时记录每贯入及时记录每贯入0.10m所需的锤击数。其方法可在触探杆所需的锤击数。其方法可在触探杆上每上每0.1m划出标志，然后直接或用仪器记录锤击数；也可以记划出标志，然后直接或用仪器记录锤击数；也可以记录每一阵击的贯入度，然后再换算为每贯入录每一阵击的贯入度，然后再换算为每贯入0.1m所需的锤击数。最所需的锤击数。最初贯入的初贯入

7、的lm内可不记读数。内可不记读数。5对于普通砂、圆砾和卵石，触探深度不宜超越对于普通砂、圆砾和卵石，触探深度不宜超越1215m；超越该深度时，需思索触探杆的侧壁摩阻影响。超越该深度时，需思索触探杆的侧壁摩阻影响。126每贯入每贯入0.1m所需锤击数延续三次超越所需锤击数延续三次超越50击时，即停顿实击时，即停顿实验。如需对下部土层继续进展实验时，可改用超重型动力触探。验。如需对下部土层继续进展实验时，可改用超重型动力触探。7本实验也可在钻孔中分段进展，普通可先进展贯入，然本实验也可在钻孔中分段进展，普通可先进展贯入，然后进展钻探，直至动力触探所测深度以上后进展钻探，直至动力触探所测深度以上1m

8、处，取出钻具将触探器处，取出钻具将触探器放入孔内再进展贯入。放入孔内再进展贯入。3超重型动力触探超重型动力触探1贯入时穿心锤自在下落，落距为贯入时穿心锤自在下落，落距为1.000.02m。贯入。贯入深度普通不宜超越深度普通不宜超越20m，超越此深度限值时，需思索触探杆侧壁摩，超越此深度限值时，需思索触探杆侧壁摩阻的影响。阻的影响。2其他步骤可参照重型动力触探进展。其他步骤可参照重型动力触探进展。13二规范贯入实验二规范贯入实验 1实验方法实验方法1先用钻具钻至实验土层标高以上先用钻具钻至实验土层标高以上0.15m处，去除残土。处，去除残土。2将贯入器放入孔内，防止冲击孔底，留意坚持贯入器、将贯

9、入器放入孔内，防止冲击孔底，留意坚持贯入器、钻杆、导向杆联接后的垂直度。测定贯入器所在深度，要求残土钻杆、导向杆联接后的垂直度。测定贯入器所在深度，要求残土厚度不大于厚度不大于0.1m。3将贯入器以每分钟击打将贯入器以每分钟击打1530次的频率，先打入土中次的频率，先打入土中0.15m，不计锤击数；然后开场记录每打入，不计锤击数；然后开场记录每打入0.10m及累计及累计0.30m的锤的锤击数击数N，并记录贯入深度与实验情况。假设遇密实土层，锤击数超，并记录贯入深度与实验情况。假设遇密实土层，锤击数超越越50击时，不应强行打入，并记录击时，不应强行打入，并记录50击的贯入深度。击的贯入深度。4旋

10、转钻杆，然后提出贯入器，取贯入器中的土样进展鉴旋转钻杆，然后提出贯入器，取贯入器中的土样进展鉴别、描画记录，并丈量其长度。将需求保管的土样仔细包装、编别、描画记录，并丈量其长度。将需求保管的土样仔细包装、编号，以备实验之用。号，以备实验之用。5反复反复14步骤，进展下一深度的标贯测试，直至所需深步骤，进展下一深度的标贯测试，直至所需深度。普通每隔度。普通每隔1m进展一次标贯实验。进展一次标贯实验。142本卷须知：本卷须知：1须坚持孔内水位高出地下水位一定高度，以免塌孔，坚须坚持孔内水位高出地下水位一定高度，以免塌孔，坚持孔底土处于平衡形状，不使孔底发生涌砂变松，影响持孔底土处于平衡形状，不使孔

11、底发生涌砂变松，影响N值；值；2下套管不要超越实验标高；下套管不要超越实验标高；3须缓慢地下放钻具，防止孔底土的扰动；须缓慢地下放钻具，防止孔底土的扰动；4细心去除孔底浮土，孔底浮土应尽量少，其厚度不得大细心去除孔底浮土，孔底浮土应尽量少，其厚度不得大于于10cm；5如钻进中需取样，那么不应在锤击法取样后立刻做标贯，如钻进中需取样，那么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，以免人为增大贯，以免人为增大N值；值；6钻孔直径不宜过大，以免加大锤击时探杆的晃动；钻孔钻孔直径不宜过大，以免加大锤击时探杆

12、的晃动；钻孔直径过大时，可减少直径过大时，可减少N至至50%，建议钻孔直径上限为，建议钻孔直径上限为100mm，以，以免影响免影响N值。值。15标贯和圆锥动力触探测试方法的不同点，主要是不能延续贯标贯和圆锥动力触探测试方法的不同点，主要是不能延续贯入，每贯入入，每贯入0.45m必需中断一次，然后换上钻头进展回转钻进至下必需中断一次，然后换上钻头进展回转钻进至下一实验深度，重新开场实验。另外，标贯实验不宜在含有碎石的一实验深度，重新开场实验。另外，标贯实验不宜在含有碎石的土层中进展，只宜用于粘性土、粉土和砂土中，以免损坏标贯器土层中进展，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。的

13、管靴刃口。 163.2根本测试原理根本测试原理动力触探是将重锤打击在一根细长杆件探杆上，锤击动力触探是将重锤打击在一根细长杆件探杆上，锤击会在探杆和土体中产生应力波，假设略去土体震动的影响，那会在探杆和土体中产生应力波，假设略去土体震动的影响，那么动力触探的锤击贯入过程可用一维动摇方程来描画。么动力触探的锤击贯入过程可用一维动摇方程来描画。动力触探根本原理也可以用能量平衡法来分析。动力触探根本原理也可以用能量平衡法来分析。更详细的引见请见相关手册。更详细的引见请见相关手册。 173.3实验成果的整理分析实验成果的整理分析1检查核对现场记录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

14、录的击数、在每个动探孔完成后，应在现场及时核对所记录的击数、尺寸能否有错漏，工程能否齐全；核对终了后，在记录表上签尺寸能否有错漏，工程能否齐全；核对终了后，在记录表上签上记录者的名字和测试日期。上记录者的名字和测试日期。2实测击数校正实测击数校正1轻型动力触探轻型动力触探1轻型动力触探不思索杆长修正，根据每贯入轻型动力触探不思索杆长修正，根据每贯入30cm的实测的实测击数绘制击数绘制N10h曲线图。曲线图。2根据每贯入根据每贯入30cm的锤击数对地基土进展力学分层，然后的锤击数对地基土进展力学分层，然后计算每层实测击数的算术平均值。计算每层实测击数的算术平均值。2中型动力触探中型动力触探贯入时

15、，应记录一阵击的贯入量及相应锤击数普通粘性贯入时，应记录一阵击的贯入量及相应锤击数普通粘性18土，土，2030cm为一阵击；软土，为一阵击；软土，35击为一阵击，并按击为一阵击，并按3-11式换算为每贯入式换算为每贯入10cm的实测击数，再按的实测击数，再按3-12式进展杆长击式进展杆长击数校正。数校正。 3-11N28=N28 3-12 可查表可查表3-2。3重型、超重型动力触探重型、超重型动力触探1TB 10041-2019规定，规定，实测击数应按杆长校正。重型动力触探的实测击数实测击数应按杆长校正。重型动力触探的实测击数N63.5，按下式进展校正：按下式进展校正：N63.5=N63.5

16、3-13SnN1028 19超重型动力触探的实测击数超重型动力触探的实测击数N120，应先按公式，应先按公式3-14换算成相当于重型的实测击数换算成相当于重型的实测击数N63.5，然后再按公式，然后再按公式3-13进展杆长击数校正。进展杆长击数校正。N63.5=3N120-0.5 3-142中国西南建筑勘察院对杆长击数的校正中国西南建筑勘察院对杆长击数的校正对超重型动力触探的实测击数对超重型动力触探的实测击数N120，直接按，直接按3-15式及式及表表3-3进展杆长击数校正。进展杆长击数校正。N120=N120 3-16运用时不但应留意两者在计算结果上的差别，还应留意两运用时不但应留意两者在计

17、算结果上的差别，还应留意两者运用的探杆直径不同。者运用的探杆直径不同。 203绘制动力触探击数沿深度分布曲线绘制动力触探击数沿深度分布曲线以杆长校正后的击数为横坐标，以贯入深度为纵坐标绘制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。由于采集的数据表示每贯入某一深度的锤击数，故曲曲线图。由于采集的数据表示每贯入某一深度的锤击数，故曲线图普通绘制成沿深度方向的直方图。线图普通绘制成沿深度方向的直方图。4标贯测试成果整理标贯测试成果整理1求锤击数求锤击数N：如土层不太硬，并能较容易地贯穿：如土层不太硬，并能较容易地贯穿0.30m的实验段，那么取贯入的实验段，那么取贯入0.30m的锤击数

18、的锤击数N。如土层很硬，不宜强。如土层很硬，不宜强行打入时，可用下式换算相应于贯入行打入时，可用下式换算相应于贯入0.30m的锤击数的锤击数N。 3-172绘制绘制Nh关系曲线关系曲线 SnN 3 . 021动力触探实验的典型动力触探实验的典型N-h曲线曲线 223.4实验成果的运用实验成果的运用动力触探在动力触探在勘察和工程检测勘察和工程检测中运用甚广，其中运用甚广，其主要功能有以下主要功能有以下几方面：几方面：1划分土层划分土层232确定地基土的承载力确定地基土的承载力中国建筑西南勘察院采用中国建筑西南勘察院采用120kg重锤和直径重锤和直径60mm探杆的超重探杆的超重型动探，并与载荷实验

19、的比例界限值型动探，并与载荷实验的比例界限值pl进展统计，对比资料进展统计，对比资料52组，组，得如下公式：得如下公式：f k=80N120 3N12010 3-18中国地质大学武汉对粘性土也有类似阅历公式：中国地质大学武汉对粘性土也有类似阅历公式：fk=32.3N63.5+89 2N63.516 3-193求单桩允许承载力求单桩允许承载力动力触探实验对桩基的设计和施工也具有指点意义。实际证动力触探实验对桩基的设计和施工也具有指点意义。实际证明，动力触探不易打入时，桩也不易打入。这对确定桩基持力层明，动力触探不易打入时，桩也不易打入。这对确定桩基持力层及沉桩的可行性具有重要意义。用规范贯入击数

20、预估打入桩的极及沉桩的可行性具有重要意义。用规范贯入击数预估打入桩的极限承载力在国内外都是比较常用的方法。限承载力在国内外都是比较常用的方法。 244按动力触探和规范贯入击数确定粗粒土的密实度按动力触探和规范贯入击数确定粗粒土的密实度动力触探主要用于粗粒土，用动力触探和规范贯入测定粗粒土动力触探主要用于粗粒土，用动力触探和规范贯入测定粗粒土的形状有其独特的优势。规范贯入可用于砂土，动力触探可用于砂的形状有其独特的优势。规范贯入可用于砂土，动力触探可用于砂土和碎石土。土和碎石土。成都地域根据动力触探击数确定碎石土密实度的规定如表成都地域根据动力触探击数确定碎石土密实度的规定如表3-4。25利用动

21、力触探和规范贯入的测试成果还可以判别砂土液化利用动力触探和规范贯入的测试成果还可以判别砂土液化能够性、确定粘性土的粘聚力能够性、确定粘性土的粘聚力c及内摩擦角及内摩擦角、确定地基土的变、确定地基土的变形模量、检验碎石桩的施工质量等等。形模量、检验碎石桩的施工质量等等。总之，动探和标贯的优点很多，运用广泛。对难以取原状总之，动探和标贯的优点很多，运用广泛。对难以取原状土样的无粘性土和用静探难以贯入的卵砾石层，动探是非常有土样的无粘性土和用静探难以贯入的卵砾石层，动探是非常有效的勘测和检验手段。但是，影响其测试成果精度的要素很多，效的勘测和检验手段。但是，影响其测试成果精度的要素很多，所测成果的离

22、散性大。因此，它是一种较粗糙的原位测试方法。所测成果的离散性大。因此，它是一种较粗糙的原位测试方法。在实践运用时，应与其他测试方法配合；在整理和运用测试资在实践运用时，应与其他测试方法配合；在整理和运用测试资料时，运用数理统计方法，效果会好一些。料时，运用数理统计方法，效果会好一些。 263.5小结小结1优点优点简易快速、顺应性广简易快速、顺应性广 2问题问题1有效捶击能量有效捶击能量2设备规格类型多，规范不一致设备规格类型多，规范不一致3杆长修正问题杆长修正问题4实际研讨滞后实际研讨滞后5规范贯入施工方式对结果的影响规范贯入施工方式对结果的影响总体而言，动力触探实验顺应面较广，在工程中是非常有总体而言，动力触探实验顺应面较广，