标准贯入试验

1、（四）标准贯入试验 （SPT）标准贯入试验实质上仍属于动力触探类型之一，所不同者，其触探头不是圆锥形探头，而是标准规格 的圆筒形探头（由两个半圆管合成的取土器），称之为贯入器。因此，标准贯入试验就是利用一定的锤击动能，将一定规格的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土层中，根据打入土层中的贯入阻力，评定土层的变化 和土的物理力学性质。贯入阻力用贯入器贯入土层中的30cm的锤击数23.5表示，也称标贯击数。标准贯入试验开始与本世纪四十年代以来在国外有着广泛的应用，在我国也于1953年开始应用.标准贯入试验结合钻孔进行，国内统一使用直径42cm的钻杆，国外也有使用直径50cm或60cm的钻杆.标准贯入试验

2、的优点在于：操作简单，设备简单，土层的适应性广，而且通过贯入器可以采取扰动土样，对它进 行直接鉴别描述和有关的室内土工试验。如对砂土做颗粒分析试验。本试验特别对不易钻探取样的砂土和 砂质粉土物理力学性质的评定具有独特的意义。1 .标准贯入试验设备规格标准贯入试验设备规格要符合表8-24的要求.标准贯入试验设备规格表8-24落锤落锤质量（kg）63.5 ±0.5落距（mrm76 ± 2贯入器长度（mrm500外经（mrm51 ± 1内经（mrm35 ± 1管靴长度（mrm76 ± 1刃口角度18 20刃口单刃厚度（mm2.5钻杆（相对弯曲<

3、1%）直径（mm422 .标准贯入试验的技术要求（1）钻进方法：为保证贯入试验用的钻孔的质量，用采用回转钻进，当钻进至试验标高以上15cm外，应停止钻进。为保持孔壁稳定，必要时可用泥浆或套管护壁。如使用水冲钻进， 应使用侧向水冲钻头，不能用向下水冲钻头，以使孔底土尽可能少扰动。扰动直径在63.5150cm之间，钻进时应注意以下几点：1）仔细清除孔底残土到试验标高；2）在地下水位以下钻进时或遇承压含水砂层，孔内水位或泥浆面始终应高与地下水位足够的高度，以减少土的扰动。否则会产生孔底涌土，降低 N值；3）当下套管时，要防止套管下过头，套管内的土未清除。贯入器贯入套管内的土，使N值急增，不反映实际情

4、况；4）下钻具时要缓慢下放，避免松动孔底土。（2）标准贯入试验所用的钻杆应定期检查，钻杆相对弯曲<1/1000 ,接头应牢固，否则锤击后钻杆会晃动。(3)标准贯入试验应采用自动脱钩的自由落锤法，并减少导向杆与锤间的摩阻力，以保持锤击能量 恒定，它对 N值影响极大。(4)标准贯入试验时，先将整个杆件系统连同静置于钻杆顶端的锤击系统一起下到孔底，在静重下 贯入器的初始贯入度需作记录。如初始贯入试验，N值记为零。标准贯入试验分两个阶段进行：预打阶段：先将贯入器打入15cm,如锤击已达 50击，贯入度未达 15cm,记录实际贯入度试验阶段：将贯入器再打入30cm,记录每打入10cm的锤击数，累计

5、打入30cm的锤击数既为标贯击数N。当累计数已达 50击(国外也有定为100击的)，而贯入度未达 30cm,应终止试验，记录实际贯入度s及累计锤击数n。按下式换算成贯入30cm的锤击数N：(8-28)N;曲s式中As对应锤击数 n的贯入度(cm)1.0m或2.0m,也可仅在砂土，粉土等欲N=250击的土层。其目的有：采取扰动土N,利用地区经验，为砂土的密实度和粉(5)标准贯入试验可在钻孔全深度范围内等距进行。间距为 试验的土层范围内等间距进行。3 .标准贯入试验的目的和范围标准贯入试验可用于砂土、粉土和一般粘性土，最适用于样，鉴别和描述土类，按颗粒分析结果定名；根据标准贯入击数 土，粘性土的状

6、态，土的强度参数，变形模量，地基承载力等作出评价；估算单桩极限承载力和判定沉桩 可能性；判定饱和粉砂，砂质粉土的地震液化可能性及液化等级。4 .标准贯入试验成果的应用标准贯入试验的主要成果有： 标贯击数N与深度的关系曲线， 标贯孔工程地质柱状剖面图。下面简述标贯击数N的应用。应该指出，在应用标贯击数N评定土的有关工程性质时，要注意N值是否作过有关修正o(1)评定砂土的密实度和相对密度D上海市 <岩土工程勘察规范 >>(DBJ08-37-94)根据实测的贯标击数N,按式(8-29)进行修正后，用修正后的标贯击数 N(修正为上覆有效压力为100KPa的标贯击数)按表8-25评定砂

7、土的相对密度 D和密实度。N1 =Cn N(8-29)式中N 实测标贯击数；Cn 上覆有效压力的修正系数，可按式 (8-30)取彳t .Cn =1。(%7)或Cn虫佝为了)(8-30)'式中%上覆有效压力(kPa);H标贯试验深度(m)。用N确定砂土密实度和相对密度Dr表 8-25标贯击数N10<N <33<N1 < 88<N <25N1>25密实度松散稍密中密密实相对密度2020-3535-65>65备注本表适用于正常固结的中砂；对于细砂取表中数值乘以0.92,对于粗砂取表中数值乘以1.08(2)评定粘性土的状态冶金部武汉勘察公司提出标

8、准贯入击数N与粘性土的状态关系，见表 8-26.太沙基(Terzaghi )和佩克(Peck)提出N与粘性土稠度状态关系，见表 8-27。标贯击数N也粘性土液性指数Il的关系表8-26N<22 44- 77- 1818-25>35IL>11-0.750.75 -0.50.5-0.250.25 -0<0稠度状态流塑软塑软可塑硬可塑硬塑坚硬太沙基和佩克关于 N与粘性土稠度状态关系表8-27N<22-44一 88- 1515-30>30Qu(kPa)<2525-5050-100100-200200 400>400稠度状态极软软中等硬很硬坚硬(3)评定沙

9、土抗剪强度指标 中佩克的经验关系：邛=0.3N+27(831)迈耶霍夫(Meyerhof )的经验关系：当 4< NC 10 时：中=5N/6+80/3(8 32)当N>10时；=N/4+32.5(8 33)当式(832)和(833)用于粉砂应减 5° ,用于粗砂、砾砂应加5°。日本建筑基础设计规范采用大崎的经验关系：=V20N +15(8 34)日本道路桥梁设计规范：=V15N +15且中 <450(835)式(8 35)中 N>5o日本国铁路基础设计规范：(8 36)= 1.85( 100N )0.6 26二 V。. 70式中 仃V0有效上覆压力

10、(kPa)在地震研究中采用的 中值上限为:=0 =0.5 N+24(837)(4)评定粘性土的不排水抗剪强度Cu ( kPa)太沙基和佩克：Cu =(6 6.5)N(8 38)日本道路桥梁设计规范采用：Cu=(610)N(8 39)(5)评定土的变形模量E0和压缩模量 Es我国用标贯击数 N确定土的变形模量和压缩模量的经验关系见表8-28 oN值与3或Es的关系(MPa表8-28关系式适用条件来源Es=4.8 N0.42Es=2.5V5 H0.25粉细砂埋7Hl< 15cm 埋7H>15cm上海岩土工程勘探规范Es=1.04 N+4.98中南、华东地区粘性土冶金部武勘公司Es=40

11、.276N+10.22唐山粉细砂西南综勘院Es=1.066 N+7.431粘性土、粉土湖北水利电力勘测院(6)确定地基土承载力我国根据标贯击数 N确定土的地基承载力标准值fK的方法见表8-29。N值与地基土承载力标准值f K的关系表8-293的关系式(kPa)适用条件来源72+9.4 NT粉土铁道部第三勘探设计院222 Nj.3-212粉细砂850 NT-803中粗砂35.8 N+4.9中南、华东地区粘性土、粉土N=323冶金部武勘公司N (0.0038 N+0.01504 )粉土纺织工业部设计院10N+105细、中砂20.2 N+80一般粘性土 3 < N<18武汉市建筑规划，设

12、计院等17. 48N+152.6老粘性土 18<N<22太沙基的经验关系(安全系数取3)对于条形基础：f k=12N (kPa)(840)对于独立方形基础f k=15N (kPa)(841)日本住宅公团的经验关系f k=8N (kPa)(842)(7)估算单桩承载力将标贯击数N换算成桩侧、桩端土的极限摩阻力和极限端承力，再根据当地的土层情况，就可以估算单桩的极限承载力。例如：北京市勘察院的经验公式为：Qu=PbAp+Up p/Lc+£ PfsMLs)+Ci-C2X(8-43)式中：pb 桩尖以上以下 4D(D为桩径或边长)范围N平均值换算的极限桩端承力(kPa),见表8-

13、30 ;Pfc、Pfs 分别为桩身范围内粘性土、砂土的N值换算成桩侧极限摩阻力(kPa),见表8-30 ;Lc、Ls 分别为粘性 土层和砂土层的桩段长度(m)；C1 经验系数(kN),见表8-31 ;C2 孔底虚土折减系数(kN/m),取18.1 ；X 孔底虚土厚度，预制桩x=0；当虚土厚度>0.5m,取x=0.5m,但端承力 Pb=0。(8)判定饱和砂土的地震液化问题对于饱和的砂土和粉土，当初判为可能液化或需要考虑液化影响时，可采用标准贯入试验进一步确定其是否液化。当饱和砂土或粉土实测标准贯入锤击数(未经杆长修正)N值小于公式(8-44)确定的临界值2时，则应判为液化土，否则为不液化土

14、。一一3NlN/0.9 0.1(ds-dw).：(8-44)式中 d s饱和土标准贯入点深度( 口 ；d w地下水位；Pc饱和土粘粒含量百分率，当Pc (%) <3时，取Pc=3；No饱和土液化判别的基准贯入锤击数，可按照表8-32采用;N cr饱和土液化临界标准贯入锤击数。N与Pfc、Pfs和Pb (kPa)的换算表表8-30N1246810121416182022242628303540预Pfc713263952657891104117130制Pfs18273644536271808998107115124133155178桩Pb4406608801100132015401760198022002420264028603080330038504400灌pfc36121925313