第章标准贯入试验

第7章标准贯入试验主讲：崔德山目录1.概述2.设备与原理3.技术要求4.成果整理5.工程应用6.下节课：第8章旁压试验（1、2节上课，3、4节旁压试验）1.概述标准贯入试验（StandardPenetrationTest，SPT）是用质量为63.5kg的重锤按照规定的落距（76cm）自由下落，将标准规格的贯入器打入土层，根据贯入器在贯入一定深度得到的锤击数来判定土层的性质，简称标贯(SPT)。它适用于砂土、粉土、一般黏性土、风化岩及冰碛土。1.概述SPT实际上仍属于动力触探类型之一，所不同的是，其触探头不是圆锥探头，而是标准规格的圆筒形探头(由两个半圆筒合成的取土器)，称之为贯入器。利用规定的落锤能量将贯入器打入土中，根据贯入的难易程度，可用贯入30cm的击数N判定土的物理力学性质。目的标准贯入试验的目的是用测得的标准贯入击数N判断砂土的密实度，粘性土和粉土的稠度。估算土的强度与变形指标，确定地基土的承载力，评定砂土、粉土的振动液化及估计单桩极限承载力及沉桩可能性；并可划分土层类别，确定土层剖面和取扰动土试样进行一般物理性试验，用于岩土工程地基加固处理设计及效果检验。优点和缺点优点：（1）操作简单，地层适应性广，对不易钻探取样的砂土和砂质粉土尤为适用，当土中含有较大碎石时，使用受限制。（2）通过标准贯入试验，从贯入器中还可以取得土样，可对土层进行直接观察，利用扰动土样，可以进行鉴别土类的有关试验。缺点：（1）离散性比较大，故只能粗略地评定土的工程性质。（2）与圆锥动力触探试验相似，SPT并不能直接测定地基土的物理力学性质，而是通过与其他原位测试手段或室内试验成果进行对比，建立关系式，积累地区经验，才能用于评定地基土的物理力学性质。2.设备与原理2.1设备标准贯入试验设备主要由贯入器、贯入探杆和穿心锤三部分组成。

1.贯入器:标准规格的贯入器是由两个半圆管合成的圆筒型探头。

2.穿心锤:重63.5kg的铸钢件，中间有一直径45mm的穿心孔，此孔为放导向杆用。

3.触探杆:国际上多用直径为40-50mm的无缝钢管，我国则常用直径为42mm的工程地质钻杆。2.2原理标准贯入试验是利用一定的落锤能量将标准规格的贯入器贯入土中，根据打入土中30cm的锤击数(N)来判别土的工程性质的一种现场测试方法。其试验原理与动力触探试验十分相似，因此，动力触探的试验原理也适用于标准贯入试验。但是，SPT与动力触探在贯入器上的差别，决定SPT的基本原理的独特性，SPT在贯入过程中，整个贯入器对端部和周围土体将产生挤压和剪切作用，SPT的贯入器是空心的，在冲击力作用下，将有一部分土挤入贯入器，其工作状态和边界条件十分复杂。影响因素

影响标准贯入试验的因素有很多，主要有以下两个方面:1.钻孔孔底土的应力状态:不同的钻进工艺(回转、水冲等)、孔内外水位的差异、钻孔直径的大小等，都会改变钻孔底应力状态，它会对标准贯入试验有重要影响。

2.锤击能量:通过实测，即使是自动自由落锤，传输给探杆系统的锤击能量有很大的波动，变化范围达到士(45-50%)，对于不同单位、不同机具、不同操作水平，锤击能量的变化范围更大。新方法为了提高试验质量，国外已发展直接标定输入探杆锤击能量的新方法。在锤垫附近设置一测力计，记录探杆受锤击后的力一时间波形曲线。标准的应力波能量比3.技术要求（1）先用钻具钻至试验土层标高以上0.15m处，清除残土。清孔时，应避免试验土层受到扰动。当在地下水位以下的土层中进行试验时，应使孔内水位保持高于地下水位，以免出现涌砂和塌孔；必要时，应下套管或用泥浆护壁。（2）贯入前应拧紧钻杆接头，将贯入器放入孔内，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。孔口宜加导向器，以保证穿心锤中心施力。贯入器放入孔内后，应测定贯入器所在深度，要求残土厚度不大于0.1m。3.技术要求（3）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及累计0.30m的锤击数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击时，不应强行打入，并记录50击的贯入深度。（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。注意事跪项（1）须保皂持孔内搏水位高焦出地下诸水位一六定高度察，以免伙塌孔，选保持孔个底土处好于平衡由状态，雨不使孔扫底发生庸涌砂变首松，影忧响N值；（2）下构套管猜不要浓超过愿试验嗽标高也；（3）须缓慰慢地下瘦放钻具怕，避免龟孔底土烈的扰动阵；（4）细心仔清除孔策底浮土脚，孔底授浮土应颜尽量少暴，其厚籍度不得喷大于10洞cm；（5）如钻冰进中需过取样，袋则不应改在锤击线法取样谁后立刻押做标贯舟，而应粥在继续糕钻进一迅定深度忌（可根阻据土层油软硬程躬度而定摸）后再戏做标贯钱，以免荣人为增归大N值；注意事鸡项（6）钻盾孔直械径不坐宜过箱大，蓝以免佩加大泛锤击则时探盒杆的堵晃动顺；钻涂孔直稻径过筑大时梨，可响减少N至50妈%，建父议钻申孔直萄径上送限为10事0m螺m，以免蕉影响N值。标贯和邻圆锥动讯力触探霞测试方暴法的不集同点，何主要是辱不能连桃续贯入叼，每贯左入0.4蹈5m必须汉提钻位一次默，然梨后换录上钻歇头进堪行回锅转钻虹进至门下一阔试验姨深度邻，重污新开苏始试刷验。们另外片，标签贯试惩验不盐宜在絮含有值碎石精的土烘层中傍进行马，只仪宜用标于粘哭性土塌、粉手土和善砂土葱中，绒以免鼓损坏昨标贯妇器的眠管靴捷刃口睁。4.成果整醒理杆长践修正上覆压寻力修正地下梁水的阿修正地下引水位撒影响涨校正Te价rz虾ag谢hi和Pec剧k(1桶953撒)提出何对于d10船=0.设1~0复.05歌mm的饱谅和粉液细砂旁，当税实测孝标贯毒击数N'立>1县5时。犬需要糠进行僻修正:成果整袋理1.标准贯味入试验滩成果整固理时，摘试验资抚料应当义齐全，蛛包括:钻孔孔违径、钻瓦进方式请、护孔伙方式、疲落锤方破式、地凑下水位娇及孔内较水位(或泥血浆高沉程)，初始政贯入度磁、预打桑击数、料试验标扇贯击数音及深度扯记录、誉贯入器那所取扰殃动土样晕的鉴别赴描述。钉如做过阀锤击能昆量标定权试验的驶，应有F(t标)-t曲线。2.绘制标什贯击数N与深竹度的趟关系镇曲线兴。或喉在地塑质剖思面图缸上，尺进行SP斥T的钻浙孔旁摸于试嘉验点悟深度香标出N值。作金为勘察吹资料提遭供时，炼对N值不石必进挡行杆纯长修喘正、龟上覆沉压力根修正使及地亮下水奥位修腐正。3.结合钻体探及其纷他原位纵试验，宴依据N值在深裹度上的接变化，找对各土响层的N值进行悬统计。绕统计时岛，要剔怪除个别户异常值怨。标准的蛮应力波泪能量比5.工程遇应用1.地基夸承载研力的挤确定2.土的抗尾剪强度单指标的读确定3.地基土去变形模州量、压胞缩模量舟的确定4.粘性膨土和权粉土仆天然暂状态递判定5.砂土相翁对密实两度的确辛定6.桩基劣承载息力的跃确定地基佛承载赶力的明确定地基土朵承载力炭和标贯镇击数N经验饿关系2.土的抗证剪强度伙指标的芳确定3.地基土逐变形模鱼量、压逆缩模量勿的确定4.粘性今土和岛粉土签天然陆状态剂判定5.砂土饭相对赴密实勉度的德确定6.桩基弹承载周力的京确定实例1对平顶雾山尼龙66盐厂致厂北扁服务梯中心叫的地鼓基勘介察中,在野外予现场采突用的原抗位测试腊方法主离要是标迈准贯入影试验。争该场地丙地层最建大揭露剩深度为25兰m吩,岩性自扎上而下驴依次为腊粉质粘趁土、粘袜土、粉毛质粘土征、粉土景、中砂(中粗惊砂)、粘蓝土。实例2位于平巡寿顶山市头委家属改区的住渡宅楼建东筑场地,据钻探到资料可泛知:在地层窗揭露深冲度16挠m之内,地表为杆第四系滔全新统猾人工填域土,之下穗为上舱更新衡统沼弃泽相参沉积猛的粘银土,冲洪魔积成忍因的扬粉质矮粘土为和钙狗核富削集层,底部探为下喇更新透统湖膨相堆左积的做粘土铅