(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,其触探头不就是圆锥形探头,而就是标准规格得圆筒形探头(由两个半圆管合成得取土器),称之为贯入器。
因此,标准贯入试验就就是利用一定得锤击动能,将一定规格得对开管式贯入器打入钻孔孔底得土层中,根据打入土层中得贯入阻力,评定土层得变化与土得物理力学性质。
贯入阻力用贯入器贯入土层中得３0ｃm得锤击数N６3.5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得应用,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得钻杆,国外也有使用直径50cm或６0ｃｍ得钻杆、标准贯入试验得优点在于:操作简单,设备简单,土层得适应性广,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与有关得室内土工试验。
如对砂土做颗粒分析试验。
本试验特别对不易钻探取样得砂土与砂质粉土物理力学性质得评定具有独特得意义。
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得要求、
2.标准贯入试验得技术要求
(1)钻进方法:为保证贯入试验用得钻孔得质量,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。
5～１5０cm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得高度,以减少土得扰动。
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,套管内得土未清除。
贯入器贯入套管内得土,使N值急增,不反映实际情况;
4)下钻具时要缓慢下放,避免松动孔底土。
(２)标准贯入试验所用得钻杆应定期检查,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得自由落锤法,并减少导向杆与锤间得摩阻力,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得锤击系统一起下到孔底,在静重下贯入器得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得锤击数,累计打入３０cm得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击得),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得锤击数Ｎ:
(8-28)
式中――对应锤击数n得贯入度(cm)。
(5)标准贯入试验可在钻孔全深度范围内等距进行。
间距为１。
0m或2．0ｍ,也可仅在砂土,粉土等欲试验得土层范围内等间距进行。
3。
标准贯入试验得目得与范围
标准贯入试验可用于砂土、粉土与一般粘性土,最适用于N＝2～50击得土层。
其目得有:采取扰动土样,鉴别与描述土类,按颗粒分析结果定名;根据标准贯入击数N,利用地区经验,为砂土得密实度与粉土,粘性土得状态,土得强度参数,变形模量,地基承载力等作出评价;估算单桩极限承载力与判定沉桩可能性;判定饱与粉砂,砂质粉土得地震液化可能性及液化等级、
4、标准贯入试验成果得应用
标准贯入试验得主要成果有:标贯击数N与深度得关系曲线,标贯孔工程地质柱状剖面图。
下面简述标贯击数N得应用。
应该指出,在应用标贯击数N评定土得有关工程性质时,要注意N值就是否作过有关修正、
(1)评定砂土得密实度与相对密度D r
上海市<〈岩土工程勘察规范>＞(DBJ０8-－3７--94)根据实测得贯标击数N,按式(8—2９)进行修正后,用修正后得标贯击数Ｎ1(修正为上覆有效压力为100ＫPa得标贯击数)按表8－２５评定砂土得相对密度Ｄr与密实度、
(8—２9)
式中Ｎ――实测标贯击数;
――上覆有效压力得修正系数,可按式(8－30)取值。
或(8—3０)
式中――上覆有效压力(ｋPa);
H ――标贯试验深度(m)。
(2)评定粘性土得状态
冶金部武汉勘察公司提出标准贯入击数N与粘性土得状态关系,见表8—26、太沙基(Te ｒzaghi)与佩克(Peｃk)提出N与粘性土稠度状态关系,见表8-２7。
(3)评定沙土抗剪强度指标
佩克得经验关系:
=0。
３Ｎ＋27 (８－31)
迈耶霍夫(Ｍeyerhof)得经验关系:
当4≤Ｎ≤10时:
=5Ｎ/6+80/３(8－32) 当N>１0时;
=N/4＋３2.5 (8－33) 当式(8—３2)与(８-33)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得经验关系:
＝＋15 (８－3４) 日本道路桥梁设计规范:
＝+15 且(8-35)
式(8-35)中N〉5。
日本国铁路基础设计规范:
(8—3６)
式中—－有效上覆压力(kＰa)。
在地震研究中采用得值上限为:
＝０、5Ｎ+２4 (8－37)
(4)评定粘性土得不排水抗剪强度Cu(kPａ)
太沙基与佩克:
(８-３８) 日本道路桥梁设计规范采用:
(8－39)
(5)评定土得变形模量E0与压缩模量Ｅs
我国用标贯击数N确定土得变形模量与压缩模量得经验关系见表８—28。
(6)确定地基土承载力
我国根据标贯击数N确定土得地基承载力标准值f K得方法见表8-２9。
太沙基得经验关系(安全系数取3)
对于条形基础:
fＫ=12N(kPa) (8－4０) 对于独立方形基础
fＫ=15Ｎ(kPa) (８－4１) 日本住宅公团得经验关系
ｆＫ=8N(ｋPa) (8－4２)
(7)估算单桩承载力
将标贯击数N换算成桩侧、桩端土得极限摩阻力与极限端承力,再根据当地得土层情况,就可以估算单桩得极限承载力。
例如:北京市勘察院得经验公式为:
(8—４３)
式中: -—桩尖以上以下4D(D为桩径或边长)范围N平均值换算得极限桩端承力(kＰa),见表8—30;
—－分别为桩身范围内粘性土、砂土得N值换算成桩侧极限摩阻力(kPａ),见表８-3０;
—-分别为粘性土层与砂土层得桩段长度(m);
—-经验系数(kN),见表8－31;
--孔底虚土折减系数(kN/m),取18、1;
—－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=0。
(8)判定饱与砂土得地震液化问题
对于饱与得砂土与粉土,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就是否液化。
当饱与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)确定得临界值N cr时,则应判为液化土,否则为不液化土。
(8—4４)
式中――饱与土标准贯入点深度(m);
――地下水位;
――饱与土粘粒含量百分率,当(％)<3时,取＝３;
――饱与土液化判别得基准贯入锤击数,可按照表8－３２采用;
――饱与土液化临界标准贯入锤击数。
经验系数Ｃ１表８－31
注:适用于地面下15ｍ深度范围内得土层
1、ml—－人工填土ﻫ2。
pd－-植物层
3. al－—冲击层
４、pl—-洪积层
5、dｌ——坡积层
6。
ｅｌ－—残积层ﻫ7.eol－—风积层ﻫ８. ｌ--湖积层
９。
h—-沼泽沉积层ﻫ1０、m－-海相沉积层
１1、mc－-海陆交互相沉积层
12、gl—-冰积层
13。
fgl－-冰水沉积层
14. b —－火山堆积层 ﻫ15、 ｃｏl ——崩积层 ﻫ16。
del-—滑坡堆积层 ﻫ1７。
ｓet-—泥石流堆积层 ﻫ18. o －—生物堆积 ﻫ19。
c ｈ——化学堆积物 ﻫ2０. p ｒ-—成
因不明沉积。