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标准贯入试验
（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8-242.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63.5～150cm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。
标准贯入试验
（2）日本东海大学宇都-马等实测了水平搁置的120m钻 杆系统在受锤击时杆顶端与底端的锤击动应力的衰减情
况和位移，建议的修正关系如下：
当杆长l≤20m时，N＝N’； 当l＞20m时， N＝(1.06一0.003L)N’ （3）按弹性杆件波动理论修正 当杆长l≥14m时，N＝N’(α=1.0)；当l<14m时，由于
七、估算地基基床反力系数
八、估算土层的平均弹性剪切波速vp (m／s) 九、地基处理效果检测
第 五 节 试 验 成 果 应 用
一、评定砂土的相对密度Dr和密实状态
1．直接按N值判定砂土的紧密程度，见表5-4。 表5-4 砂土的密实度
2．原建设部综合勘察研究院绘制的N-Dr-σ’v0的关系曲线， 如图5-5所示。 根据试验锤击数和试验点深度，利用该图可查得砂 土的相对密实度Dr。
在治淮工程中得到广泛的推广，积累了大量的使用经验。
60年代在国内得以普及。
四、标准贯入试验的应用（目的）
1．评价地基土的物理状态（如地层剖面及软弱夹层）；
2．评价地基土的力学性能参数（如变形模量、物理力学
性质指标）； 3．计算天然地基的承载力；
4．计算单桩的极限承载力及选择桩尖持力层；
5．评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
标准贯入试验
第一节 概述 第二节 试验的设备与原理
第三节 试验的技术要求 第四节 试验资料整理 第五节 试验的工程应用
第一节 概 述
一、标准贯入试验的定义
二、标准贯入试验的优点及适用性
三、标准贯入试验的发展 四、标准贯入试验的目的
第 一 节 概 述
一、标准贯入试验的定义
（Standard Penetration Test ，SPT）
标准贯入试验(图文)
表4.1.8砂土的密实度 标准贯入试验锤击数N 密实度
N≤10
10<N≤15 15<N≤30 N>30
松散
稍密 中密 密实
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。
§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确定粘性土、砂土抗剪强 度和变形参数，见下表。
§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；
§8.5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 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
8.5.1确定砂土密度 《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
8.5.6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：
N cr N 0 ln0.6d s 1.5 0.1d w 3 / c
式中 Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值； N0——液化判别标准贯入锤击数基准值，可按表 4.3.4采用；
§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。
N≤10
10<N≤15 15<N≤30 N>30
松散
稍密 中密 密实
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。
§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确定粘性土、砂土抗剪强 度和变形参数，见下表。
§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；
§8.5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 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
8.5.1确定砂土密度 《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
8.5.6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：
N cr N 0 ln0.6d s 1.5 0.1d w 3 / c
式中 Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值； N0——液化判别标准贯入锤击数基准值，可按表 4.3.4采用；
§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。
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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ф15；4-贯入器头；5-触探杆
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
§8.2标准贯入试验设备
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。
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2试验方法
二.注意事项 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；
8.4.1《勘规》要求 《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。
岩土工程勘察标准贯入试验精品PPT课件
岩土工程勘察
7.4 标准贯入试验（Standard penetration Test ，SPT）
标准贯入试验原来被归入动力触探试验一类，实 际上，它在设备规格上与前述重型圆锥动力触探试验 也具有很多相同之处，而仅仅是圆锥形探头换成了由 两个半圆筒组成的对开式管状贯入器。此外与重型圆 锥动力触探试验不同的一点在于，规定将贯入器贯入 土中所需要的锤击数（又称为标贯击数）作为分析判 断的依据。
（5）贯入击数的修正问题 杆长修正
上覆有效应力影响修正
地下水影响修正
（6）试验成果及应用
判断砂土密实度
标贯击数与砂土密实度的关系对照表
人力松绳
N1
上海市标准《岩土工程勘察规范》（DBJ08-371994）考虑了土层埋深因素产生的上覆压力影响，对 实测的标贯击数进行了上覆压力修正，并在此基础上 根据修正后的标贯击数给出了对应的砂土密实程度。
判定软土的固结历史
根据Cu-h 曲线判定软土的固结历史:
1. 若Cu-h 曲线大致呈一通过地面原点的直线，可 判定为正常固结土； 2. 若Cu-h 直线不通过原点而与纵坐标的向上延长 轴线相交，则可判定为超固结土。
7.6 旁压试验
旁压试验又称为横压试验，它是通过圆柱状旁 压器对钻孔壁施加均匀横向压力，使孔壁土体发生 径向变形直至破坏，同时通过测量系统量测横向压 力和径向变形之间的关系，进一步推求地基土力学 参数的一种原位测试方法。分为预钻式和自钻式。
3. 探杆最大相对弯曲度应小于 1/1000。 4. 正式试验前， 应预先将贯入器打入土中 15cm， 然后开始记录每打入 10cm 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 到 50 击，而贯入深度未达到 30cm 时，可记录 50 击 的实际贯入度，并按下式换算成相当于 30cm 贯入度
7.4 标准贯入试验（Standard penetration Test ，SPT）
标准贯入试验原来被归入动力触探试验一类，实 际上，它在设备规格上与前述重型圆锥动力触探试验 也具有很多相同之处，而仅仅是圆锥形探头换成了由 两个半圆筒组成的对开式管状贯入器。此外与重型圆 锥动力触探试验不同的一点在于，规定将贯入器贯入 土中所需要的锤击数（又称为标贯击数）作为分析判 断的依据。
（5）贯入击数的修正问题 杆长修正
上覆有效应力影响修正
地下水影响修正
（6）试验成果及应用
判断砂土密实度
标贯击数与砂土密实度的关系对照表
人力松绳
N1
上海市标准《岩土工程勘察规范》（DBJ08-371994）考虑了土层埋深因素产生的上覆压力影响，对 实测的标贯击数进行了上覆压力修正，并在此基础上 根据修正后的标贯击数给出了对应的砂土密实程度。
判定软土的固结历史
根据Cu-h 曲线判定软土的固结历史:
1. 若Cu-h 曲线大致呈一通过地面原点的直线，可 判定为正常固结土； 2. 若Cu-h 直线不通过原点而与纵坐标的向上延长 轴线相交，则可判定为超固结土。
7.6 旁压试验
旁压试验又称为横压试验，它是通过圆柱状旁 压器对钻孔壁施加均匀横向压力，使孔壁土体发生 径向变形直至破坏，同时通过测量系统量测横向压 力和径向变形之间的关系，进一步推求地基土力学 参数的一种原位测试方法。分为预钻式和自钻式。
3. 探杆最大相对弯曲度应小于 1/1000。 4. 正式试验前， 应预先将贯入器打入土中 15cm， 然后开始记录每打入 10cm 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 到 50 击，而贯入深度未达到 30cm 时，可记录 50 击 的实际贯入度，并按下式换算成相当于 30cm 贯入度
第三章4 标准贯入试验(岩土测试技术)
6、确定土的抗剪强度
7、确定土的变形参数
C ( N 6) Es 4.0 C ( N 6)
土名 C 含砂粉土 0.3 细砂 0.35 中砂 0.45
( N 15) ( N 15)
粗砂 0.7 含砾砂土 含砂砾石 1.0 1.2
8、计算剪切波速
标贯与一般动探的主要区别在于探头不同
一、测试程序
进行钻探，钻进到需要进行试验的土层标高以上约 15cm，清孔后换用标准贯入器，并量得深度尺寸； 采用自动脱钩的自由落锤进行锤击，保持贯入器、探 杆、导向杆连接后的垂直度； 以每分钟15~30击的贯入深度将标准贯入器打入试验 土层，先打入0.15m不计击数，继续贯入土中0.30m， 记录贯入锤击数N；如果土很硬，完全贯入很难，记 录贯入较小深度S的锤击数n ，则N=30n/ S ； 拔出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别描述； 继续钻进，到下一试验土层重复标贯试验。
N cr : 液化判别标准贯入锤击数临界值； N 0 : 液化判别标准贯入锤击数基准值； d s : 标准贯入试验点深度（m）； d w : 地下水位埋藏深度（m）；
c : 土中粘粒百分含量，当Pc 3%时，取Pc 3。
标准贯入锤击数基准值N0 地震烈度 7度 6 8 8度 10 12 9度 16 18 第一组 第二组、第三组
设计地震 分组
5、确定粘性土的稠度状态及无侧限抗压强度
N（手）与稠度状态的关系（N（手）=0.74+1.12N（机））
N（手） IL（液性指数） 稠度状态 <2 >1 流动 2-4 1-0.75 软塑 4-7 0.75-0.5 软可塑 7-18 0.5-0.25 硬可塑 18-35 0.25-0 硬塑 >35 <0 坚硬
十一、标准贯入试验
十一、 标准贯入试验1. 试验的目的及意义（1） 评价地基土的物理状态； （2） 评价地基土的力学性能参数； （3） 计算天然地基的承载力；（4） 计算单桩的极限承载力及选择桩尖持力层； （5） 评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
2. 试验的适用范围标准贯入试验适用于一般粘性土，粉土，砂土等。
3. 试验的基本原理标准贯入试验是用63.5Kg 的穿心锤，以76cm 的落距自由落下，将一定规格的标准贯入器打入土中，记录打入30cm 的锤击数，即标准贯入击数N ，并以此评价不同深度处土的工程性质。
这种试验方法常用来评价砂土密实度和液化特性。
根据功能转换关系，得 d p R AhE N=， 则 p d E N R Ah=⨯即锤击数N 的大小直接反映动贯入阻力d R 的大小，所以其直接反映被贯入土层的密实程度和力学性质。
4.试验仪器及制样工具（1）贯入器标准规格的贯入器是由对开管和管靴两部分组成的探头。
对开管是由两个半圆管合成的圆筒型取土器；管靴是一底端带刃口的圆筒体。
二者通过螺纹连接，管靴起到固定对开管的作用。
（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。
国际、国内的穿心锤除重量相同外，锥形上不完全统一。
落锤能量受落距控制，落锤方式有自动脱钩和非自动脱钩两种。
目前国内普遍使用自动脱钩装置。
（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。
在与穿心锤连接处设置一锤垫。
5.试验步骤第一部分，准备工作：（1）、标准贯入试验需与钻探配合，钻进至需要进行标准贯入试验位置的土层标高以上15cm处。
（2）、在钻杆上安装标贯器，放入钻孔底部，避免冲击孔底。
（3）、吊装标贯锤和导杆，注意保持贯入器、钻杆、导向杆连接后的垂直。
第二部分，试验阶段：（1）、在钻赶上标上贯入深度标记，先标15cm标记，然后再标三个10cm标记。
（2）、采用自动脱钩装置将标贯锤提升至76cm后自由落下，将标贯器先打入15cm不记录锤击数。
标准贯入试验(图文)经典.ppt
优选
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§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。
优选
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§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。
测定贯入器所在深度，要求残土厚度不大于0.1m。
优选
16
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2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，
8.2.2标准贯入试验设备
优选
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§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
优选
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§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
优选
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§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
优选
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§8.2标准贯入试验设备
第7章.标贯试验
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。
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（ Standard Penetration Test ，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。
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。
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。
标准贯入试验(图文)
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§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。
测定贯入器所在深度，要求残土厚度不大于0.1m。
精选
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§8.3标准贯入试验要点
8.3.2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。
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。
精选
2
§8.1标准贯入试验概念
8.1.1标准贯入试验概念
精选
3
§8.2标准贯入试验设备
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。
精选
4
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2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。
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ф15；4-精贯选入器头；5-触探杆
5
§8.2标准贯入试验设备
标准贯入试验
一、标贯试验的修正
第
四
试验的影响因素是很复杂的,其中有些因素可通过标准
节 化的办法使其统一以减少对试验成果的影响,如设备、落
试 锤方法、试验方法等影响因素属于这一类。
验
但另一些因素如杆长、地下水位、上覆压力等,则是
成 无法人为控制的,因此要进行修正。
果 1．杆长修正
整
与圆锥动力触探相似,关于试验成果进行杆长修正问题,
6
9
12
15
α
1.0
0.92
0.86
0.81
0.77
18
21
0.73
0.70
2021/3/14
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表5-2中的α值是根据牛顿弹性碰撞理论计算而得,并 非实测值,与实际并不符合。关于限制在21m以内也是由 于历史原因造成的。目前,实际工程中标准贯入试验的杆 长最长已超过100m,试验成果(N值)仍能较好地反映土层 的力学性质的变化。
第5章 标准贯入试验
第一节 概述 第二节 试验的设备与原理 第三节 试验的技术要求 第四节 试验资料整理 第五节 试验的工程应用
第一节 概 述
一、标准贯入试验的定义 二、标准贯入试验的优点及适用性 三、标准贯入试验的发展 四、标准贯入试验的目的
第 一、标准贯入试验的定义
一
（Standard Penetration Test ,SPT）
6．在不能保持孔壁稳定的钻孔中进行试验时．应下套管 以保护孔壁,但试验深度必须在套管75cm以下;或采用泥浆 护壁。
7．最后绘出击数N和贯入深度标高（H）的关系曲线。见 图5-3。
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第四节 标准贯入试验的成果整理
第五章 标准贯入试验
§5.2 试验的设备与原理
一、标准贯入试验的试验设备 标准贯入试验设备主要由贯 入器、触探杆（钻杆）和穿心锤 三部分组成（图5-1）。 1.贯入器 标准规格的贯入器由对开管 和管靴两部分组成探头，对开管 是由两个半圆管合成的圆筒形取 土器；管靴是一个底端带刃口的 圆筒体。二者通过螺纹连结，管 靴起到固定对开管的作用。 2. 穿心锤 3.触探杆
建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）条文说明：
§5.4 试验资料整理
二、标准贯入试验的成果整理 （1）试验资料齐全：孔径、钻井方式、护孔方 式、落锤方式、地下水水位及孔内水位（或泥浆高 程）、初始贯入度、预打击数、试验标贯击数、记录 深度、贯入器所取扰动土样的鉴别描述。 （2）绘制标准贯入锤击数N与深度的关系曲线。 （3）结合钻探资料等，依据N值在深度上的变化， 对地基土进行分层，并统计各层锤击数。
§5.3 试验方法与技术要求
技术要求： （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； （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。
§5.2 试验的设备与原理
二、标准贯入试验的基本原理 标准贯入试验的原理与圆锥动力触探试验 基本相似，只是由于两者探头不同，其贯入过 程中探头对土的作用明显不同。在贯入过程中， 标贯试验贯入器对端部和周围土体将产生挤压 和剪切作用，还有一部分土体在冲击力的作用 下挤入贯入器，其工作状态和边界条件更为复 杂。
标准贯入试验
1．贯入器 标准规格的贯入器是由对开管和管靴两部分组成的探
头。对开管是由两个半圆管合成的圆筒型取土器；管靴是
一底端带刃口的圆筒体。二者通过螺纹连接，管靴起到固 定对开管的作用。贯入器的外径、内径、壁厚、刃角与长
度都有标准化尺寸，见表5-1。
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。国际、国内的穿心锤除重量相同外，锥 形上不完全统一。落锤能量受落距控制，落锤方式有自动
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—时间波形曲线（见图5—2）。
图5-2 F(t)~t波形曲线
计算进入探杆的第一个压缩波的能量Ei：
F(t)——在探杆中随时间变化的动压力；
△t——第一个应力波持续的时间，自t＝0开始；△t＝2L’／c (L’为 测力点到贯入器底的长度，c为应力波在探杆中的传播速度)；
（3）当下套管时，要防止套管下过头，否则在管内做试
验会使N值偏大。
2．为保证锤击时钻杆不发生侧向晃动，钻杆应定期检
查，使钻杆弯曲度小于0.1%，接头应牢固。
3．采用自动脱钩的自由锤击法进行标贯试验，并减少 导向杆与锤之间的摩擦阻力。避免锤击时偏心和晃动， 保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直度，以保持锤 击能量恒定。 4．将贯入器垂直打入试验土层中，锤击速率应小于30 击/min。先打入15cm，不计锤击数，继续贯入，记录每 打入10cm的锤击数，累计 30 cm的锤击数即为标准贯入
输入钻杆的锤击能量随着杆长变短而变小，使锤击值偏
大，α偏小，故不作杆长修正。
（4）不作杆长修正
《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》 （GB50307-1999）及《岩土工程勘察规范》
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2021
第二节 标准贯入试验的 设备与原理
一、试验设备 二、基本原理
2021
第 一、标准贯入试验的试验设备
二
标准贯入试验设备主要由贯入器、触探杆和穿心锤
节 三部分组成。如图5-1所示。
试
验
的
设
备
及
原
理
2021
1．贯入器 标准规格的贯入器是由对开管和管靴两部分组成的探
头。对开管是由两个半圆管合成的圆筒型取土器；管靴是 一底端带刃口的圆筒体。二者通过螺纹连接，管靴起到固 定对开管的作用。贯入器的外径、内径、壁厚、刃角与长 度都有标准化尺寸，见表5-1。 2．穿心锤
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，都会改变钻孔孔底的应力状态。 2．锤击能量
通过实测，即使是自动自由落锤，传递给探杆系统 的锤击能量也有很大的波动，变化范围达到±（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。
2021
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—时间波形曲线（见图5—2）。
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。国际、国内的穿心锤除重量相同外，锥 形上不完全统一。落锤能量受落距控制，落锤方式有自动 脱钩和非自动脱钩两种。目前国内普遍使用自动脱钩装置。
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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的工程源自质钻杆。在与穿心锤连接处设置一 锤垫。
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四、标准贯入试验的应用（目的）
1．评价地基土的物理状态（如地层剖面及软弱夹层）； 2．评价地基土的力学性能参数（如变形模量、物理力学 性质指标）； 3．计算天然地基的承载力； 4．计算单桩的极限承载力及选择桩尖持力层； 5．评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
2021
应该指出的是，除判别液化外，其余的应用方法都 是基于与其他测试方法的对比中建立起计算公式的。如 桩的承载力的预估是与载荷试验相对比，土的物理力学 性质指标是与室内试验成果建立相关关系。因此，对缺 乏使用经验的地区，在应用标准贯入试验时应与其他测 试方法配合作用。
第5章 标准贯入试验
第一节 概述 第二节 试验的设备与原理 第三节 试验的技术要求 第四节 试验资料整理 第五节 试验的工程应用
第一节 概 述
一、标准贯入试验的定义 二、标准贯入试验的优点及适用性 三、标准贯入试验的发展 四、标准贯入试验的目的
第 一、标准贯入试验的定义
一
（Standard Penetration Test ，SPT）
2021
二、标准贯入试验的优点及适用性
适用土层：砂性土、粘性土，不适用于碎石类土及岩层。 优点：操作简单、使用方便，地层适用性较广。 缺点：试验数据离散性较大，精度较低，对于饱和软粘土， 远不及十字板剪切试验及静力触探等方法精度高。
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三、标准贯入试验的发展
这种试验技术是20世纪40年代末期发展起来的。 由于使用方便，得到了广泛的应用，在美国及日本应 用最为广泛。在我国，50年代初期由南京水利实验处 研制并在治淮工程中得到广泛的推广，积累了大量的 使用经验。60年代在国内得以普及。
节
标准贯入试验是一种在现场用63.5kg的穿心锤，以
概 76cm的落距自由落下，将一定规格的带有小型取土筒的 标准贯入器打入土中，记录打入30cm的锤击数（即标准
述 贯入击数N），并以此评价土的工程性质的原位试验。
2021
SPT原位测试技术仍属于动力触探范畴，所不同的 是，其贯入器不是圆锥探头，而是标准规格的圆筒形探 头（由两个半圆筒合成的取土器）。与圆锥动力触探试 验相似，标准灌入试验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，才能评定地基 土的物理力学性质。
二、标准贯入试验的基本原理
标准贯入试验是利用一定的落锤能量（锤重63.5 kg， 落距76cm）将标准规格的贯入器贯入土中，根据打入 土中30 cm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，第四章中关于动力触探的试验原理也适用于标准 贯入试验。
标准贯入试验设备原先并不标准。各部件的规格各国 有所差异。国际土力学与基础工程协会(ICSMFE)于1957年 成立专门委员会开展研究工作，以解决SPT的标准化问题。 并于1988年向第一届国际触探试验会议提出标准贯入试验 国际标准建议稿，于1989年获得通过，开始执行。
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我国目前采用的SPT设备与国际标准一致，《岩土工 程勘察规范》（GB50021—2002）要求SPT的设备应符合 表5-1的规定。
图5-2 F(t)~t波形曲线
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计算进入探杆的第一个压缩波的能量Ei：
F(t)——在探杆中随时间变化的动压力； △t——第一个应力波持续的时间，自t＝0开始；△t＝2L’／c (L’为 测力点到贯入器底的长度，c为应力波在探杆中的传播速度)； A——探杆截面积； E——探杆的杨氏弹性模量； k1——测力点在打头以下△L位置时的修正系数； k2——探杆系统长度L小于等代杆长Le时的理论修正系数； kc——理论弹性波速c修正为实际弹性波速ca的修正系数； Le——等代杆长，锤质量与探杆单位长度质量之比。
表5-1 标准贯入试验设备尺寸
落 贯入器
钻
锤 对开管 管靴 杆
锤的质量（kg） 落距（cm） 长度（mm） 外径（mm） 内径（mm） 长度（mm） 刃口角度 刃口单刃厚度（mm） 直径（mm） 相对弯曲
63.5 76 >500 51 35 50~76 18~20 2.5 42 <1/1000
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但是，SPT与动力触探在贯入器上的差别，决定了 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。
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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
第二节 标准贯入试验的 设备与原理
一、试验设备 二、基本原理
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第 一、标准贯入试验的试验设备
二
标准贯入试验设备主要由贯入器、触探杆和穿心锤
节 三部分组成。如图5-1所示。
试
验
的
设
备
及
原
理
2021
1．贯入器 标准规格的贯入器是由对开管和管靴两部分组成的探
头。对开管是由两个半圆管合成的圆筒型取土器；管靴是 一底端带刃口的圆筒体。二者通过螺纹连接，管靴起到固 定对开管的作用。贯入器的外径、内径、壁厚、刃角与长 度都有标准化尺寸，见表5-1。 2．穿心锤
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，都会改变钻孔孔底的应力状态。 2．锤击能量
通过实测，即使是自动自由落锤，传递给探杆系统 的锤击能量也有很大的波动，变化范围达到±（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。
2021
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—时间波形曲线（见图5—2）。
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。国际、国内的穿心锤除重量相同外，锥 形上不完全统一。落锤能量受落距控制，落锤方式有自动 脱钩和非自动脱钩两种。目前国内普遍使用自动脱钩装置。
2021
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的工程源自质钻杆。在与穿心锤连接处设置一 锤垫。
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四、标准贯入试验的应用（目的）
1．评价地基土的物理状态（如地层剖面及软弱夹层）； 2．评价地基土的力学性能参数（如变形模量、物理力学 性质指标）； 3．计算天然地基的承载力； 4．计算单桩的极限承载力及选择桩尖持力层； 5．评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
2021
应该指出的是，除判别液化外，其余的应用方法都 是基于与其他测试方法的对比中建立起计算公式的。如 桩的承载力的预估是与载荷试验相对比，土的物理力学 性质指标是与室内试验成果建立相关关系。因此，对缺 乏使用经验的地区，在应用标准贯入试验时应与其他测 试方法配合作用。
第5章 标准贯入试验
第一节 概述 第二节 试验的设备与原理 第三节 试验的技术要求 第四节 试验资料整理 第五节 试验的工程应用
第一节 概 述
一、标准贯入试验的定义 二、标准贯入试验的优点及适用性 三、标准贯入试验的发展 四、标准贯入试验的目的
第 一、标准贯入试验的定义
一
（Standard Penetration Test ，SPT）
2021
二、标准贯入试验的优点及适用性
适用土层：砂性土、粘性土，不适用于碎石类土及岩层。 优点：操作简单、使用方便，地层适用性较广。 缺点：试验数据离散性较大，精度较低，对于饱和软粘土， 远不及十字板剪切试验及静力触探等方法精度高。
2021
三、标准贯入试验的发展
这种试验技术是20世纪40年代末期发展起来的。 由于使用方便，得到了广泛的应用，在美国及日本应 用最为广泛。在我国，50年代初期由南京水利实验处 研制并在治淮工程中得到广泛的推广，积累了大量的 使用经验。60年代在国内得以普及。
节
标准贯入试验是一种在现场用63.5kg的穿心锤，以
概 76cm的落距自由落下，将一定规格的带有小型取土筒的 标准贯入器打入土中，记录打入30cm的锤击数（即标准
述 贯入击数N），并以此评价土的工程性质的原位试验。
2021
SPT原位测试技术仍属于动力触探范畴，所不同的 是，其贯入器不是圆锥探头，而是标准规格的圆筒形探 头（由两个半圆筒合成的取土器）。与圆锥动力触探试 验相似，标准灌入试验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，才能评定地基 土的物理力学性质。
二、标准贯入试验的基本原理
标准贯入试验是利用一定的落锤能量（锤重63.5 kg， 落距76cm）将标准规格的贯入器贯入土中，根据打入 土中30 cm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，第四章中关于动力触探的试验原理也适用于标准 贯入试验。
标准贯入试验设备原先并不标准。各部件的规格各国 有所差异。国际土力学与基础工程协会(ICSMFE)于1957年 成立专门委员会开展研究工作，以解决SPT的标准化问题。 并于1988年向第一届国际触探试验会议提出标准贯入试验 国际标准建议稿，于1989年获得通过，开始执行。
2021
我国目前采用的SPT设备与国际标准一致，《岩土工 程勘察规范》（GB50021—2002）要求SPT的设备应符合 表5-1的规定。
图5-2 F(t)~t波形曲线
2021
计算进入探杆的第一个压缩波的能量Ei：
F(t)——在探杆中随时间变化的动压力； △t——第一个应力波持续的时间，自t＝0开始；△t＝2L’／c (L’为 测力点到贯入器底的长度，c为应力波在探杆中的传播速度)； A——探杆截面积； E——探杆的杨氏弹性模量； k1——测力点在打头以下△L位置时的修正系数； k2——探杆系统长度L小于等代杆长Le时的理论修正系数； kc——理论弹性波速c修正为实际弹性波速ca的修正系数； Le——等代杆长，锤质量与探杆单位长度质量之比。
表5-1 标准贯入试验设备尺寸
落 贯入器
钻
锤 对开管 管靴 杆
锤的质量（kg） 落距（cm） 长度（mm） 外径（mm） 内径（mm） 长度（mm） 刃口角度 刃口单刃厚度（mm） 直径（mm） 相对弯曲
63.5 76 >500 51 35 50~76 18~20 2.5 42 <1/1000
2021
但是，SPT与动力触探在贯入器上的差别，决定了 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。
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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