标准贯入试验(图文)
[最新]岩土勘察spt标准贯入试验讲义(71页,图文)
人力松绳
粘性土承载力标准值与标准贯入击数的关系
人力松绳
Terzaghi 提出用标贯击数确定地基土承载力标准 值经验关系,安全系数取3:
对条形基础:
f K 12N
对独立方形基础: f K 15N
日本住宅公团的经验关系式如下: f K 8N
估算单桩承载力
北京市勘察院提出的预估钻孔灌注桩单桩竖向极限 承载力的计算公式为:
(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。
评定黏性土的不排水抗剪强度 Cu
Terzaghi 和 Peck 提出用标贯击数评定性土不排水抗 剪强度的经验关系式如下:
Cu (6 ~ 6.5)N
日本道路桥梁设计规范则采用下列经验关系式:
Cu (6 ~ 10)N
评定土的变形参数 国内用标贯击数确定地基土变形参数的经验公式
评定地基土的承载力 我国《建筑地基基础设计规范》
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
(2)试验原理
岩土工程勘察 4.5 标准贯入试验
砂土或粉土
作为标准贯入试验的土样,应具 有代表性。
钻孔
用于放置试验锤和钻杆,需根据 土层深度和试验要求进行钻取。
设备维护与保养
定期检查试验设备
确保设备正常运转,及时发现并 处理故障。
清洁保养
保持设备清洁,防止锈蚀和磨损。
定期校准
确保设备测量准确,提高试验结果 的可靠性。
03 标准贯入试验操作流程
岩土工程勘察 4.5 标准贯入试验
目 录
• 标准贯入试验概述 • 标准贯入试验设备与材料 • 标准贯入试验操作流程 • 标准贯入试验数据处理与分析 • 标准贯入试验注意事项与安全措施 • 标准贯入试验案例分析
01 标准贯入试验概述
定义与目的
定义
标准贯入试验是一种通过锤击一定质 量和一定规格的实心金属贯入器,测 量土层或岩层中贯入器的贯入深度, 从而获取土层或岩层的物理性质和力 学参数的试验方法。
注意数据记录和处理
试验人员应及时记录和处理试验数据,避 免数据丢失或误差,为后续的岩土工程勘 察提供准确的数据支持。
安全风险评估
评估试验场地的安全状况
在试验前应对试验场地进行全面的安全风险评估,包括地质、地 形、气象等方面的评估,确保试验过程的安全。
识别潜在的安全风险
通过安全风险评估,识别出潜在的安全风险,如设备故障、操作失 误、自然灾害等,并制定相应的应对措施。
根据勘察要求,选择具有代表性 的地层进行试验,确保试验数据 的准确性和可靠性。
安装与调试设备
按照标准贯入试验的规范要求, 安装试验设备并确保其正常运行, 对设备进行必要的调试。
采集原始数据
记录标准贯入试验的原始数据, 包括贯入深度、锤击数、落锤高 度等参数,确保数据的完整性和 准确性。
标准贯入试验(图文)
通过试验数据,分析该地区砂土的承载力 、变形特性、压缩性等力学性能,为工程 设计和施工提供依据。
实例二:某地区粘性土的标准贯入试验
试验目的
了解某地区粘性土的物理性质和力学性能,为工程设计和施工提供依 据。
试验设备
标准贯入试验锤、标准贯入试验杆、测力计、触探杆等。
试验过程
将标准贯入试验锤从一定高度自由下落,打入粘性土中,记录贯入深 度和锤击数,同时测量土层压力和侧压力。
确定粘性土的状态和软硬程度
状态确定
通过标准贯入试验,可以了解粘性土的状态,如坚硬、硬塑、可 塑、软塑或流塑等。
软硬程度评估
标准贯入试验的击数可以反映粘性土的硬度和强度。一般来说,击 数越高,粘性土的硬度和强度越大,反之则越小。
影响因素
粘性土的含水量、有机质含量、矿物成分等因素会影响其状态和软 硬程度,进而影响标准贯入试验的结果。
确定砂土的密实度和液化可能性
密实度确定
标准贯入试验可以反映砂土的密实程度,通过分析贯入击 数与密实度的关系,可以评估砂土的密实度等级。
液化可能性评估
对于砂土层,标准贯入试验的击数可以用来评估其液化可 能性。根据液化判别标准,当砂土的实测击数小于临界击 数时,可能发生液化现象。
影响因素
砂土的颗粒组成、级配、地下水压力等都会影响标准贯入 试验的结果,进而影响密实度和液化可能性的评估。
随着科技的不断进步和应用需求的增加,准贯入试验 技术将不断发展和完善,提高测试精度和可靠性。
输标02入题
未来可以研究开发新型的准贯入试验仪器和设备,提 高测试效率、减小对土层的扰动,并实现自动化和智 能化。
01
03
同时,应加强与其他原位测试方法的比较和联合应用, 综合分析各种测试方法的优缺点和适用范围,以提高
标准贯入试验
标准贯入试验一、原理:试验是采用质量为63.5kg的穿心锤,以76cm 的落距,将一定规格的标准贯入器先打入土中15cm,然后开始记录锤击数目,将标准贯入器再打入土中30cm,用此30cm的锤击数作为标准贯入试验的指标。
二、试验方法:1、用钻机先钻到需要进行标准贯入试验的土层,清孔后,换用标准贯入器,并量得深度尺寸。
2、将贯入器垂直打入试验土层中,先打入15cm,不计击数,继续贯入土中30cm,记录其锤击数,此数即为标准贯入击数N。
若遇比较密实的砂层,贯入不足30cm的锤击数已超过50击时,应终止试验,并记录实际贯入深度△S和累计锤击数n,按下式换算成贯入30cm的锤击数N:N=30n/△Sn----所选取的任意贯入量的锤击数(击)△S------对应锤击数n的贯入量(cm)3、提出贯入器,将贯入器中土样取出,进行鉴别描述、记录,然后换以钻探工具继续钻进,到下一需要进行试验的深度,再重复上述操作,一般可每隔1.0-2.0m进行了一次试验。
4、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口75cm以下,或采用泥浆护壁。
5、由于钻杆的弹性压缩会引起能量损耗,钻杆过长时传入贯入器的动能降低,因而减少每击的贯入深度,亦即提高了锤击数,所以需要根据杆长对锤击数进行修正:N=aNoNo------实际记录的锤击数a------修正系数,按3-13选用N-----修正后的锤击数3-136、对于同一层土应进行多次试验,然后取锤击数的平均值。
三、数据整理1、整理时应有以下资料:钻孔孔径、钻进方式、护孔方式、落锤方式、地下水位等。
2、绘制标贯击数N与深度的关系曲线,或在地质剖面图上标出试验深度处的N值。
3、结合钻探及其他原位试验,依据N值在深度上的变化,对各土层的N值进行统计,统计时要剔除个别异常值。
四、试验结果应用1、根据N估计砂土的密实度见表3-142、根据N估计天然地基的容许承载力,见3-15、3-163-14砂土的密实度表3-15砂土的容许承载力3-16 一般粘性土和老粘性土的容许承载力。
YS 5213-2000 标准贯入试验
标准贯入试验(YS5213-2000)1 标准贯入试验用质量为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,测记再打入30cm的锤击数,判定土的物理学特性。
2 试验设备标准贯入试验设备应由以下部件组成,其规格和精度应符合表的规定。
带有排水阀的贯入器头组成。
2、落锤系统:由穿心锤、锤垫、导向杆、自动落锤装置组成。
3、钻杆。
2.2试验设备应符合下列要求:1、钻杆应平直,当出现弯曲超过1‰时应予调直后再使用;2、对开式贯入器的对缝应平直、严密,出现扭曲、膨胀、错缝等变形时应停止使用;3、贯入器靴的刃口应保持完整,当出现缺口或卷刃等破坏,其单个长度大于5mm,或总长度大于12mm时,应停止使用;4、当落锤质量和导向杆的落距误差超过允许范围时,应停止使用;5、自动落锤装置应保持正常的落锤性能,不得对导向杆产生提拔作用。
3 试验方法3.1试验准备3.1.1试验钻孔应符合以下要求:1、钻孔采用回转钻进,钻孔垂直度应符合钻探规程的规定,孔径宜为76~150mm;2、钻具钻进至试验深度以上15cm时,停止钻进,清除孔底残土,残土厚度不得超过5cm,清孔应避免孔底以下土层被扰动;sN ∆=n 30NN ⋅=a '3、当在地下水位以下的土层中试验时,应保持孔内水位高于地下水位;当孔壁不稳定时应采用泥浆或套管护壁;采用套管时,套管不应推进至试验段内。
3.2.2 试验设备的准备应符合以下要求:1、贯入器、钻杆、锤垫、导向杆各部件的连接必须牢固,并保持连接后的垂直度;孔口宜采取导向措施。
2、贯入器应平稳放至孔底,严禁冲击或压入孔底。
3.2 试验步骤3.2.1 试验必须采用自动落锤装置,并保持钻杆垂直,避免摇晃。
3.2.2 试验时先预打15cm (包括贯入器在其自重下的初始贯入量),然后开始试验锤击。
3.2.3 将锤提升至规定高度,使锤自动脱勾,自由下落,反复击打,锤击速率不应超过30击/min 。
贯入试验
3.人工挖孔桩桩端阻力特征值qpa=160×N63.5.(建筑地基基础技术规范-DB21/907-2005-9.3.2条).
4.人工挖孔经验公式qpa=54.8×N10-1140中的N10仅适用表中公式〔2〕的N10击数。
5.表中锤击数取整,中间值时采用直线内插。
摘自岩土工程勘察规范GB50021-2001-10.4
标准贯入试验N及因锤动力触探轻型N10;因锤动力触探重型N63.5和地基承载力特征值fak(Kpa)及人工挖孔桩桩端阻力特征值qpa(Kpa)经验公式换算表
N(击数)
N63.5(击数)
5.0
2.3
10
4.2
15
5.7
20
7.1
25
8.2
30
9.2
3.每贯入1m,宜将探杆转动一圈半,当贯入深度超过10m,每贯入20cm宜转动探杆一次。
4.对轻型动力触探,当N10>100或贯入15cm锤击数超过50时,可停止试验,对重型动力触探,当连续三次N63.5>50时,可停止试验改用超重型动力触探。
三.圆锥动力触探试验成果分析应包括下列内容:
1.单孔连续圆锥动力触探试验应绘制锤击数与贯入深度关系曲线。
25
42
50-60
指标
贯入30cm的读数N10
贯入10cm的读数N63.5
贯入10cm的读数N120
主要适用岩土
浅部的填土、砂、土、粉土、粘性土
砂土、中密以下的碎石土、极软岩
密实和很密的碎石土、软岩、极软岩
二.圆锥动力触探试验技术应符合下列规定:
标准贯入试验SPT
ρc
d s = 15 ~ 20m
N > N cr N < N cr
不液化 液化
N0对设计裂度为7、8、9度时,分别为6、10、16 (近震)
6)估算单桩极限承载力 7)估算土的强度指标(c、φ值) 8)估算地基土的变形指标(变形模量、 压缩模量) 9)估算地基基床系数 10)估算地层的平均剪切波速
正在进 行标准 贯入试 验
标准贯入器与钻杆的连接
标准贯入器内的土样
• 思考: • 标准贯入试验的适用范围及其成果应 用? • 标贯击数为何要作杆长修正?
N =α ⋅N
探杆长度/m α
0 63.5
3 1.0
6 0.92
9 0.86
12 0.81
15 0.77
18 0.73
21 0.70
2)地下水的修正 Terzaghi和Peck(1953)提出对于d10= 0.1~0.05mm的饱和粉细砂,当实测标贯击数>15 时,应按下式修正: 1 0 N = 15 + ( N 63.5 − 15) 2
5)提取贯入器,对贯入器中的土样进行描 述;或送实验室试验; 6)每隔1~1.5m深度,或根据需要,重复 上述步骤进行试验; 7)锤击数达50击仍未贯入30cm,应停止 贯入,并记录该贯入度ΔS,按下式换算成 相当于30cm的锤击数:
N
0 63.5
50 = 30 × ∆S
3、资料整理
1)杆长修正(不同规范有不同要求)
N 10 10<N 15 松散 稍密 15<N 30 N >30 中密 密实
5)判断饱和砂及粉土的液化 地层地震液化临界标贯击数:(建筑抗震 设计规范)
N cr = N 0 [0.9 + 0.1(d s − d w )] N cr = N 0 (2.4 − 0.1d s ) 3 3
岩土勘察spt标准贯入试验讲义-PPT
评定砂土的抗剪强度指标
砂土的内摩擦角与标贯击数的关系表
注:均质砂取高值,非均质砂取低值,粉砂减5º,砂和砾石混合 土增加5º。
此表为 Meyerhof 和的建筑基础设计规范采用大畸的经验公式:
20N 15
此表为 美国 Gibbs 和 Holtz 成果。
优点:
旁压试验的物理模型为轴对称的圆柱形孔的扩张 问题,这个问题的弹塑性理论解已经得到很好的解 决。 旁压试验可以用来估计原位水平应力。 测试方便,不受地下水位的限制,与室内试验相 比,具有试样大、代表性强、扰动小的优点。 旁压试验具有较广泛的适应性,可适合于黏性土、 粉土、砂土、碎石土、极软岩、软岩等各类岩土的 测试。
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。
1. 采用回转钻进,钻进过程中要防止孔底涌土。当孔 壁不稳定时,可采用泥浆或套管护壁,钻至试验标高 15cm 以上时应停止钻进,清除孔底残土后再进行贯入 试验。 2. 应采用自动脱钩的自由落锤装置并保证落锤平稳下 落,减小导向杆与锤间的摩阻力,避免锤击偏心和侧 向晃动,保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直 度,锤击速率应小于每分钟30击。
砂土承载力标准值与标准贯入击数的关系
人力松绳
粘性土承载力标准值与标准贯入击数的关系
标准贯入试验. 3.14
24
(一)试验方法与技术要求
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。
25
(二)标准贯入试验的影响因素
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,都会改变钻孔孔底的应力状态。
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 锤击数N。
23
(一)试验方法与技术要求
若遇比较密实的砂土,贯入不足30cm的捶击数已超 过50击时,应终止试验,并记录实际贯入深度△S(cm) 和累计击数n。按下式换算成贯入30cm的锤击数N: N=30n/△S 5.每贯入45cm,提出贯入器,将其中土样取出进行鉴别 描述、记录,然后换以钻具继续钻进,至下一需要进行试 验的深度,再重复上述操作。一般每隔1.0~2.0m进行一次 试验。
38
(二)评定粘性土的稠度状态
1.Terzaghi及Peck提出的标贯击数与稠度状态之间的关系, 见表5-5,该表广泛流行至今。
表5-5 粘性土N与稠度状态关系(Terzaghi 及 peck)
39
2.在国内,按原冶金部武汉勘察公司149组资料统计的 经验关系,如表5-6所示。
表5-6 粘性土N与液性指数IL的经验关系
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, 标准贯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。
标准贯入试验(图文)经典.ppt
优选
11
§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
14
§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
6
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
优选
7
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
优选
8
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
优选
9
§8.2标准贯入试验设备
标准贯入试验(图文)
精选
11
§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
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, 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
(优选)标准贯入试验图文
§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。
§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。
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。
§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 பைடு நூலகம்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。
§8.1标准贯入试验概念
8.1.1标准贯入试验概念
§8.2标准贯入试验设备
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。
岩土勘察spt标准贯入试验讲义(71页,图文丰富)
由于十字板剪切试验得到的不排水抗剪强度一 般偏高,因此要经过修正才能用于工程设计,其修 正方法如下:
(Cu ) f Cu
修正系数取值
影响测试结果因素: 板头尺寸 剪应力分布 排水条件 土的各向异性 剪切速率 触变效应
1. 其他软土土
2. IL>1的土 Daccal
计算地基承载力 根据中国建筑科学研究院和华东电力设计院的
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。
(2)试验原理
采用标准贯入器打入土中一定距离( 30cm )所 需落锤次数(标贯击数)来表示土阻力大小
(3)试验设备
标准贯入试验系统组成: ① 贯入器; ② 穿心落锤; ③ 穿心导向触探杆。
穿心落锤
锤垫 穿心导向触探杆
贯入器
标准贯入试验设备规格及适用土类表
圆锥动力触探类型及设备规格
(4)标准贯入试验技术要求
di——i 点所代表的土层厚度(m),可采用与该标准贯入试验点相邻的上、 下两标准贯人试验点深度差的一半,但上界不高于地下水位深度,下界不深于液 化深度;
Wi——i 土层单位土层厚度的层位影响权函数值(单位为 m-1)。当该层中点 深度不大于 5m 时应采用 10,等于 20m 时应采用零值,5~20m 时应按线性内插法 取值。
(1)试验目的
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。
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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。
rs 1 1.704/ N 4.678/ N
2
式中 Nk——标准贯入试验锤击数标准值; Nm——标准贯入试验锤击数平均值; rs——统计修正系数(可经统计拟合得到); δ——变异系数; N——试验次数。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.4确定粘性土、粉土和砂土承载力
§8.5标准贯入试验资料应用
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.5选择桩端持力层 根据国内外实践,对于打入式预制桩,常选择 N=30~50的土层作为桩端持力层。 选择持力层时,必须结合当地地区建筑经验。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.6判别砂土、粉土的液化 《建筑抗震设计规范》(GB-50011-2011)第4.3.4条: 当饱和砂土、粉土的初步判别认为需进一步进行 液化判别时,应采用标准贯入试验判别法判别地面下 20m范围内土的液化;但对本规范第4.2.1条规定可不 进行天然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑, 可只判别地面下15m范围内土的液化。 当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于或 等于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化 土。当有成熟经验时,尚可采用其他判别方法。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2试验方法 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。
§8.4标准贯入试验资料整理
8.4.2整理资料 一.标贯击数修正 按照《勘规》中第10.5.5条,对于标贯试验成果 的作长度修正。 当探杆长度大于3m时ห้องสมุดไป่ตู้标贯击数应做修正: N=αN’ 式中 N——标准贯入试验锤击数,单位为击; α——触探杆长度修正系数,见下表; N’——实测贯入30cm锤击数。
§8.4标准贯入试验资料整理
8.4.1《勘规》要求 考虑到过去建立的N值与土性参数、承载力的经 验关系,所用N值均经杆长修正;而抗震规范评定砂 土液化时,N值又不作修正。 故在实际应用N值时,应按具体岩土工程问题, 参照有关规范考虑是否作杆长修正或其他修正。 勘察报告应提供不作杆长修正的N值,应用时再 根据情况考虑修正或不修正,用何种方法修正。
§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。 50
N 30
S
式中 △S——50击时的贯入度(cm)。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求 《勘规》第10.5.3条,关于标准贯入试验的技术 要求,作如下说明: 1.根据欧洲标准,锤击速度不应超过30击/min; 2.宜采用回转钻进方法,以尽可能减少对孔底土 的扰动。钻进时注意: 1)保持孔内水位高出地下水位一定高度,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)要缓慢地下放钻具,避免孔底土的扰动; 4)细心清孔; 5)为防止涌砂或塌孔,可采用泥浆护壁;
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-贯入器头;5-触探杆
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
穿心锤
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求 《岩土工程勘察规范》(GB-50021-2001)第10.5.3 条:标准贯入试验的试验技术要求应符合下列规定: 1.标准贯入试验孔采用回转钻进,并保持孔内水 位略高于地下水位。当孔壁不稳定时,可用泥浆护壁, 钻至试验标高以上15cm处,清除孔底残土后再进行试 验; 2.采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击,并减小 导向杆与锤间的摩阻力,避免锤击时的偏心和侧向晃 动,保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直度,锤 击速率应小于30击/min;
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。
§8.1标准贯入试验概念
8.1.1标准贯入试验概念
§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。
§8.2标准贯入试验设备
§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。 若遇密实土层,锤击数超过50击,而贯入深度未 达30cm时,不应强行打入。可记录50击的实际贯入深 度,按前面公式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤 击数N,并终止试验。 50 N 30 S
标准贯入试验
§8.1标准贯入试验概念
8.1.1标准贯入试验概念 将动力触探中的探头换成标准贯入器,然后按 照标准锤重、标准落距(相当于施加了标准动能),按 照标准施工流程(每击入土30cm),则动力触探试验就 成为标准贯入试验(SPT)(standard penetration test)。 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。
§8.4标准贯入试验资料整理
8.4.1《勘规》要求 2.由于N值离散性大,故在利用N值解决工程问 题时,应持慎重态度,依据单孔标贯资料提供设计参 数是不可信的;在分析整理时,与动力触探相同,应 剔除个别异常的N值; 3.依据N值提供定量的设计参数时,应有当地的 经验,否则只能提供定性的参数,供初步评定用。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2试验方法 一.试验方法 1.先用钻具钻至试验土层标高以上0.15m处,以 避免下层土扰动,然后清除孔底虚土。为防止孔中流 砂或塌孔,常采用泥浆护壁或下套管。 钻进方式宜采用回转钻进。 2.贯入前,检查探杆与贯入器接头,不得松脱, 然后将标准贯入器放入孔内。为避免冲击孔底,注意 保持贯入器、钻杆、导向杆联接后的垂直度,以保证 穿心锤中心施力,贯入器垂直打入。 测定贯入器所在深度,要求残土厚度不大于0.1m。
§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
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.3估算波速值 用标准贯入试验锤击数可估算土层的剪切波速值, 一些地方性经验公式见下表。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.4确定粘性土、粉土和砂土承载力 用标准贯入试验确定粘性土、粉土和砂土的承载 力,可参考下面表3-28和3-29,表中的锤击数N是按 下式经杆长修正后的锤击数Nk。 Nk=rsNm
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2试验方法 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。