第四节动力触探试验

一、仪器设备
1．轻型动力触探 包括导向杆、穿心锤、锤垫、
探杆和圆锥探头五部分，见图4-2。 重锤的提升有人力和机械两种。
2．重型动力触探 重型、超重型设备与轻型设备相似，只是在尺寸和
重量上有差别。另外，重型动探试验一般都采用自动落 锤方式，在锤上增加了提引器。
二、试验方法 （一）轻型、重型、超重型动力触探的测试程序和要求 1．轻型动力触探 （1）先用轻便钻具钻至试验土层标高以上0.3m处，然后对所
需试验土层连续进行触探。 （2）试验时，穿心锤落距为（0.500.02）m，使其自由下落。
记录每打入土层中0.30m时所需的锤击数。 （3）若需描述土层情况时，可将触探杆拨出，取下探头，换
钻头进行取样。 （4）如遇密实坚硬土层，当贯入0.30m所需锤击数超过100击
或贯入0.15m超过50击时，即可停止试验。如需对下卧土层进行试 验时，可用钻具穿透坚实土层后再贯入。
试验成果的整理分析
• 1．检查核对现场记录 • 在每个动探孔完成后，应在现场及时核对所记录的击数、 尺寸是否有错漏，项目是否齐全；核对完毕后，在记录表上签 上记录者的名字和测试日期。 • 2．实测击数校正 • （1）轻型动力触探 • 1）轻型动力触探不考虑杆长修正，根据每贯入30cm的实 测击数绘制N10~h曲线图。 • 2）根据每贯入30cm的锤击数对地基土进行力学分层，然 后计算每层实测击数的算术平均值。
标准贯入试验
一、定义 动 力 触 探 的 一 种 ， 它 是 利 用 锤 击 动 能 （ 锤 重 63.5kg ， 落 距
76cm),将一定规格的对开管式贯入器（外径51mm，内径35mm）, 下端接管靴，上端接一内外径与对开管相同的钻杆接头打入钻孔 孔底的土中，判别土层的变化和土的工程性质。贯入阻抗用贯入 器贯入土中30cm的锤击数N表示。
•N120=N120
（3-16）
• 使用时不但应注意两者在计算结果上的差异，还应注意两
者使用的探杆直径不同。
2．划分土层界限 划分力学分层的原则：考虑动贯入阻力在土层变化
附近的“超前反应”。
超前反应指的是当探头从软层进入硬层或从硬层进 入软层之前，动贯入阻力就已感知土层的变化，提前变 大或变小，反应的范围约为探头直径的2~3倍。
土、砂砾土、卵石、砾石等含粗颗粒的土类。
三、动力触探技术的发展
1. 国际上 动力触探的发展历史较长。最先在欧洲各国得到
广泛应用，就是因为这些国家广泛分布着粗颗粒土层 及冰积层，取土样比较困难，适合采用动力触探方法。 2. 在国内 （1）50年代初由南京水利实验处引进推广。 （2）至50年代后期得到普及，很多单位做了很有价值的 试验研究，积累了大量的使用经验。
•
动力触探试验的典型N-h曲线
成果的工程应用
1．评定地基土的状态或密实程度
根据我国《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-
2002），可采用重型圆锥动力触探的锤击数N63.5评定碎 石土的密实度，见表3-20。
表3-20 碎石土的密实度
锤击数N63.5 N63.5<=5
5<N63.5<=10 10<N63.5<=20
（5）本试验一般用于贯入深度小于4m的土层。必要时，也可 在贯入4m后，用钻具将孔掏清，再继续贯入2m。
2．重型动力触探 （1）试验前将触探架安装平稳，使触探保持垂直地进行。垂 直度的最大偏差不得超过2%。触探杆应保持平直，连结牢固。 （2）贯入时，应使穿心锤自由落下，落锤高度为（0.760.02） m。地面上的触探杆的高度不宜过高，以免倾斜与摆动太大。 （3）锤击速率宜为每分钟15-30击。打入过程应尽可能连续， 所有超过5min的间断都应在记录中予以注明。 （4）及时记录每贯入0.10m所需的锤击数。其方法可在触探杆 上每0.1m划出标记，然后直接（或用仪器）记录锤击数；也可以记 录每一阵击的贯入度，然后再换算为每贯入0.1m所需的锤击数。最 初贯入的lm内可不记读数。 （5）对于一般砂、圆砾和卵石，触探深度不宜超过12~15m； 超过该深度时，需考虑触探杆的侧壁摩阻影响。
无法实测地基土的极限侧壁摩阻力）。由桩的静载荷试 验确定承载力标准值与桩尖平面处的动力触探指标进行 统计分析，提出单桩承载力公式：
成都地区的经验 一般桩基持力层为卵石土，由35组资料统计，得： Ru=299+126.1N120
式中，Ru——桩尖平面处地基土的极限承载力，kPa。 N120——桩尖平面处上下4D（桩径）范围修正后的击数平均
（6）每贯入0.1m所需锤击数连续三次超过50击时，即停止试 验。如需对下部土层继续进行试验时，可改用超重型动力触探。
（7）本试验也可在钻孔中分段进行，一般可先进行贯入，然 后进行钻探，直至动力触探所测深度以上1m处，取出钻具将触探器 放入孔内再进行贯入。
3．超重型动力触探 （1）贯入时穿心锤自由下落，落距为（1.000.02）m。贯入 深度一般不宜超过20m，超过此深度限值时，需考虑触探杆侧壁摩 阻的影响。
（2）其他步骤可参照重型动力触探进行。
贯入深度的一般限制：
对轻型，一般应<4m，主要用于测试并提供浅基础 的地基承载力参数；检验建筑物地基的夯实程度；检验 建筑物机槽开挖后，基底以下是否存在软弱下卧层等。
重型<12~15m，超重型<20m，超过此深度应考虑 侧壁摩阻力的影响。主要用于查明地层在垂直方向和水 平方向上的均匀程度。
• （3）重型、超重型动力触探
• 1）铁路《动力触探技术规定》（TBJ8-87）中规定，实测
击数应按杆长校正。重型动力触探的实测击数（N63.5），按下式 进行校正：
•N63.5=N63.5
（3-13）
杆长修正
对杆长的影响，我国各个领域的规范或规程不尽相同。 （1）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001），对动力 触探试验指标均不进行杆长修正。 （2）铁道部行业标准《铁路工程地质原位测试规程》 （TB10041-2003），规定需进行杆长修正。
N63.5的杆长修正系数
N120的杆长修正系数
• 超重型动力触探的实测击数（N120），应先按公式（3-14） 换算成相当于重型的实测击数（N63.5），然后再按公式（3-13） 进行杆长击数校正。
•N63.5=3N120-0.5 • 2）中国西南建筑勘察院对杆长击数的校正
（3-14）
• 对超重型动力触探的实测击数N120，直接按表进行杆长击 数校正。
一、动力触探试验的定义（DPT ）
利用一定的锤击能量，将一定规格的圆锥探头打入 土中，根据打入土中的难易程度来判别土层工程性质的 一种现场测试方法。
判别指标采用的是贯入一定深度的锤击数。
二、动力触探试验的优点及适用性
优点：试验设备相对简单，操作方便，适应土类较广， 并且可以连续贯入。
缺点：试验误差较大，再现性较差。 适用土类：对难以取样的各种填土、砂土、粉土、碎石
N63.5>=20
密实度 松散 稍密 中密 密实
注：（1）本表适用于平均粒径小于50且最大粒径不超过100mm的 卵石、碎石、圆砾、角砾。
（2）表内N63.5为修正后的平均值。
• 2．确定地基土的承载力
• 中国建筑西南勘察院采用120kg重锤和直径60mm
探杆的超重型动探，并与载荷试验的比例界限值pl进行 统计，对比资料52组，得如下公式：
实际中可以这样处理：当击数由小变大（软层进入 硬层）时，分层界限可选在软层最后一个小值点以下 2~3倍探头直径处；当击数由大变小（硬层进入软层） 时，分层界限可选在软层第一个小值点以上2~3倍探头 直径处。
• 3．绘制动力触探击数沿深度分布曲线 • 以杆长校正后的击数为横坐标，以贯入深度为纵 坐标绘制曲线图。因为采集的数据表示每贯入某一深 度的锤击数，故曲线图一般绘制成沿深度方向的直方 图。
因此，在进行成果整理时，应根据岩土参数与动力触 探指标之间的经验关系式时的具体条件，决定是否对试验 指标进行杆长修正。
采用牛顿碰撞理论，建立杆长修正公式：
N=αN’ 可以对重型、超重型动力触探结果进行修正。 N——经修正后的圆锥动力触探锤击数； N’——实测的圆锥动力触探锤击数。 表3-16，3-17, 分别给出了重型、超重型动力触探试 验结果的杆长修正系数。
勘察场地的工程地质剖面，据此选择桩基持力层，确定在 勘察范围内各部位的桩长。
持力层位置的确定，各地区都有自己的经验值。如成 都地区，对300mm*300mm方桩，N63.5应大于15~20击 /10cm，此卵石层的厚度不应小于2.0~1.5m。
（2）单桩承载力的确定 主要用于确定桩端承力为主的短桩（因为动探测试
我国《土工试验规程》（SD128－86）将动力触探分 为轻型、重型、超重型三种。其规格见下表。
根据所用穿心锤的质量将动力触探试验分为轻型、中型、重 型和超重型等种类。动力触探类型及相应的探头和探杆规格见表 3-1。
五、动力触探试验的目的
1．试验成果 （1）进行地基土的力学分层； （2）定性评价地基土的均匀性和物理性质（状态、密实 度等）； （3）查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。 2．成果应用 （1）评定地基土的强度和变形参数； （2）评定天然地基的承载力； （3）估算单桩承载力。
•
f k=80N120
（3N12010）
• 中国地质大学（武汉）对粘性土也有类似经验公式：
• fk=32.3N63.5+89 （2N63.516）
N10估计粘性土和素填土的承载力标准值
土类
粘性土
素填土
N10
15
20
25
30
10
20
30
40
fk（kPa） 105
145
190
230
85
115
135
160
• （3）70年代制定了相应的规范，在试验设备 类型上趋于统一和标准化，加快了发展进程。