岩土工程勘察 第七章 静力触探试验

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 连续三次时， N63.5>100可停止试验或改用超重型 动力触探。
5. 为了减少探杆与孔壁的接触，探杆直径应小于 探头直径。在砂土中探头直径与探杆直径之比应
大于1.3，在黏性土中这一比例可适当小些。 6. 由于地下水位对锤击数与土的物理性质（砂土 孔隙比等）有影响，因此应当记录地下水位埋深。
如桩端持力层为密实的砂土层，其比贯入阻力平均值 ps
超过 20MPa 时，则需乘以表 5.3.3-2 中系数 C 予以折减后，
再计算 psk 2 及 psk1 值；
——折减系数，按表 5.3.3-3 选用。
适用于粉土及砂土土层以上（或无
粉土及砂土土层地区）的黏性土
适用于地表 下6m范围内 适的用土于粉层土适土、用层粉于以 砂粉下、土的细及黏砂砂性及土土中砂
岩土工程勘察
7.2 静力触探试验
静力触探自1917年瑞典正式使用以来，迄今已有 余年历史。目前，该项测试技术在很多国家都被列入 国家技术规范中，并在世界范围内得到了广泛的应用。 静力触探试验主要适合于黏性土、粉土和中等密实度 以下的砂土等土质情况。由于目前尚无法提供足够大 的稳固压入反力，对于含较多碎石、砾石的土和很密 实的砂土一般不适合采用。此外总的测试深度不能超 过80m。
Quk Qsk Qpk u qsik li psk Ap
当 psk1 psk 2 时 当 psk1 psk 2 时
psk
1 2
(
psk1
psk 2 )
psk psk 2
式中 Qsk 、 Qpk ——分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值； u ——桩身周长； qsik ——用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第 i 层土的极限侧阻力；
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 《高层建筑岩土工程勘察规范》
铁道部标准《静力触探技术规则》 《铁路桥涵设计规范》 《上海市地基基础设计规范》
单桥探头的圆锥底面积 15cm2，底部带7cm高的 滑套，锥角60°。
根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单 桩竖向极限承载力标准值时，如无当地经验，可按下 式计算：
S p 2.86 / N 63.5
再利用打桩公式，即可估算单桩承载力标准值Rk
对大型打桩机：
Rk
WH 9(0.15 Sp )
+ WH N 63.5
6000
对中型打桩机：
Rk
WH
WH
+
N 63.5
8(0.15 Sp ) 2250
国内有关单位估算黏性土压缩模量的经验公式
B 估算粘性土的变形模量 国内有关单位估算黏性土变形模量的经验公式表
C 估算砂土的压缩模量 我国铁道部《静力触探技术规则》
根据比贯入阻力估算砂土压缩模量对照表
D 估算砂土的变形模量 工程中常用的计算砂土变形模量的经验公式
评定地基土的承载力
预估单桩承载力
范》规定，可用轻型圆锥动力触探（轻便触探）的结 果来确定黏性土地基及由黏性土和粉土组成的素填土 地基的承载力标准值。
轻型动力触探试验击数与地基承载力标准值对照表表
N10 N10 1.645
评价地基土的承载力 铁道部《动力触探技术规定》提出，可用重型
动力触探的锤击数评定各类地基土的承载力基本值。
Rf
fs qc
孔压静力触探探头
贯入装置
加压装置：液压传动式、手摇链条式及电动丝杆式； 反力系统：地锚、重力堆载（物探车）。
量测装置
土层阻力量测是通过量测变形柱的变形计算； 变形柱的变形一般是通过应变片来测量。
（4）静力触探技术要求
触探头应匀速垂直压入土中，贯入速率为1.2m/min； 触探头的测力传感器连同仪器、电缆应进行定期标 定，室内探头标定测力传感器的非线性误差、重复性 误差、滞后误差、温度零漂、归零误差均应小于1%FS （full scale），现场试验归零误差应小于3% ，绝缘电 阻不小于500MΩ 深度记录误差不应大于触探深度的±1% ;
（5）试验成果及应用
动力触探 N H 曲线
按力学性质划分土层
绘制单孔触探锤击数N与H深度的关系曲线，再 结合地质资料对土层进行分层。
注意：采用多孔资料或与钻探及其他原位测试资料 进行综合分析。分析触探曲线时，同样应考虑到曲 线上的超前或滞后现象。
确定砂土、圆砾卵石孔隙比
根据重型动力触探的试验结果可确定砂土、圆 砾、卵石的孔隙比。
（3）试验设备
静力触探试验系统组成： ① 探头； ② 贯入装置； ③ 量测系统。
静力加压装置
探 头
电 测
装
置
qsia qpa
静力触探试验
探头
静力触探探头规格
岩土工程勘察规范
定义：比贯入阻力
ps
ຫໍສະໝຸດ Baidu
P A
Ps反映锥尖阻力和侧壁摩擦力的综合效应
定义：锥尖阻力
qc
Qc A
定义：侧壁摩擦力
fs
Pf F
定义：摩阻比
双桥探头测试结果划分土层类别
评价地基土的强度参数
A 估算饱和黏性土的不排水抗剪强度
Cu
qc 0
NK
原位总得上覆压力
v0、 h0或 08
锥头系数
08
v0
2 h0
3
N K 对于灵敏性粘性土，Ladanyi 建议取5.5~8；
对于中软粘性土，Bagligh 建议取5~21； 对于超固结粘性土，Kjeskstad 建议取17±5。
重型动力触探试验击数与地基承载力基本值 对照表
注： 1、该表适合于冲积、洪积土层；2、动力触探深度为1~20m；3、锤击数需 经过前述探杆长度及地下水位校正。
估算单桩承载力标准值
广东省建筑科学研究院通过对广州地区的重型 动力触探试验的锤击数N63.5与现场打桩资料的分析 研究，认为打桩机最后30锤平均每锤的贯入度Sp与 持力层的N63.5有如下经验关系：
根据静力触探结果估算饱和黏性土不排水抗剪强度的经验公式表
评价地基土的强度参数 B 评价砂土的内摩擦角
我国铁道部《静力触探技术规则》提出用 ps估算 砂土的内摩擦角。
根据静力触探的比贯入阻力估算砂土的内摩擦角
评价地基土的变形参数 A 估算粘性土的压缩模量
Es qc
经验系数
计算黏性土压缩模量时不同土的经验系数取值
（2）上、下层贯入阻力相差一倍以上时，当由软土层 进入硬土层（或由硬土层进入软土层）时，取软土层 最后一个（或第一个）贯入阻力小值偏向硬土层10cm 处作为分层界线；
（3）上、下层贯入阻力变化不明显时，可结合 fs 和 Rf 的变化情况确定分层界线。
划分场地土的类别
① 以 Rf 和 ps（ 或 qc ）的值共同判别土的类别； ② 以 ps -h 曲线和曲线 qc-h 形态判别土的类别； ③ 以 Rf 和 qc-h 曲线形态综合判别土的类型。
（3）试验设备
圆锥动力触探试验系统组成： ① 探头； ② 穿心落锤； ③ 导向触探杆。
圆锥动力触探类型及设备规格
（4）圆锥动力触探技术要求
1. 应采用自动落锤装置以保持平稳下落。 2. 触探杆最大偏斜度不应超过2%，锤击贯入应保持 连续进行；同时应防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向 晃动，保持探杆垂直度；锤击速率宜为每分钟15~30 击；在砂土或碎石土中锤击速率可采用每分钟60击。 锤击贯入应连续进行，不能间断，因为间隙时间过 长，可能会使土（特别是黏性土）的摩阻力增大， 影响测试结果的准确性。 3. 每贯入1m，宜将探杆转动一圈半；当贯入深度超 过10m时，每贯入20cm宜转动探杆一次。
（5）试验成果及应用
单桥探头试验
ps h 曲线
双桥探头试验 qc h 曲线 f s h 曲线
R f h 曲线
另外对于孔压静力触探试验还可以得到：初始孔 压-深度曲线和孔压-时间对数曲线。
划分土层界限
土层分界线的确定必须考虑到试验时超前和滞后 的影响，其具体确定方法如下： （1）上、下层贯入阻力相差不大时，取超前深度和滞 后深度的中心位置，或中心偏向小阻力土层5-10cm处 作为分层界线；
优点： 连续、快速、准确，可以在现场直接得到各土
层的贯入阻力指标，从而能够了解土层在原始状态 下的有关物理力学参数。
（1）试验目的
划分土层； 评价地基土的承载力； 估算地基土层的物理力学参数； 选择桩基持力层、估算单桩承载力，判定沉桩的
可能性； 判定场地土层的液化势。
（2）试验原理
通过一定的机械装置，用准静力将标准规格的金 属探头垂直均匀地压入土层中，同时利用传感器或机 械量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，并根据测 得的阻力情况来分析判断土层的物理力学性质。
N 63,5 N 63,5
注：如在地下水位以下，则应采用经过地下水位校正后的锤击数
对地下水位以下的中、粗、砾砂、圆砾、卵 石，上述锤击数还要经过进一步校正，其计算公 式如下：
N 63,5 1.1N 63,5 1.0
重型动力触探试验触探杆长度校正系数
评价地基土的承载力 中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规
（1）试验目的
定性划分不同性质的土层；查明土洞、滑动面和 软硬土层分界面；检验评估地基土加固改良效果。 定量估算地基土层的物理力学参数，如确定砂土 孔隙比、相对密度等以及土的变形和强度的有关参 数，评定天然地基土的承载力和单桩承载力。
（2）试验原理
圆锥动力触探试验中，一般以打入土中一定距 离（贯入度）所需落锤次数（锤击数）来表示探头 在土层中贯入的难易程度。
li ——桩周第 i 层土的厚度；
——桩端阻力修正系数，可按表 5.3.3-1 取值；
psk ——桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值（平均值）； Ap ——桩端面积；
psk1 ——桩端全截面以上 8 倍桩径范围内的比贯入阻力平均值； psk2 ——桩端全截面以下 4 倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，
当贯入深度大于30m，或穿过厚层软土层再贯入硬 土层时，应防止孔斜或触探杆断裂，也可配置测斜探 头量测触探孔偏斜角，以修正土层界线深度。 孔压探头在贯入前，应在室内保证探头应变腔为已 排除气泡的液体所充满，并在现场保持探头应变腔的 饱和状态，直至探头进入地下水位以下土层。在孔压 静探试验中不得上提探头，以免出现真空负压，破坏 应变腔的饱和状态。 当进行孔压消散试验时，应量测停止贯入后不同时 间的孔压值，其计时间隔应由密而疏。试验过程中不 得松动探杆。
适用于地表下6m范围内的土层
评价饱和砂土、粉土的液化势
7.3 圆锥动力触探试验
利用一定的落锤能量，将一定尺寸、一定形状 的圆锥探头打入土中，根据打入的难易程度来评价 土的物理力学性质的一种原位测试方法。设备比较 简单，操作也很方便。此外由于冲击力比较大，所 以它的适用范围更加广泛，对于静力触探难以贯入 的碎石土层及密实砂层甚至较软的岩石也可应用。