标准贯入试验

N
式中
s ――对应锤击数 n 的贯入度(cm)。
30n s
(8-28)
（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，粉土等欲试验的土层范围内等间距进行。 3.标准贯入试验的目的和范围 标准贯入试验可用于砂土、粉土和一般粘性土，最适用于 N=2～50 击的土层。其目的 有：采取扰动土样，鉴别和描述土类，按颗粒分析结果定名；根据标准贯入击数 N，利用地 区经验，为砂土的密实度和粉土，粘性土的状态，土的强度参数，变形模量，地基承载力等 作出评价；估算单桩极限承载力和判定沉桩可能性；判定饱和粉砂，砂质粉土的地震液化可 能性及液化等级。 4.标准贯入试验成果的应用 标准贯入试验的主要成果有：标贯击数 N 与深度的关系曲线，标贯孔工程地质柱状剖 面图。 下面简述标贯击数 N 的应用。 应该指出， 在应用标贯击数 N 评定土的有关工程性质时， 要注意 N 值是否作过有关修正。 （1）评定砂土的密实度和相对密度 Dr 上海市<<岩土工程勘察规范>>(DBJ08--37--94)根据实测的贯标击数 N，按式(8-29)进 行修正后，用修正后的标贯击数 N1(修正为上覆有效压力为 100KPa 的标贯击数)按表 8-25 评定砂土的相对密度 Dr 和密实度。 (8-29) N1 C N N 式中 N ――实测标贯击数； C N ――上覆有效压力的修正系数，可按式(8-30)取值.
2.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。 （3）标准贯入试验应采用自动脱钩的自由落锤法，并减少导向杆与锤间的摩阻力，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的锤击系统一起下到孔 底，在静重下贯入器的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 的锤击数，累计打入 30cm 的锤击 数既为标贯击数 N。当累计数已达 50 击(国外也有定为 100 击的)，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 的锤击数 N：
（5）评定土的变形模量 E0 和压缩模量 Es 我国用标贯击数 N 确定土的变形模量和压缩模量的经验关系见表 8-28。
表 8-28 来源 上海〈 〈岩土工程勘探规范〉 〉 冶金部武勘公司 西南综勘院 湖北水利电力勘测院
Es=4.8N0.42 Es=2.5N0.75 H-0.25 Es=1.04N+4.98 Es=40.276N+10.22 Es=1.066N+7.431
经验系数 C1 桩型 土层条件 预制桩 桩周有新近堆积土 340 桩周无新近堆积土 150 表 8-32
表 8-31
灌注桩 桩周无新近堆积土 180
C （kN）
1
液化判别基准标准贯入锤击数 N 0 值 烈度 近震 远震 7度 6 8 8度 10 12
9度 16 －
注：适用于地面下 15m 深度范围内的土层
= 20 N +15
（8－34）
日本道路桥梁设计规范：
= 15 N +15
式（8－35）中 N>5。 日本国铁路基础设计规范：
且 45
0
（8－35）
1.85(
'
100 N 0.6 ) 26 v' 0 70
（8－36）
式中 v 0 —－有效上覆压力（kPa）。
（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.
表 8-30 26 28 30 35 40
6 39 27 660 19 20 170
3
6 7
44 1100 31 33 280
107 2640 79 670
115 2860 86 720
124 3080 92 780
133 3300 99 830
155 3850 116 970
178 4400 132 1120
（6）确定地基土承载力 我国根据标贯击数Ｎ确定土的地基承载力标准值 fＫ的方法见表 8-29。
N 值与地基土承载力标准值 fＫ的关系
fＫ的关系式（kPa） 1.2 72+9.4N 0.3 222 N -212 0.1 850 N -803 35.8N+4.9 N/（0.0038N+0.01504） 10N+105 20.2N+80 17.48N+152.6
（3）评定沙土抗剪强度指标 佩克的经验关系： （8－31） =0.3N+27 迈耶霍夫（Meyerhof）的经验关系： 当 4≤N≤10 时： （8－32） =5N/6+80/3 当 N>10 时； （8－33） =N/4+32.5 当式（8－32）和（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的经验关系：
N cr ――饱和土液化临界标准贯入锤击数。
N与
N 预 制 桩 灌 注 桩 pfc pfs Pb pfc pfs Pb 1 7 2 13 4 26 18 440 12 13 110
p fc、p fs
8 52 36 880 25 26 220
和 10 65
p b （kPa）的换算表
12 78 53 1320 37 40 330 14 91 62 1540 43 46 390 16 104 71 1760 50 53 450 18 117 80 1980 56 59 500 20 130 89 2200 62 66 560 98 2420 73 610 22 24
C N 10( 1
'

'
) 或 C N 3.16( 1
H
)
(8-30)
式中 0 ――上覆有效压力(kPa)；
H ――标贯试验深度(m)。
标贯击数 N1 密实度 相对密度 备注 用 N1 确定砂土密实度和相对密度 Dr 表 8-25 N1>25 0<N1 3 3<N1 8 8<N1 25 松散 稍密 中密 密实 20 20－35 35－65 >65 本表适用于正常固结的中砂； 对于细砂取表中数值乘以 0.92， 对于粗砂取表中数值乘以 1.08
C1 —－经验系数（kN），见表 8-31； C 2 —－孔底虚土折减系数（kN/m），取 18.1； 预制桩 x=0； 当虚土厚度>0.5m， 取 x=0.5m， 但端承力 p b =0。 x —－孔底虚土厚度，
（8）判定饱和砂土的地震液化问题 对于饱和的砂土和粉土， 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 验进一步确定其是否液化。当饱和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）确定的临界值 Ncr 时，则应判为液化土，否则为不液化土。
在地震研究中采用的 值上限为： =0.5N+24 （4）评定粘性土的不排水抗剪强度 Cu（kPa） 太沙基和佩克：
（8－37）
Cu (6 ~ 6.5) N
日本道路桥梁设计规范采用：
（8－38） （8－39）
Cu (6 ~ 10) N
N 值与 E0 或 Es 的关系（MPa）
关系式 适用条件 粉细砂 埋深 H≤15cm 埋深 H>15cm 中南、华东地区粘性土 唐山粉细砂 粘性土、粉土
Qu pb Ap U P ( p fc Lc p fs Ls ) C1 C2 x
（8－43）
式中： p b ——桩尖以上以下 4D （D 为桩径或边长） 范围 N 平均值换算的极限桩端承力 （kPa） ， 见表 8-30；
p fc、p fs
—－分别为桩身范围内粘性土、砂土的 N 值换算成桩侧极限摩阻力（kPa），见 表 8-30； Lc、Ls —－分别为粘性土层和砂土层的桩段长度（m）；
N cr＝N 0 [0.9 0.1(d s d w )]
式中
3
c
（8－44）
d s ――饱和土标准贯入点深度（m）； d w ――地下水位；
c ――饱和土粘粒含量百分率，当 c （％）<3 时，取 c ＝3； N 0 ――饱和土液化判别的基准贯入锤击数，可按照表 8-32 采用；
（2）评定粘性土的状态 冶金部武汉勘察公司提出标准贯入击数 N 与粘性土的状态关系，见表 8-26.太沙基 （Terzaghi）和佩克（Peck）提出 N 与粘性土稠度状态关系，见表 8-27。
N IL 稠度状态 N Qu(kPa) 稠度状态 标贯击数 N 也粘性土液性指数 IL 的关系 <2 2－4 4 －7 7－5－0.25 流塑 软塑 软可塑 硬可塑 太沙基和佩克关于 N 与粘性土稠度状态关系 <2 2－4 4 －8 8－15 <25 25－50 50－100 100－200 极软 软 中等 硬 表 8-26 18－25 0.25－0 硬塑 表 8-27 15－30 200－400 很硬 >35 <0 坚硬 >30 >400 坚硬
标准贯入试验设备规格 落锤质量（kg） 落锤 落距（mm） 长度（mm） 外经（mm） 贯入器 内经（mm） 长度（mm） 管靴 刃口角度 刃口单刃厚度（mm） 钻杆（相对弯曲<1％） 直径（mm） 表 8-24 63.5 0.5 76 2 500 51 1 35 1 76 1 18～20 2.5 42
适用条件 粉土 粉细砂 中粗砂 中南、华东地区粘性土、粉土 粉土 细、中砂 一般粘性土 老粘性土 3≤N<18 18≤N<22
表 8-29 来源 铁道部第三勘探设计院
N=3～23
冶金部武勘公司 纺织工业部设计院 武汉市建筑规划，设计院等
太沙基的经验关系（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） 日本住宅公团的经验关系 fＫ=8N（kPa） （8－42） （7）估算单桩承载力 将标贯击数 N 换算成桩侧、桩端土的极限摩阻力和极限端承力，再根据当地的土层情 况，就可以估算单桩的极限承载力。例如：北京市勘察院的经验公式为：