第七章标准贯入试验
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碎石类土及岩层。
? 优点：
?（1）操作简单，地层适应性广，对不易钻探取样的砂土和砂 质粉土尤为适用，当土中含有较大碎石时，使用受限制。 ?（2）通过标准贯入试验，从贯入器中还可以取得土样，可对 土层进行直接观察，利用扰动土样，可以进行鉴别土类的有关 试验。
7
（三）标准贯入试验的优点及适用性
? 缺点：
19
（一）试验方法与技术要求
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。
8
（四）标准贯入试验的应用
? 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。
9
关于标准贯入 试验成果的应用： 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。
3
一、概述
（一）标准贯入试验的定义（简称 SPT ）
标准贯入试验是一种在现场用 63.5kg 的穿心锤，以 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 贯入击数N），并以此评价土的工程性质的原位试验。
4
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。
10
二、试验的仪器设备和原理
? （一）试验设备 ? （二）试验的基本原理
11
（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 探杆和穿心锤三部分 组成。如下图所示。
12
（一）标准贯入试验的试验设备
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， 见下表。
17
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三、试验方法及技术要求
? （一）试验方法与技术要求 ? （二）试验的影响因素
18
（一）试验方法与技术要求
1． 标准贯入试验必须与钻探配合，以钻机设备为基础。
钻进方法：为保证钻孔质量，要求采用回转钻进，并保持孔内水 位略高于地下水水位，当钻进至试验标高以上 15cm 时，停止钻进。
还应注意： （1）仔细清除孔底残土到试验标高，换用标准贯入器，并量得深度尺 寸； （2）在地下水位以下钻进时，或遇承压含水砂层时，孔内水位应始终 高于地下水位，以减少对土的振动扰动； （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。
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。
15
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 符合下表的规定。
5
（二）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年代初期由南京水科院研制 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。
6
（三）标准贯入试验的优点及适用性
? 适用土层：砂性土、粘性土，风化岩及冰碛土，不适用于
?（1）离散性比较大 ，故只能粗略地评定土的工程性质。 ?（2）与圆锥动力触探试验相似， SPT 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，才能用于评定地基 土的物理力学性质。 ?（3）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。
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。
13
14
（一）标准贯入试验的试验设备
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。
标准贯入试验设备尺寸表
16
（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 。
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。
第七章 标准贯入试验
1
主要内容
? 一、概述 ? 二、试验的仪器设备与原理 ? 三、试验方法及技术要求 ? 四、试验资料的整理与分析 ? 五、试验成果的工程应用
2
一、概述
? （一）标准贯入试验的定义 ? （二）标准贯入试验的发展 ? （三）标准贯入试验的优缺点及适用性 ? （四）标准贯入试验的应用
? 优点：
?（1）操作简单，地层适应性广，对不易钻探取样的砂土和砂 质粉土尤为适用，当土中含有较大碎石时，使用受限制。 ?（2）通过标准贯入试验，从贯入器中还可以取得土样，可对 土层进行直接观察，利用扰动土样，可以进行鉴别土类的有关 试验。
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（三）标准贯入试验的优点及适用性
? 缺点：
19
（一）试验方法与技术要求
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。
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（四）标准贯入试验的应用
? 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。
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关于标准贯入 试验成果的应用： 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。
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一、概述
（一）标准贯入试验的定义（简称 SPT ）
标准贯入试验是一种在现场用 63.5kg 的穿心锤，以 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 贯入击数N），并以此评价土的工程性质的原位试验。
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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。
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二、试验的仪器设备和原理
? （一）试验设备 ? （二）试验的基本原理
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（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 探杆和穿心锤三部分 组成。如下图所示。
12
（一）标准贯入试验的试验设备
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， 见下表。
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三、试验方法及技术要求
? （一）试验方法与技术要求 ? （二）试验的影响因素
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（一）试验方法与技术要求
1． 标准贯入试验必须与钻探配合，以钻机设备为基础。
钻进方法：为保证钻孔质量，要求采用回转钻进，并保持孔内水 位略高于地下水水位，当钻进至试验标高以上 15cm 时，停止钻进。
还应注意： （1）仔细清除孔底残土到试验标高，换用标准贯入器，并量得深度尺 寸； （2）在地下水位以下钻进时，或遇承压含水砂层时，孔内水位应始终 高于地下水位，以减少对土的振动扰动； （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。
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。
15
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 符合下表的规定。
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（二）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年代初期由南京水科院研制 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。
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（三）标准贯入试验的优点及适用性
? 适用土层：砂性土、粘性土，风化岩及冰碛土，不适用于
?（1）离散性比较大 ，故只能粗略地评定土的工程性质。 ?（2）与圆锥动力触探试验相似， SPT 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，才能用于评定地基 土的物理力学性质。 ?（3）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。
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。
13
14
（一）标准贯入试验的试验设备
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。
标准贯入试验设备尺寸表
16
（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 。
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。
第七章 标准贯入试验
1
主要内容
? 一、概述 ? 二、试验的仪器设备与原理 ? 三、试验方法及技术要求 ? 四、试验资料的整理与分析 ? 五、试验成果的工程应用
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一、概述
? （一）标准贯入试验的定义 ? （二）标准贯入试验的发展 ? （三）标准贯入试验的优缺点及适用性 ? （四）标准贯入试验的应用