十一、标准贯入试验

十一、 标准贯入试验
1. 试验的目的及意义
（1） 评价地基土的物理状态； （2） 评价地基土的力学性能参数； （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。

2. 试验的适用范围
标准贯入试验适用于一般粘性土，粉土，砂土等。

3. 试验的基本原理
标准贯入试验是用63.5Kg 的穿心锤，以76cm 的落距自由落下，将一定规格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 ，并以此评价不同深度处土的工程性质。

这种试验方法常用来评价砂土密实度和液化特性。

根据功能转换关系，得 d p R Ah
E N
=
， 则 p d E N R A
h
=
⨯
即锤击数N 的大小直接反映动贯入阻力d R 的大小，所以其直接反映被贯入土层的密实程度和力学性质。

4.
试验仪器及制样工具
（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。

（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。

（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。

5.试验步骤
第一部分，准备工作：
（1）、标准贯入试验需与钻探配合，钻进至需要进行标准贯入试验位置的土层标高以上15cm处。

（2）、在钻杆上安装标贯器，放入钻孔底部，避免冲击孔底。

（3）、吊装标贯锤和导杆，注意保持贯入器、钻杆、导向杆连接后的垂直。

第二部分，试验阶段：
（1）、在钻赶上标上贯入深度标记，先标15cm标记，
然后再标三个10cm标记。

（2）、采用自动脱钩装置将标贯锤提升至76cm后自由
落下，将标贯器先打入15cm不记录锤击数。

然后继续贯入
土中30cm，记录其锤击数，即为N值。

（3）、锤击时，速率控制在每分钟15-30击。

记录时，
记录每打入10cm的锤击数，累计30cm的锤击数即为N，
并记录贯入深度与试验情况。

（4）、提出贯入器，将贯入器中土样取出进行鉴别、描
述、记录，并测量其长度。

（5）、按照相同步骤进行下一深度的试验，直至试验结束。

第三部分，拆卸阶段：
（1）、试验结束后，拔出钻杆。

（2）、拆卸装置。

6.试验数据
标准贯入试验野外记录表
7.试验数据处理
（1）根据牛顿弹性碰撞理论修正
《建筑地基基础规范》(GBJ7—89)规定，标准贯入试验的贯入深度不宜超过21m。

同时规定，当试验深度大于3m时，实测锤击数N’需按下式进行钻杆长度修正：
N′=α∙N
式中，α为修正系数，按下表取值。

8.试验成果分析及工程应用
（1）评定粘性土的稠度状态
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。

粘性土N 与稠度状态关系表（Terzaghi 及 peck ）
由上图可知该地区粉质黏土为中等稠度粘性土，Qu 值在50-100kpa 。

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。

粘性土N 与液性指数IL 的经验关系表
由上图可知该地区粉质黏土为软可塑，液性指数在0.75~0.5之间。

（2） 评定粘性土的强度指标也有多种方法：
1） Terzaghi 及Peck 提出粘性土不排水抗剪强度Cu 为：
2） 南京水利科学研究院在1950年~1960年期间，在我国东南沿海诸省的101项工程
中积累了大量的试验资料，统计出标贯击数与无侧限抗压强度qu 之间的关系：
对粘性地基，有792个标贯试验，Ip>17，粘粒含量0~87%，得：qu=14N+3 （kPa ） 对壤土地基，有596个标贯试验，其Ip=7~17，粘粒含量0~54%，得：qu=13.5N （kPa ）
（3） 评定地基土的承载力
在国内，着重开展标贯试验与载荷试验对比研究，提出经验关系式。

1）《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89），对粘性土承载力标准值，列于表5-7，砂性土承载力标准值列于表5-8。

N
)5.6~6(C u
2）国内很多单位基于当地实践提出了地区性经验公式，使用时注意地区性、土类的差异。

见下表
国内N值与fk（kPa）的经验关系表
（4）评定土的变形参数
用标贯试验估算土的变形参数时有两种途径：一种是与平板载荷试验对比，得出变形模量E0；另一种是与室内压缩试验对比，得出压缩模量Es值。

国内一些勘察和研究单位建立的评定土的变形参数的经验关系式汇总于下表。

N值与E0或Es的经验关系表
（5）砂土液化判别
目前，国内外用于砂土液化评价的现场试验手段主要有标准贯入试验和静力触探试验两种。

我国《建筑抗震设计规范》（GB50011一2001）规定：
1）当初步判别认为需进一步作液化判别时，应采用标准贯入试验判别地面下15m范围内土的液化可能性；
2）当采用桩基或埋深大于5m的深基础时．还需要判别15~20m范围内土的液化可能
性。

3）当饱和砂土和饱和粉土的标准贯入锤击数实测值(未经杆长修正)N 小于液化判别标准贯入锤击数Ncr 时，应判为液化土。

地面下15m 深度范围内液化判别标准贯入锤击数Ncr 按下式计算：
而地面下15~20m 深度范围内液化判别标准贯入锤击数Ncr 按下式计算：
N0——液化判别标准贯入锤击数基准值 ds ——饱和土标准贯入试验点深度(m)；
dw ——地下水位深度，宜按建筑使用期内年平均最高水位或近期内年最高水位采用； ρc ——粘粉百分含量，当小于3或为砂土时，应采用3。

c
w s cr /ρd d ..N N 3)](1090[0-+=c
w s cr /ρd d .N N 3)](10-[2.40-=。