岩土工程原位测试

岩土工程原位测试试验指导书

福建工程学院土木工程系

二OO九年

前言

土体原位测试方法是培养学生动手能力，并将其应用于工程勘察生产实践的

不可缺少的步骤，它可为建筑物地基设计和施工提供不可缺少的依据和参数。

本指导书可供岩土工程、工程地质、工民建、地质工程、环境地质等专业的

学生学习之用，也可供有关教学与生产人员参考与实践。读者在使用本指导书时，

应参阅《土体原位测试机理、方法及其工程应用》、《岩土工程勘察》、《岩土工程

原位测试》等教材，教材中叙述得更全面详细。读者在测试前一定要认真阅读有

关章节，在测试时，认真观看老师和其它指导人员的操作，后亲自动手操作才不

易产生安全问题，也不易把仪器搞坏。

目录

一、标准贯入试验 (1)

二、平板载荷试验 (5)

三、螺旋板载荷试验 (11)

四、静力触探测试 (16)

五、十字板剪切试验 (23)

六、扁铲侧胀试验 (27)

七、预钻式旁压测试 (53)

试验一、标准贯入试验

一、试验目的

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：

⑴采取扰动土样，鉴别和描述土类，按颗粒分析结果定名；

⑵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。

⑶估算单桩极限承载力和判定沉桩可能性。

⑷判定饱和粉砂、砂质粉土的地震液化可能性及液化等级。

二、试验原理

标准贯入试验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N

表示。

63.5

三、试验设备规格

标准贯入试验设备规格要符合表1的要求。

表1 标准贯入试验设备规格

四、试验技术要求

⑴ 标准贯入试验孔采用回转钻进，并保持孔内水位略高于地下水位。当孔壁不稳定时，可用泥浆或套管护壁，钻至试验标高以上15cm 处，清除孔底残土后再进行试验；如使用水冲钻进，应使用侧向水冲钻头，不能用底向下水冲钻头，以使孔底土尽可能少扰动；

⑵ 采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并减小导向杆与锤间的摩阻力，避免锤击时的偏心和侧向晃动，保持贯入器、探杆、导向杆联接后的垂直度，锤击速率应小于30 击/min ；

⑶ 贯入器打入土中15cm 后，开始记录每打入10cm 的锤击数，累计打入30cm 的锤击数为标准贯入试验锤击数N 。当锤击数已达50 击，而贯入深度未达30cm 时，应终止试验，可记录实际贯入深度s ∆及累计锤击数n ，按下式换算成相当于30cm 的标准贯入试验锤击数N 。

30n N s

=∆ 图1 标准贯入试验设备（单位：mm ）

1－穿心锤；2－锤垫；3－触探杆；4－贯入器；5－出水孔；6－取土器；7－贯入器靴

式中s ∆——50 击时的贯入度(cm)。

⑷ 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。

五、试验成果的整理

标准贯入试验的主要成果有：标贯击数N 可直接标在工程地质剖面图上，也可绘制单孔标准贯入击数N 与深度关系曲线或直方图（统计分层标贯击数平均值时，应剔除异常值）。

1、杆长修正

按照《建筑地基础规范》（GBJ7-89）的规定，标准贯入试验的最大深度不宜超过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 N α=

式中，α为修正系数，按表1取值。

表1 钻杆长度校正系数

2、试验成果整理

（1）标准贯入试验成果整理时，试验资料应当齐全。包括：钻孔孔径、钻进方式、护孔方式、落锤方式、地下水位及孔内水位（或泥浆高程）、初始贯入度、预打击数、试验标贯击数及深度记录、贯入器所取扰动土样的鉴别描述。

（2）绘制标贯击数N 与深度的关系曲线，或在地质剖面图上，进行SPT 的钻孔旁边于试验点深度标出N 值。作为勘察资料提供时，对N 值不必进行杆长修正。

（3）结合钻探及其它原位试验，依据N值在深度上的变化，对各土层的N值进行统计。

六、试验成果的工程应用

标准贯入试验锤击数N值的应用：可对砂土、粉土、粘性土的物理状态，土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，砂土和粉土的液化，成桩的可能性等做出评价。应用N 值时是否修正和如何修正，应根据建立统计关系时的具体情况确定。

试验二、平板载荷试验

平板载荷试验是用于确定以岩土的压力与沉降关系来测定地基土的变形模量、评定地基土的承载力及预估实体基础的沉降等参数。

它适用于粘性土、砂类土含小量碎石的土层，一般在浅层地基土上应用。

一、平板载荷试验仪主要指标与参数

1、规格型号：WPL-K 40 WPL-K 60 K为框架结构

WPL-S 40 WPL-S 60 S为伞形架结构

2、额定载荷：K（S）-40为400KN K（S）-60为600KN

3、承压平板：2500cm25000cm2各一块园形刚性板

（特殊需要可供配长方形或其它形式尺寸的承压平板）

4、测力传感器：电阻应变式荷重传感器结构，桥路电阻为350Ω

测试范围：0～500～800KN 输出灵敏度：2 mv/v

精度：综合误差≤0.8 %F.S

5、位移传感器：

表式位移计（机电百分表）量程：0～50 mm 输出：5000 uε

分辨系数：0.01mm/ uε精度：0.2 %F.S 或电感式位移计量程：0～50 mm 精度：0.5 %F.S

6、时间观察精度：秒为单位

7、反力装置：框架式主梁跨度 5 m 主梁2根

伞形架式承力横梁8根，伞底架径4.2 m左右

地锚单叶片锚径φ300—φ360 mm

8、加荷：分离式千斤顶QF50-20 QF100-25

超高压泵站额定工作压力≥63MPa 流量：1L 4L

二、结构特性

WPL型平板载荷试验仪由反力装置、加荷系统、沉降观测装置、检测