动力触探试验检测地基承载力作业指导书

动力触探试验检测地基承载力作业指导书

一目的和适用范围及标准

本试验根据锤击能量分为轻型、重型和超重型3种。轻型动力触探适用于一般粘质土及素填土；重型动力触探适用于中、粗、砂砾和碎石土；超重型适用于卵石、砾石类土。一般用于确定各类土的容许承载力；还可用于划分土的力学分层、评价土层的均匀程度和确定桩基持力层。

试验依据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)

二试验设备

试验设备由落锤、探杆、探头组成，具体规格见下表

三试验原理

是用一定质量的重锤，以一定高度的自由落距，将标准规格的圆

锥形探头贯入土中，根据打入土中一定的距离所需的锤击数，判定土的力学特性，具有勘探和测试双重功能。

四试验步骤

（1）采用自由落锤方法；落距须严格控制在50cm。（规范没有找到）

（2）轻型触探作业，先用轻便钻具钻至试验土层标高，然后对土层连续进行触探，使穿心锤自由落下将触探杆竖直打入土层中，记录每打入土层30cm的锤击数N10。当贯入30cm 的锤击数超过90 击或当贯入15cm 锤击数超过45 击时，可停止试验，并记录45 击的实际贯入深度，按下式换算成相当于30cm 的标准试验击数。

N10=30×45/△S

式中：△S——45 击时的贯入度（cm）；

N10——贯入30cm 的锤击数。

（3）重型触探作业，当连续三次N63.5>50 时，可停止试验或改用特重型动力触探。

（4）重型、特重型动力触探应每贯入10cm 记录其相应击数。地层松软时，可采用测量每阵击（一般为1～5 击）的贯入度，并按下式换算成相当于同类型动力触探贯入10cm 时的击数：

N 63.5；N 120 =10n/△S 式中：N 63.5；N 120——贯入10cm 的重型、特重型动力触探锤击数；

n ——每阵击的击数（击）；

△S——每阵击时相应的贯入度（cm）。

（5）试验技术要求

a、锤击能量是最重要的因素。规定落锤方式采用控制落距的自动落锤，使锤能量比较恒定，注意保持探杆垂直，探杆的偏斜度不超过2%。锤击时防止偏心及探杆晃动。

b、触探杆与土间的侧摩阻力是另一个重要的因素。试验过程中，可采取下列措施减少侧摩阻力的影响。

c、使探杆直径小于探头直径。在砂土中探头直径与探杆直径比应大于1.3，而在粘土中可小些。

d、贯入一定深度后旋转探杆（每1m转动一圈或半圈），以减少侧摩阻力；贯入深度超过10m，每贯入0.2m，转动一次。

e、探头的侧摩阻力与土类、土性、杆的外形、刚度、垂直度、触探深度等均有关，很难用一固定的修正系数处理，应采取切合实际的措施，减少侧摩阻力，对贯入深度加以限制。

f、锤击速度也影响试验成果，一般采用每分钟15～30击；在砂土、碎石土中，锤击速度影响不大，刚可采用每分钟60击。

g、贯入过程应不间断地连续击入，在粘性土中击入的间歇会使侧摩阻力增大。

h、地下水位对击数与土的力学性质的关系没有影响，但对击数与土的物理性质（砂土孔隙比）的关系有影响，故应记录地下水位埋深。

注意事项

（1）试验前或试验过程中，应认真检查机具设备。

（2）在设备安装过程中，部件连接处丝扣应完好，连接紧固。

（3）触探架应安装平稳，在作业过程中触探架不得偏移，保持触探孔垂直。

五计算

（1）轻型动力触探以每层实测击数的算术平均值作为该层的触探击数平均值N 10。

（2）重型动力触探N 63.5，有效厚度小于0.3m 时，动力触探击数平均值可按下列原则确定：

①当上、下两层均为击数较小的土层时，N 63.5可取该土层触探击数的最大值N63.5max；

②当上、下两层为击数较大土层时，N 63.5应区小于或等于该土层触探击数最小值N63.5min。

3、轻型触探：N 10 与粘性土地基的基本承载力σ0关系，按表1-2 确定。

表1

力σ0

表2

（1）实测触探锤击数

轻型圆锥动力触探试验是以贯入一定深度的锤击数（N10）作为触探指标，通过与其他室内试验和原位测试指标建立相关关系来获得地基土的物理力学性质指标，从而评价地基土的性质。

（2）修正后的触探锤击数

a、探杆长度的修正

在《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）中规定，应用试验成果时是否修正或如何修正，应根据建立统计关系时的具体情况确定。在该规范附录B列出了圆锥动力触探试验锤击数修正的方法。

b、侧壁摩擦影响的修正

对于砂土和松散～中密的圆砾、卵石，触探深度在1～15m 范围内时，一般不考虑侧壁摩擦的影响。

(3)动贯入阻力

以动贯入阻力作为动力触探指标的意义在于：

a、采用单位面积上的动贯入阻力作为计量指标，有明确的力学量纲，便于与其他物理量进行对比。

b、逐步走向读数量自动化（例如应用电测探头）创造相应条件。

c、便于对不同的触探参数（落锤能量、探头尺寸）的成果资料进行对比分析。

荷兰公式是目前国内外应用最广泛的动贯入阻力计算公式，我国《岩土工程勘察规范》和水利电力部《土工试验规程》的条文都推荐该公式。

（1）

式中q d—动贯入阻力（MPa）；

M—落锤质量（kg）；

m—圆锥探头及杆件系统（包括探头、导向杆等）的质量（kg）；

g—重力加速度；

H—落锤高度（m）；

A—圆锥探头截面积（cm2）

e—每击贯入度。

荷兰公式是建立在古典牛顿碰撞理论基础上的，而且还假定：绝对非弹性碰撞，完全不考虑弹性变形能量的消耗，所以在应用动贯入

阻力计算公式时，应考虑下列条件限制：①每击贯入度在0.2～5.0cm之间；②触探深度一般不超过12m；③触探器质量m与落锤质量M之比小于2。

(4)绘制触探曲线

圆锥动力触探试验所获得的锤击数值（或动贯入阻力）应在剖面图上或柱状图上绘制随深度变化的关系曲线(N10-h曲线或q d-h曲线),触探曲线可绘制成直方图。根据触探曲线的形态，结合钻探资料，进行地层的力学分层。图中应标明圆锥动力触探试验的类型、比例尺和分层深度。