1、巖土工程測試技術(shù)第三章靜力觸探試驗§2.1概述靜力觸探試驗(StaticCone_Penetration,CPT)是利匸用準(zhǔn)靜力以恒定的貫入速率將一定規(guī)格和形狀-的圓錐探頭通過一系列探桿壓入土中，同時測二記貫入過程中探頭所受<到的阻力，根據(jù)測得的初貫入阻另大小乗間接剽%定土的物理力學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)場試驗方法。234(日)妥«M§2.1概述靜力觸探首先在荷蘭研制成功，因此靜力觸探也叫“荷蘭錐”試驗。按測量機理分：機械式靜力觸探和電測式靜力觸探。按探頭功能分：單橋靜力觸探、雙橋靜力觸探、孔壓靜力融操。電測式靜力觸探的優(yōu)點：3）測試連續(xù)、快速，效率高，功能多，兼具勘探與

2、測試雙重作用；（2）測試數(shù)據(jù)精度高，再現(xiàn)性好；（3）采用電測技術(shù)，便于實現(xiàn)測試工程的自動化，測試成果可由計算機自動處理，減少了工作強度。§2.1概述根據(jù)靜力觸探，包括孔壓靜力觸探試驗結(jié)果，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗，可以用于以下目的：1）土類定名，并劃分土層的界面；2）評定地基土的物理、力學(xué)、滲透性質(zhì)的相關(guān)參數(shù)；3）確定地基承載力；'4）確定單樁極限承載力；5）判定地基土液化的可能性。§2.1概述靜力觸探試驗適應(yīng)于軟土、粘性土、粉土、砂類土和含有少量碎石的土層。與傳統(tǒng)的鉆探方法相比，靜力觸探試驗具有速度快、勞動強度低、清潔、經(jīng)濟等優(yōu)點，而且可以連續(xù)獲得地層的強度和其他方面的信息，

3、不受取樣擾動等人為因素的影響。靜力觸探試驗中不能對土進行直接的觀察、鑒別，而且不適用于含較多碎石、礫石的土層和很密實的砂層。§2.2靜力觸探試驗的儀器設(shè)備一、貫入系統(tǒng)1.貫入裝置1) 液壓式靜力觸探機(10-20t)用162液壓式靜力觸探機馬達池油箱介油聚沙誑油路低目柚略：6一換向閥;J節(jié)流閥花-壓力表卜開關(guān)J0油訐J1一油証;12電勒13探桿“卜卡桿器訂3撈頭；llj-M§2.2靜力觸探試驗的儀器設(shè)備2)手搖鏈條式靜力觸探機(2-3t)；§2.2靜力觸探試驗的儀器設(shè)備3)電動機械式靜力觸探機(4-5t)o圖ET電動機械式靜力觀探機FrictionConeresi

4、stance-nFI-Ji§2.2靜力觸探試驗的儀器設(shè)備2探桿探桿是傳遞貫入力的媒介，為保證觸探孔的垂直,探桿一般采用高強度合金無縫鋼管制造。探桿也有一定的規(guī)格和要求，應(yīng)有足夠的強度，應(yīng)采用高強度無縫管材，其屈服強度不宜小于600MPao探桿與接頭的連接要有良好的互換性。每根探桿的長度一般為1m,其直徑應(yīng)和探頭直徑相同；但單橋探頭探桿直徑應(yīng)比探頭直徑小。3.反力裝置地錨、重物或地錨與重物聯(lián)合使用§2.2靜力觸探試驗的儀器設(shè)備二、量測系統(tǒng)1探頭探頭是靜力觸探儀的關(guān)鍵部件，主要有單橋探頭、雙橋探頭、孔壓探頭及其他多功能探頭。Ps：比貫入阻力，qj錐尖阻力，R側(cè)壁摩阻力，：孔隙水

5、壓力三橋探頭Tib單橋探頭雙橋探頭孔壓探頭§2.2靜力觸探試驗的儀器設(shè)備1)單橋探頭主要由外套筒、頂柱、空心柱等組成。”表3測定比貴入阻力P,的探頭規(guī)格憔庇直徑(rnm)錐庇煩枳<etn2)有效制壁氏度(mm)幣角(°)觸探桿直徑35,71057033t5II43,71570GO42.0III0().4206042,Q圖16-4單橋採頭結(jié)構(gòu)示意圖1頂柱必一探頭套泊一探頭管*4電纜-環(huán)氧樹脂/橡皮管汐空心柱說應(yīng)變片單橋探頭是我國所特有的一種探頭類型。它是將錐頭與外套筒連在一起，因而只能測量一個參數(shù)比貫入阻力a。這種探頭結(jié)構(gòu)簡單，造價低，堅固耐用，是我國使用最多的一種探頭

6、?；凳菃螛蛱筋^在貫入過程中所受到的總的貫入阻力F與探頭圓錐錐底截面積A的比值，Ps二P4。比貫入阻力反映了探頭錐尖阻力和側(cè)壁摩擦阻力兩部分的綜合作用。2）雙橋探頭錐頭與摩擦筒分開，可同時測錐尖阻力么和側(cè)壁摩阻力兩個參數(shù)的探頭。由錐尖阻力量測部分和側(cè)壁摩擦阻力量測部分組成。錐尖阻力量測部分：由錐頭、空心柱下半段、加強筒組成錐尖阻力傳遞結(jié)構(gòu)。1卜5取橋愎是納槍赤嚴(yán)圖應(yīng)鬼待“空必柱庫幄創(chuàng)沁M-hu換筒皿一出湖*9海也36】0按邑八1丸那八2慶柱“3-Kia<iA-綁母側(cè)壁摩擦阻力量測部分：由摩擦筒、空心柱上半段及加強筒組成側(cè)壁摩擦阻力傳遞結(jié)構(gòu)。3)孔壓探頭孔隙水壓力靜力觸探(PiezoCon

7、epenetrationTest),簡稱孔壓觸探(CPTU),它是在普通的CPT探頭上安裝了可以測量孑L障水壓力的傳感器，使貫入時能在測量qfs的同時，測量貫入引起的超孔隙水莊力入u，當(dāng)停止貫人日*，甫測量超孔隙永壓力入u的消散過程及完全消散時的靜止孔隙水壓力U0它一般是在雙橋探頭基礎(chǔ)上再安裝一種可測觸探測三種參廣，在國外已得到普遍應(yīng)用。目前，孔壓探頭上測量孔隙水壓力的濾水器可分別位于錐面、錐肩和摩擦筒尾部等三個位置，其測得的孔隙水壓力分別記為妁、和3?？揍t(yī)迪謔瞬的位賈圖16-7遽水益的位盪與符號有的探頭在兩處或三處同時安裝濾水器，可以同時測得在貫入過程中探頭不同位置的孔壓（圖36）-不同位置

8、的濾水器所測得的超孔隙水壓力不同，超孔壓的消散條件和消散速率不相同。在貫入過程中,濾求器的磨損、涂抹和壓縮不同，對土層丞化的分辨能力也不相同。錐尖和錐面處的濾水器測得得超孔壓最大，對土層變化的反應(yīng)最靈敏，濾水器易磨損，濾水器的滲透性能會隨之減小，探頭對孔壓反應(yīng)變得遲鈍，孔壓量測的靈篋度會下降。另外，錐尖附近土體應(yīng)力條件復(fù)雜，使在錐尖和錐面處量測的孔壓穩(wěn)定性較差。在錐頭之后的等直徑圓柱面上的濾水器，測得的孔壓較小，而且隨離錐頭的距離增大而變小。由于避開了錐頭底下的復(fù)雜應(yīng)力區(qū)，所測得孔壓比較穩(wěn)定，孔壓的消散接近于圓柱軸對稱徑向排水條件?？讐河|探與一般的靜力觸探相比，具有下面一些突出優(yōu)點: 由于不同

9、土體的滲透性差別很大，CPTU量測孔隙水壓力的靈敏度很高，能夠分辨1-2cm厚的薄土層土性的變化，因而可以詳細(xì)分層。特別是在區(qū)分砂層和粘土層方面精度很高。 可以量測到孔隙水壓力，從而有可能進行有效應(yīng)力分析。 可以估算土體的滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)。 可以測定土層不同深度的靜止水壓力，獲得地下水條件的資料。 可以區(qū)分排水、部分排水和不排水的貫入條件。 可計算土的超固結(jié)比，評價土層應(yīng)力歷史，計算靜止側(cè)壓力系藪k°督。2記錄儀器量測記錄儀表測量與記錄探頭所受各種阻力。我國的靜力觸探幾乎全部采用電阻應(yīng)變式傳感器。因此，與其配套的記錄儀器主要有以下4種類型：電阻應(yīng)變儀；自動記錄繪圖儀；數(shù)字式測力儀；

10、數(shù)據(jù)采集儀（微機）。一般的測量系統(tǒng)還應(yīng)包括靜力觸探專用記錄儀器和傳輸信號的四芯或八芯的屏蔽電纜。電纜的作用是連接探頭和量測記錄儀表。由于探頭功能不同，相應(yīng)電纜的蕊數(shù)也不同，最少的為配單橋探頭的四蕊電纜，多則幾十蕊，各蕊之間應(yīng)互相屏蔽。電纜應(yīng)有良好的防水性和絕緣性，接頭處應(yīng)密封。§2.3靜力觸探試驗原理一、靜力觸探探頭的工作原理靜力觸探是將一個內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭以勻速壓入土中，由于地層中各種土的軟硬不同，探頭所受的阻力自然也不一樣，傳感器將這種大小不同的貫入阻力通過電信號輸入到記錄儀表記錄下來。電阻應(yīng)變式傳感器最為常見，它應(yīng)用了虎克定律、電阻定律和電橋原理。B靜力觸探探頭大多采用電

11、阻應(yīng)變式測試技術(shù)，探頭空心柱體上的血變柝路有兩木申布置方我：半橋兩臂工作：空心柱體四周對稱地粘貼四個電阻應(yīng)變片，其中兩個豎向的承受拉力,另拆商個橫向的址二自由狀態(tài)。全橋四臂工作：電阻應(yīng)變片的粘貼方式與前者相同，但宙于空心*主體空心長険較長,所以橫向電阻應(yīng)變片處于受壓狀態(tài)。小全橋兩臂工作.b）全橋四障T作§2.3靜力觸探試驗原理現(xiàn)以全橋兩臂工作為例，不受力時有2RR2兩點間的電位差等于零,毫伏計G中沒有屯流通過，即電橋處丁平筷狀態(tài)。旻力后，則若為全橋四臂工作來受力吋有DD$QDi受力后則（m-ADl）（A+AD/）XD,-AD2）CDi-AD.l）即受力后、。兩點間就有了電位差,毫伏計

12、G便摘出流過的電流大小,這個電流的尢小與空心柱體的受力伸長有關(guān)。上述兩種電路采用全橋四臂工作時,童測甫度較髙J且一般柱報粘上中輦測所需量思較小使用磚壁的空心柱I札本身靈敏度較大,故必須考慮溫度影響，宜采用全橋兩骨電路。在實際工作中，把空心柱體的微小應(yīng)變所箍出的微弱電壓逋過電纜，傳至電阻應(yīng)變僅中的放大器放大兒干倍到兒萬倍后,就可用普通的指樂儀表量測岀來。這神電測探頭可以量測到的貫人阻力9儀僅是探頭部分所承受附阻力。避免了地曲量測時按桿與扎壁閭摩捺這-不術(shù)定因紊的影響，而且電測探頭量桎最尢可測30M氏的貫入阻力靈敏搜高，可反映IQkE的貫入阻力的變化。二、靜力觸探試驗的貫入機理靜力觸探試驗的貫入機

13、理是個很復(fù)雜的問題，而且影響因素也比較多，迄今還沒有一種理論能圓滿地解釋靜力觸探的貫入機理。臨界深度：在均質(zhì)土層中，不論是錐尖阻力還是側(cè)摩擦阻力,都存在“臨界深度”的問題，即在一定深度范圍內(nèi)，均隨著真入深陵h勺增犬簾增大，彳旦達至lj一楚深度后，弘粒均達貫入深度繼續(xù)增加，金和犬不再增加。臨是土的密實度和探頭直徑的函數(shù)，土葩密實度越天、探買直徑越大，臨界深度越大,但qc并不一致，一般而臺的濡界深度比么的要小。靜力觸探的破壞機理與探頭的幾何形狀、土類和貫入深度有關(guān)。圓錐探頭在貫入土中時，在其周圍及底部土中會形成一定的擾動區(qū)。在軟粘土中土體的擾動使強度隆低；在松砂中土體的擾動使土被擠壓密實，強度提咼

14、；在密買砂中砂粒甚至玄被壓碎。三、孔壓靜力觸探的貫入機理孔壓靜力觸探探頭貫入土體的機理是十分復(fù)雜的，探頭貫入所產(chǎn)生的超孔壓沿水平徑向的初始分布，以及停止貫入時超孔壓的消散均屬于軸對稱問題，對貫入機理所做的簡化假設(shè)和所選擇的土體模型不同，可以建立不同的計算公式。§2.4試驗方法和技術(shù)要求一、試驗前的準(zhǔn)備工作D將電纜按探桿的連接順序一次穿齊，所用的探桿應(yīng)比計劃深度多23根，電纜應(yīng)備有足夠的長度;2）安放觸探機的地面應(yīng)平整，使用的反力措施應(yīng)保證靜力觸探達到預(yù)定的深度；3）檢查探頭是否符合規(guī)定的規(guī)格，連接記錄儀,檢查記錄儀是否工作正常，整個系統(tǒng)是否在標(biāo)定后的有效期內(nèi)，并調(diào)零試壓。對于孔壓探頭

15、應(yīng)按要求進行預(yù)飽和處理。二、孔壓探頭的飽和處理在測試開始前，應(yīng)對孔隙水壓力探頭進行飽和，這是保證孔壓測量正確的關(guān)鍵。由于氣體的壓縮性遠(yuǎn)大于水的壓縮性，如果探頭孔壓量測系統(tǒng)通道未被水飽和，測量孔壓時，則有一部分孔隙水壓力在傳遞過程中會消耗在壓縮空氣上，使所測孔隙水壓力值比實際值小，且滯后。fL壓探頭的飽和處理1CPTU至關(guān)重要的技術(shù)環(huán)節(jié)、探頭飽和過程一般包括以下幾個方面的內(nèi)容：1，過濾器的脫氣過濾環(huán)是傳遞孔隙壓力的透水元件，通常可用真空泵抽氣或煮沸2仆的方法使之達到飽和+并封閉儲存在脫氣液體中。2孔壓應(yīng)變腔的抽氣和注液孔壓探頭傅用前,應(yīng)用特制的抽氣-注液手泵對孔壓應(yīng)變腔抽氣并注入脫氣水或其他經(jīng)脫

16、氣處理的硅油或甘油“在注液的同時用手花擊以振蕩探頭有利于氣休的排出，直至無氣泡出現(xiàn)為止;當(dāng)試驗在飽利土中進行，通?？捎妹摎馑畞砣コ諝?當(dāng)試驗在非飽和土加干硬土層和剪脹性土層中進行時則濾水器可用廿油及類眥物來飽和。圖3-9孔壓探頭的組裝4.孔壓探頭飽和度的保持措施如果場地地下水距地表很近，可于孔位處掘一小坑，坑§2.4試驗方法和技術(shù)要求3-孔壓探頭的組裝如圖3-9所示過謔器與應(yīng)變腫的組裝以及誹尖的安裝應(yīng)在脫氣水中進行，要防止過濾器直接暴露二空氣中.年探頭飽和、安置椽膠圈的過程中觸探儀應(yīng)該承受較小的壓力,以使傳感器有區(qū)別于零的讀數(shù)。用沖射器或者針杷厲隙水斥力膠中的所有氣泡小心地趕定，如

17、果探頭是新的話，這個過稈至少需lOmin,把X或者V型環(huán)裝在支撐環(huán)上面，然后把它們都裝在探頭的頂部，再安裝排除了空氣的過濾環(huán)和錐尖?？讐禾筋^提離液面前，應(yīng)使用一個大小合適且不泄3的橡膠膜或塑料套套住過濾器，以隔離外界空氣。底達地下水位，坑內(nèi)注水滿槽9然后將探頭在觸探機上就位，懸吊于坑內(nèi)水體中，待一切準(zhǔn)備工作就緒后即可開始貫入工作。當(dāng)?shù)叵滤癫剌^深時，應(yīng)使用個較孔壓探頭肓徑為大的實心錐頭，預(yù)貫人至地卜'水位之下，提岀實心探頭，孔內(nèi)注滿水，然后換用孔壓探頭進行觸探試驗。§2.4試驗方法和技術(shù)要求三、觸探機的位置和高度1 應(yīng)注意用水平尺校準(zhǔn)機座勘探開孔前用水平尺校準(zhǔn)機座保持水平并與

18、反力裝置鎖定，以保證探桿垂直貫入地下。2 留意原有鉆孔距離對觸探測試成果的影響根據(jù)研究，在30倍樁徑或探頭直徑的范圍以內(nèi)，土體的邊界條件對測試成果有一定影響。在一般靜力觸探試驗中，布置的觸探孔距原有鉆孔的距離至少2m；若需進行平行試驗對比，對比孔間距不宜大于3m,且宜先進行靜探試驗，而后再進行勘探或其他原位試驗?？讐红o探試驗中，與先前孔之間的距離正常情況下應(yīng)至少為孔直徑的25倍。前5m,彎曲度不得大于0.05%,5m以后的，孔深小于不得夭于0.2%,大于10m時，不得大于0.1%o四、觸探儀的貫入1進行貫入試驗時，若遇到密實、粗顆?；蚝槭w粒較多的土層，在試驗前應(yīng)先進行預(yù)鉆孔，必要時使用套筒

19、防止孔壁的坍塌。在軟土或松散土中，預(yù)鉆孔應(yīng)該穿過硬殼層。2探頭的貫入速率對貫入阻力有一定的影響，應(yīng)勻速貫入，貫入速率控制t20±5mm/So使用手搖式觸探機時，手把轉(zhuǎn)速應(yīng)力求均勻。使用記讀式儀器時，每貫入0.1m或0.2m時應(yīng)記錄一次讀藪。3.在貫入過程中應(yīng)進行歸零檢查和深度校核1）對于單橋、雙橋探頭，將探頭貫入地面以下05/0m后，上提探頭5-1Ocm,觀察零漂情況，待測量值穩(wěn)定后，將記錄儀調(diào)零并將探頭壓回原位進行正式貫夫。隹地商M卞6m深度范圍內(nèi)，每貫入2-3m應(yīng)提升探頭一次，并記錄零漂值；6m后視零漂的大小可繁關(guān)隸霆瞬聽或讎鬆霸曇韶起拔2）對于孔壓探頭，在整個貫入過程中，不得提

20、升探頭。終孔起拔探頭時應(yīng)記錄錐尖阻力和側(cè)壁摩擦阻力的零漂值；探頭拔出地面時，應(yīng)記錄孔壓的零漂彳直。在試驗過程中，應(yīng)每隔34m校核一次實際深度。§2.4試驗方法和技術(shù)要求五、孔壓消散試驗a. 停止貫入b. 記錄超孔壓隨時間的消散過程超孔壓的消散速度取決于土的固結(jié)系數(shù)，即土的滲透性。TC繪制超孔壓隨時間的消散過程-孔壓消散曲線曲線葺Ai知六、試驗的終止當(dāng)出現(xiàn)以下情況時，應(yīng)該終止靜力觸探試驗的貫入：D要求的貫入長度或深度已經(jīng)達到；2）貫入時探桿出現(xiàn)明顯彎曲；3）反力裝置失效；4）試驗記錄顯示異常。5）觸探主機負(fù)荷達到其額定荷載的120%時；6）探頭負(fù)荷達到額定荷載時；七、試驗操作步驟a.

21、布孔位，平整場地b. 安裝觸探機，并調(diào)平機座（為使貫入壓力保持垂直方向），把機座與反力裝置銜接c. 將探頭、測量電纜、探桿連接起來，并檢查測量儀表，并調(diào)零d. 將連著探桿的探頭壓入地下，同時記錄深度值和測量儀表的數(shù)據(jù)§2.5試驗資料的整理與分析一、靜力觸探試驗成果的影響因素1孔隙水壓力對于飽和土體，靜探探頭在貫入過程中會產(chǎn)生超空隙水壓力，超孔壓的產(chǎn)生對土的強度和靜探試驗指標(biāo)是有影響的，其影響程度因土的排水條件和貫入速率而異。一般認(rèn)為，5mm/s的貫入速率相當(dāng)于排水條件，而50mm/s的貫入速率則相當(dāng)于不排水條件。2溫聲的影廿向靜探探頭石有的電阻應(yīng)變片對環(huán)境溫度的變化非常敏感，溫度的變

22、化會引起電阻應(yīng)變片電阻值的變化，從而產(chǎn)生零位漂移。產(chǎn)生溫度變化的原因主要有：(1) 標(biāo)定時的溫度與地下溫度的差異；(2) 量測時應(yīng)變片通電時間過長，產(chǎn)生電阻熱；(3) 貫入過程中與土(特別是砂)摩擦產(chǎn)生熱量。措施：(1) 采用溫度補償應(yīng)變片來補償溫度變化對應(yīng)變測量的影響；(2) 正式操作前將探頭放在地下1m處，放置30min,使探頭與地溫平衡，再調(diào)儀器的初始零點。3探孔(探頭)的偏斜探孔或探頭的偏斜產(chǎn)生兩個方面的問題：貫入探桿的長度不能正確反映實際貫入深度，分層界限不準(zhǔn)；探頭的傾斜使得測得的土層阻力嚴(yán)重失真。措施:(1) 試驗前檢查探桿的平直度;(2) 貫入主機放置在平整的地面或人工平臺上，采

23、用地魯?shù)诜磩?wù)器霹錨的埋設(shè)深度應(yīng)一致保持反力的對稱(3) 在探頭上加裝測斜儀器，了解貫入過程中探頭的傾斜程度，隨時進行修正。(4) 注意探桿傾斜是否是由于地下障礙物引起，設(shè)法排除或繞避。§2.5試驗資料的整理與分析4.孔壓傳感器的位置與尺寸孔壓觸探試驗中，過濾器的位置不同，所測得的孑L壓大小不同，一般而言，u>u2>u3；對于應(yīng)力歷史不同的粘性土，孔壓的變化形態(tài)也有所不同（圖®11）O在飽和土層中進行觸探時，產(chǎn)生的超孔隙水壓力,在不同土層中差別很大，因而對錐尖阻力值的影響也不同，如在飽和軟粘土中，U對么的影響十分顯著。此外，透水單元的尺寸也會影響孔隙壓力的量測結(jié)果

24、。§2.5試驗資料的整理與分析5探頭及探桿的規(guī)格探頭形狀及尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化與科學(xué)化對測試成果的應(yīng)用、交流和對比軸有很重要的意義。Ps>qc，qc和4都隨錐底面積的增大而減??；側(cè)壁摩擦筒長度增大時，么增大，£減小。探桿外徑、摩擦筒與錐底面直徑應(yīng)保持一致。因此，國外普遍使用直徑相同的錐頭、摩擦筒及探桿。國內(nèi)原有的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，現(xiàn)已向同徑方向發(fā)展。目軽內(nèi)、外已普施規(guī)律勧觸罐的錐頭糊錐形，其關(guān)頭J60。，所不同的臺錐頭底面積。國際上建議錐頭底面積一般為10cm2；僅對堅硬土層才允許使用15cni2或20cm2的錐頭。6.貫入速率貫入速率不同，貫入阻力也不同。但在常用貫入速率（2cm

25、/s左右）的情況下，對貫入阻力的影響很小。7孔壓探頭的飽和問題如用可測孔隙水壓力的探頭進行觸探時，必須對探頭進行嚴(yán)格飽和。這樣才能準(zhǔn)確測量出觸探時所產(chǎn)生的超孔隙水壓力及超孔隙水壓力消散值。如果未飽和或飽和不徹底，則會滯緩孔隙水壓力的傳遞速度，使部分超孔隙水壓力消耗于壓縮在探頭中的未排盡的空氣上，嚴(yán)重影響測試成果的準(zhǔn)確性。§2.5試驗資料的整理與分析、靜力觸探資料的整理1原始數(shù)據(jù)的修正(D貫入深度的修正當(dāng)記錄深度與實際深度有出入時°應(yīng)按深度線性修正棵度渓差或如在觸探試驗的同時量測觸探桿的偏斜角優(yōu)相對鉛垂線紜假定偏斜的方位角不變，毎隔lm測一次偏斜角，則深度修止M為-沁（2&#

26、39;'）<3-9）式中M廠-第f段深度修正值(存山心一第i次及第F1次實測的偏斜角。到深度九處，總的深度修止值為汕.實際的深度應(yīng)為九一Y皿.?-1IZ-I(2)零漂修正當(dāng)零漂值在該深度測試值的10%以內(nèi)時，可將此零漂值依歸零檢查的深度間隔，按線性內(nèi)插法對測試值予以平差。當(dāng)零漂值大于該深度測試值的10%時,宜在相鄰兩次歸零檢查的時間間隔內(nèi)，按貫入行程所占時間段落按比例進行線性平差。頂部橫戡面積厚擦?xí)脖砻娣ea庇熬幡就血積Aj；b惟底橫截面積§2.5試驗資料的整理與分析(3) 錐尖阻力修正由于在孔壓觸探試驗過程中觸探儀周圍充滿著水壓力9這將影響錐尖阻力和側(cè)壁摩擦力、當(dāng)孔壓

27、量測過濾器位于觸探儀的F位置時(圖3-12兒錐尖陰力可用下面的公式來修正：+2(la)(3-13)式中q廠-一修正后的錐尖阻力；么-量測的錐尖阻力；叫-在叫位置(即錐肩位置)量測的孔隙水壓力；&-有效面積比，如圖16-13.面積比按下式計算Ap(3-14)分別為頂柱和錐底的橫截面積(見圖3-12九§2.5試驗資料的整理與分析(4) 側(cè)壁摩擦力的修正當(dāng)同時在探頭的叫和«3位置安裝孔壓蜃測裝置時可以采用下式對側(cè)壁摩擦阻力進行修正:A.(3-15)式中-修正后的側(cè)壁摩擦阻力;人實測的側(cè)壁摩擦阻力;入“摩擦套筒的橫截面積甲A心A*分別為套簡頂部與底部的橫截面積參見圖1613

28、,畋-套筒與探頭之間部位繪測孔隙水壓；“倉筒尾部位置量測的孔隙水壓。2單孔各分層的試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算（1）結(jié)合其他資料（鉆孔等）分層：（2）分層統(tǒng)計各層的試驗結(jié)果；Ps；fsf摩阻比心qt，fv超孔壓比Bq3. 繪制觸探曲線Ps-h；®c、扎、人小；qvfv化比，U-Igt§2.5試驗資料的整理與分析孔廉【MP3)制網(wǎng)"灤奐阻力專阻比地?zé)泼鍯»J吐泥上砂徐砂土炭鮎濕三、靜力觸探成果分析1.地基土的分類(D利用雙橋探頭的么、扎、心判別分類不同土類的和&很少全然一樣，所以可以利用雙橋探頭的成果半別土類。例如，砂的五值一般很大,但&通常小于或等

29、于1%；均質(zhì)粘土么大手6MPa的很少，但盡往往吳手2%。均質(zhì)土的場值通常是不隨深度而變化的，但對成層土，當(dāng)土層厚度較薄，或處于土層界面附近時，常表現(xiàn)不穩(wěn)定，這是土層界面效應(yīng)所致，受界面上、下土層的強度與變形性質(zhì)所控制。«3-5乞和人各種fit況的比較條值變化情況/；值的變化情況A堿小人不變?nèi)嗽龃?#169;減小A咬層過渡到軟層時的過渡階段（相當(dāng)于超前深度與滯杠深度范圍）B（一般不存在）C被圓錐壓下的小礫石擠壓摩擦簡（甚而楔入其間縫隙時）認(rèn)值變化悄況幾佰的變化情況L減小fK不夸人坤大q、不變D首徑大丁圓錐的卵石或碎石械同錐斥入列軟層或松散的土層E通當(dāng)悄況）F（般不存玄）4、增火G在中密

30、實或密實七屮圓錐壓到盲徑大于圓徒的卵石或礫石-H探頭進人到不能匹穿的軟巖或堅碩土層時r阻力隨療度增加的土層或簡未達扱限阻.力的密實砂土（即在臨界棵度以h）§2.5試驗資料的整理與分析1234S各？ggio?c(MPa)圖3/5利用雙橋靜探結(jié)果判別土類§25試驗資料的整理與分析(UJW)U08O6O4O202I964ooO2OOML無希桂粗規(guī):土/、人粘性粗到維粒匕粘件無紡性油枕丄丄/,=200kPa紹粒粘性上/s=50kPa人“2點kP®/嚴(yán)Fa2345厚阻比（旳40200*620.201rq456012帝）16-17簡代他理后土的分類囹§2.5試驗資料

31、的整理與分析(2)利用孔壓靜力觸探指標(biāo)判別土類土砂土1黏土砂古*“仙1060100300000(w(R)(a)主判別0>)輔助判別圖3/6利用孔壓靜探結(jié)果劃分土類(妁位置)§2.5試驗資料的整理與分析圖3仃利用孔壓靜探結(jié)果劃分土類（位置）§2.5試驗資料的整理與分析圖16-18土類2HM5CSennEt&Janhu*1985)中密味松矽細(xì)樹土、中哪硬度祐土軟粘土/非帝軟的粋土壬也工3/1.0L2Ewh>I金左疋總圣歿«孔壓比說4567O311(Msg弋國試0圏基于PTLJ成舉的土的力學(xué)分類圖1一戾敏的刑粒土漢有枕庾土皿一粘丄質(zhì)粘土祛土詢-粘航粉

32、土用質(zhì)帖土;6砂殛劇土-帖噴滯hF7一粉倆砂土-砂庾粉土/-砂土一護質(zhì)砂土胡一你上：M錢邑-秒土一菲灑堅硬的細(xì)粒土。就秒土帖噴砂土住注I超固結(jié)土類或結(jié)杓性土與§2.5試驗資料的整理與分析狂一Q15-20基于CPTU的土的力學(xué)分英圖1啖嫌的細(xì)檢l：:Z有機碇士謖泥Mi粘土褂於粘土Jq粘質(zhì)輸上觸質(zhì)粘土圧書”質(zhì)、砂1E-砂質(zhì)粉土砧細(xì)砂-粉J険砂4：7睬砂的七曲非常舉性砂士帖質(zhì)砂土俺一昨常堅醴的地tM:2土的原位狀態(tài)與應(yīng)力歷史(1)土層重度通常情況下，土的重度是通過室內(nèi)試驗得到的，可以根據(jù)比貫入阻力化估算一般飽和粘性土的容重：當(dāng)Ps<400kPa時，Y=8.23ps0-12；(3-22

33、)當(dāng)400%<4500kPa時,丫二9.56久°095；(3-23)3/2>4500kPa時，y=21.3(3-24)(2)超固結(jié)比OCR§2.5試驗資料的整理與分析(3) 土中原位水平壓力(4) 土的靈敏度(5) 砂土的相對密實度鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程：*10.5.13石英質(zhì)砂土的相對密實度密實程度p氯(MPa)Dt密實心4Dt0.67中密14>>6.50-67>Dr>0.40稍密6.5手仇鼻2O.402DQO.33松散佻<2Dt<0333. 土的強度參數(shù)粘性土的不排水抗剪強度4. 土的變形參數(shù)5. 土的滲透系數(shù)單位用MP

34、a；堅硬狀態(tài)土多屬非慍和土，括號內(nèi)數(shù)值為參考值；過據(jù)片置于錐底圓桂面處的孔壓觸探參數(shù)可通過表10.4.4換算出相應(yīng)的血、Eq后再用本表判別。«W.5.91孔壓觸探判別黏性土的塑性狀態(tài)分級液性揩數(shù)主判別輔助判別堅硬Bq<0.2«塑CKgX熔丁心3124亠277盯<-221H嚴(yán)030.5<fL<l3.12為一277q存-2.2111.25-21.3qt<-2.56Bq>02流塑/l>111.2民-21.3gQ2-56Bn0.42注23裏單橋越探參敷判別嘴性土的址性狀態(tài)00.250.500,751pa(MPa)(56)(2.7-33)1.

35、2-E509<0.5注i抿號內(nèi)數(shù)值為豔考值。*10.5,12砂類土的內(nèi)J*採角9>p9(MPa)1123461115302931323334363739)§2.6試驗成果的工程應(yīng)用表巴有的CPT/CPTIJ的直接應(yīng)用粧墓設(shè)計承載力計算沉降計算壓實度控制液化評價砂上17122S1212粘匕1-2123-434川問土類1-22W352-3說明；可靠性打心"髙4崙中等山巾籌"中一低冷做§2.6試驗成果的工程應(yīng)用一、土類劃分及分層1土類的劃分2土層的劃分靜力觸探試驗結(jié)果分層，主要是力學(xué)分層，在很根據(jù)工程勘察實踐，女h曲線平緩，魚s值較小，一般為粘性土

36、層；如曲第呈鋸齒狀，化值丈大者，一般為初層。雙橋靜力觸探試驗結(jié)果分層，綜合分析三個曲線的變化情況并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗，以a為主，結(jié)合考慮直分層一般問題不大。§2.6試驗成果的工程應(yīng)用靜力觸探由軟層進入硬層或由硬層進入軟層時，曲線會出現(xiàn)一過渡段，即所謂的“超前”和“滯后”問題。一般過渡段代表的土層厚度僅有10-30cm,分層界線可選在曲線過渡段的中點，如果過渡段較厚，由軟變硬分層界線選在過渡段中下方，由硬變軟擇選栽種上方,或考慮單獨分層。分層的詳細(xì)程度以滿足工程要求為準(zhǔn)，一般持力層附近土層應(yīng)劃分的細(xì)些，以下可粗些。對工程有影響的土層要單獨劃分出來?？偟膩碚f，分層不能過細(xì)，否則不利于連剖面，也

37、不利于地基評價和設(shè)計人員使用。2.22L12io展底髙卷時代成國地層編號5-219.1514.1A45I10.00-©<42£k*Z軸gm§2.6試驗成果的工程應(yīng)用二、淺基礎(chǔ)設(shè)計方面的應(yīng)用1.承載力用靜力觸探確定地基承載力一般依據(jù)的是經(jīng)驗公式，是建立在靜力觸探與載荷試驗的對比關(guān)系上。確定的是地基承載力的基本值，需經(jīng)過深、寬修正，用于一般的建筑物地基土的成因、時代及含水量等對靜力觸探求地基承載力的經(jīng)驗公式有影響，經(jīng)驗公式有地區(qū)性。表924地基基本承載力f°與Ps(qj經(jīng)驗關(guān)系式(Mpa)一序號提出者經(jīng)驗關(guān)系式范圍值Ps(qc)土層1武漢聯(lián)合試驗組f0

38、=0.1043Pa+0.02690.36.0粘性土2交通部三航院fo=O1Pa+00250.52.5長江三角洲土3兗州煤礦設(shè)計院fo=O.1012Pa+0.0590.353.0淮北粘性土4江蘇省建筑設(shè)計院fo=O.O84Pa+O.O50.355.7南樂粘性土5青島城1崖局fo=OO74Pa+OO8241.00.5青島粘性土6連云港規(guī)劃建筑設(shè)計院fo=O.O8O7Pa+O.O49濱海軟土7鐵三院fo=58(Pj/2o.O46Ps單位(kPa)Ip>7粘性土8鐵四1院fo=O.112Pa+0.0050.0850.9軟土武漢冶金勘察公司fo=O02Pa+0.05>5.0長江中下游粉細(xì)砂土

39、序號提出者經(jīng)驗關(guān)系式范圍值Ps(qc)土層10鐵一、四院fo=O.O44Pa+O.O51.011.0中粗砂11同濟大學(xué)等fo=O.O55Pa+O.O45上海粉土12陜西綜合堪察院fo=O.O878Pa+O.O24濕陷性黃土13原一機部勘測公司fo=O.O98qc+O.O19黃土地基14大慶油田、長春地院(1996)fo=O.089qc+0.075to=O.108qc+0.0644fo=O.O813qc+0.069大慶粘性土、大慶粘性土大慶粉土15荷蘭，比利時fo=(O,O33O.O25)qcfo=O.1qc砂土粘性土經(jīng)統(tǒng)計分析，有人提出：式中a、卩為土類修正系數(shù)§2.6試驗成果的工程

40、應(yīng)用:需要說明的是，在一些規(guī)范上曾經(jīng)列有根據(jù)靜探成果確定地基承載力的表格，在現(xiàn)行規(guī)范上這些表格都已經(jīng)廢止不用，現(xiàn)行規(guī)范強調(diào)利用靜力觸探試驗等原位試驗確定地基承載力需要結(jié)合各地區(qū)經(jīng)驗，不再在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一使用承載力表格。:如我國工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察規(guī)范(TJ21-77)中列有根據(jù)單橋靜力觸探值確定一般粘性土、老粘土、砂土、粉土等的地基承載力、變形*莫量的表箱。§2.6試驗成果的工程應(yīng)用二、深基礎(chǔ)方面的應(yīng)用豎向承載力靜力觸探機理和樁的作用機理類似，靜力觸探相當(dāng)于沉樁的模擬試驗。與靜力觸探相比，樁的表面粗糙，直徑大,沉樁對樁周土的軌動大，沉降速皮慢。應(yīng)與樁載荷測試配合使用，互相驗證。

41、樁基承載力的影響因素很多，國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗表明CPT成果估算樁基的承載力往往能夠給岀滿意的結(jié)果。§2.6試驗成果的工程應(yīng)用建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008):單樁豎向極限承載力I一般規(guī)定5.3.1設(shè)計釆用的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)伉應(yīng)符合下列規(guī)定1設(shè)計等級為甲級的建筑樁基，應(yīng)通過單樁靜載試驗確定；2設(shè)計等級為乙級的建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡單時，對參照地質(zhì)條件相同的試樁資料,結(jié)合靜力觸探等原位測試和經(jīng)驗參數(shù)綜合確定；其余均應(yīng)通過單樁靜載試驗確定；3設(shè)計等級為丙級的建筑樁基，可根據(jù)原位測試和經(jīng)驗參數(shù)確定。II原位測試法5.3.3當(dāng)根據(jù)單橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載

42、力標(biāo)準(zhǔn)值時，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗，可按下式計算：(5.3.3-1)(5.3.3-2)(53.3-3)Qnk=Qsk+Qpk-qsJi十a(chǎn)PskP當(dāng)卩曲時Ps嚴(yán)Psk2PQ當(dāng)Psk>P敘時Psk-Psk2式中Qsk、Qpk分別為總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值：II樁身周長；qsik用靜力觸探比貫入阻力值估算的樁周第7層土的極限側(cè)阻力；厶樁周第了層土的厚度；a樁端阻力修正系數(shù)，可按表5.3.3-1取值；卩張樁端附近的靜力觸探比貫入阻力標(biāo)準(zhǔn)值（平均值）；Ap樁端而積；pskX樁端全截而以上8倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值：psk2樁端全截面以下4倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值，如樁端持力層為密

43、實的砂土層，其比貫入阻力平均值p,超過20MPa時，則需乘以表5.33-2中系數(shù)c予以折減后，再計算p沁及P扣值；0折減系數(shù)，按表53.3-3選用°圖5.3.3qsk一ps曲線注：1幺於值應(yīng)結(jié)合上工試驗資料，依據(jù)土的類別、埋藏深度、排列次序，按圖5.3.3折線取值；圖5.3.3中，直線（A）（線段gh）適用于地表下6m范圍內(nèi)的上層；折線（B）（oabc）適用于粉上及砂土上層以上（或無粉上及砂上丄層地區(qū)）的黏性土；折線（c）（線段ockf適用于粉丄及砂土上層以下的黏性土：折線（D）（線段oef）適用于粉土、粉砂、細(xì)砂及中砂。2p比為樁端穿過的中密密實砂土、粉土的比貫入阻力平均值；pj為

44、砂上、粉上的下臥軟上層的比貫入阻力平均值；3釆用的單橋探頭，圓錐底面積為15cm2，底部帶7cm高滑套，錐角60°。4當(dāng)樁端穿過粉上、粉砂、細(xì)砂及中砂層底面時，折線（D）佔算的g必值需乘以表5.3.3-4中系數(shù)0值；樁長（m）/<15a0.7530</W600.75-0.900.90注：樁長15/30in,CZ值按/值盲線內(nèi)插；/為樁長（不包括樁尖高度）P我必W51.00表5334系數(shù)弋彳7.5$100.500.33表53.3-2系數(shù)CPMPa)20-3035>40系數(shù)C5/62/31/2表533一3折減系數(shù)（3fPsk2/Psk<57.512.5>15

45、015/62/31/2注:表5.3.3-2x表5.3.3-3可內(nèi)插取值。5S4當(dāng)根據(jù)雙橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，對于黏性土、粉土和砂土，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗時可按下式計算：Quk-QskQpk=lli'Pt'fsi+G'flc'(5.3.4)式中fsi第j層土的探頭平均側(cè)阻力(kPa)；qc樁端平而上、下探頭阻力，取樁端平而以上40(0為樁的直徑或邊長)范圍內(nèi)按土層厚度的探頭阻力加權(quán)平均值(kPa),然后再和樁端平面以卜1范國內(nèi)的探頭阻力進行平均；a樁端阻力修正系數(shù)，對于黏性土、粉土取2/3,飽和砂土取1/2；禹笫7層土樁側(cè)阻力綜合修正系數(shù)，黏性土、粉土：0,二10-04(九)心；砂土:0廣5.05(九)-叭注;雙橋探頭的圓錐底面積為15cnr,錐角60&