巖土工程原位測(cè)試技術(shù)第四節(jié)圓錐動(dòng)力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)巖土工程原位測(cè)試技術(shù)第四節(jié)圓錐動(dòng)力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)設(shè)備和方法基本測(cè)試原理試驗(yàn)成果的整理分析試驗(yàn)成果的應(yīng)用小結(jié)內(nèi)容試驗(yàn)設(shè)備和方法試驗(yàn)設(shè)備和方法一、試驗(yàn)設(shè)備動(dòng)力觸探使用的設(shè)備，包括動(dòng)力設(shè)備和貫入系統(tǒng)兩大部分。動(dòng)力設(shè)備的作用是提供動(dòng)力源，為便于野外施工，多采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；對(duì)于輕型動(dòng)力觸探也有采用人力提升方式的。貫入部分是動(dòng)力觸探的核心，由穿心錘、探桿和探頭組成。試驗(yàn)設(shè)備和方法一、試驗(yàn)設(shè)備動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件測(cè)試設(shè)備與測(cè)試原理（一）測(cè)試設(shè)備a.探桿（包括導(dǎo)向桿）

b.提引器（分內(nèi)掛式和外掛式兩種）c.穿心錘d.錘座（包括鋼砧與錘墊）e.探頭測(cè)試設(shè)備與測(cè)試原理分類：

依據(jù)為穿心錘的重量和探頭類型分類：

依據(jù)為穿心錘的重量和探頭類型中國(guó)動(dòng)力觸探的分類及設(shè)備中國(guó)動(dòng)力觸探的分類及設(shè)備動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件一、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的定義（DPT

）

利用一定的錘擊能量，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入土中的難易程度來(lái)判別土層工程性質(zhì)的一種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法。判別指標(biāo)采用的是貫入一定深度的錘擊數(shù)。一、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的定義（DPT）利用一定二、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)及適用性

優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，操作方便，適應(yīng)土類較廣，

并且可以連續(xù)貫入。缺點(diǎn)：試驗(yàn)誤差較大，再現(xiàn)性較差。適用土類：對(duì)難以取樣的各種填土、砂土、粉土、碎石

土、砂礫土、卵石、礫石等含粗顆粒的土類。二、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)及適用性優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，操作三、動(dòng)力觸探技術(shù)的發(fā)展

1.國(guó)際上動(dòng)力觸探的發(fā)展歷史較長(zhǎng)。最先在歐洲各國(guó)得到廣泛應(yīng)用，就是因?yàn)檫@些國(guó)家廣泛分布著粗顆粒土層及冰積層，取土樣比較困難，適合采用動(dòng)力觸探方法。2.在國(guó)內(nèi)（1）50年代初由南京水利實(shí)驗(yàn)處引進(jìn)推廣。（2）至50年代后期得到普及，很多單位做了很有價(jià)值的試驗(yàn)研究，積累了大量的使用經(jīng)驗(yàn)。三、動(dòng)力觸探技術(shù)的發(fā)展1.國(guó)際上（3）70年代制定了相應(yīng)的規(guī)范，在試驗(yàn)設(shè)備類型上趨于統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化，加快了發(fā)展進(jìn)程。（4）目前，已成為我國(guó)粗顆粒土的地基勘察測(cè)試的主要手段。

（3）70年代制定了相應(yīng)的規(guī)范，在試驗(yàn)設(shè)備類型上趨于統(tǒng)一和標(biāo)四、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的分類

1．國(guó)際分類

1974年和1982年在歐洲召開的二次國(guó)際觸探學(xué)術(shù)會(huì)議，對(duì)動(dòng)力觸探測(cè)試方法的統(tǒng)一起了推動(dòng)作用。會(huì)議建議按使用穿心錘的重量（或錘擊能量）的不同，將動(dòng)力觸探分為：輕型（≤10kg）、中型（10～40kg）、重型（40～60kg）及超重型（>60kg）。2．我國(guó)分類我國(guó)《土工試驗(yàn)規(guī)程》（SD128－86）將動(dòng)力觸探分為輕型、重型、超重型三種。其規(guī)格見下表。四、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的分類1．國(guó)際分類根據(jù)所用穿心錘的質(zhì)量將動(dòng)力觸探試驗(yàn)分為輕型、中型、重型和超重型等種類。動(dòng)力觸探類型及相應(yīng)的探頭和探桿規(guī)格見表3-1。根據(jù)所用穿心錘的質(zhì)量將動(dòng)力觸探試驗(yàn)分為輕型、中型、重型和動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件五、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的目的1．試驗(yàn)成果（1）進(jìn)行地基土的力學(xué)分層；（2）定性評(píng)價(jià)地基土的均勻性和物理性質(zhì)（狀態(tài)、密實(shí)度等）；（3）查明土洞、滑動(dòng)面、軟硬土層界面的位置。2．成果應(yīng)用（1）評(píng)定地基土的強(qiáng)度和變形參數(shù)；（2）評(píng)定天然地基的承載力；（3）估算單樁承載力。五、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的目的1．試驗(yàn)成果一、儀器設(shè)備

1．輕型動(dòng)力觸探包括導(dǎo)向桿、穿心錘、錘墊、探桿和圓錐探頭五部分，見圖4-2。重錘的提升有人力和機(jī)械兩種。一、儀器設(shè)備1．輕型動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件

2．重型動(dòng)力觸探重型、超重型設(shè)備與輕型設(shè)備相似，只是在尺寸和重量上有差別。另外，重型動(dòng)探試驗(yàn)一般都采用自動(dòng)落錘方式，在錘上增加了提引器。2．重型動(dòng)力觸探重型動(dòng)力觸探（N63.5）重型動(dòng)力觸探（N63.5）動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件二、試驗(yàn)方法（一）輕型、重型、超重型動(dòng)力觸探的測(cè)試程序和要求

1．輕型動(dòng)力觸探（1）先用輕便鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上0.3m處，然后對(duì)所需試驗(yàn)土層連續(xù)進(jìn)行觸探。（2）試驗(yàn)時(shí)，穿心錘落距為（0.500.02）m，使其自由下落。記錄每打入土層中0.30m時(shí)所需的錘擊數(shù)。（3）若需描述土層情況時(shí)，可將觸探桿撥出，取下探頭，換鉆頭進(jìn)行取樣。（4）如遇密實(shí)堅(jiān)硬土層，當(dāng)貫入0.30m所需錘擊數(shù)超過(guò)100擊或貫入0.15m超過(guò)50擊時(shí)，即可停止試驗(yàn)。如需對(duì)下臥土層進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可用鉆具穿透堅(jiān)實(shí)土層后再貫入。（5）本試驗(yàn)一般用于貫入深度小于4m的土層。必要時(shí)，也可在貫入4m后，用鉆具將孔掏清，再繼續(xù)貫入2m。二、試驗(yàn)方法

2．重型動(dòng)力觸探（1）試驗(yàn)前將觸探架安裝平穩(wěn)，使觸探保持垂直地進(jìn)行。垂直度的最大偏差不得超過(guò)2%。觸探桿應(yīng)保持平直，連結(jié)牢固。（2）貫入時(shí)，應(yīng)使穿心錘自由落下，落錘高度為（0.760.02）m。地面上的觸探桿的高度不宜過(guò)高，以免傾斜與擺動(dòng)太大。（3）錘擊速率宜為每分鐘15-30擊。打入過(guò)程應(yīng)盡可能連續(xù)，所有超過(guò)5min的間斷都應(yīng)在記錄中予以注明。（4）及時(shí)記錄每貫入0.10m所需的錘擊數(shù)。其方法可在觸探桿上每0.1m劃出標(biāo)記，然后直接（或用儀器）記錄錘擊數(shù)；也可以記錄每一陣擊的貫入度，然后再換算為每貫入0.1m所需的錘擊數(shù)。最初貫入的lm內(nèi)可不記讀數(shù)。（5）對(duì)于一般砂、圓礫和卵石，觸探深度不宜超過(guò)12~15m；超過(guò)該深度時(shí)，需考慮觸探桿的側(cè)壁摩阻影響。2．重型動(dòng)力觸探（6）每貫入0.1m所需錘擊數(shù)連續(xù)三次超過(guò)50擊時(shí)，即停止試驗(yàn)。如需對(duì)下部土層繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可改用超重型動(dòng)力觸探。（7）本試驗(yàn)也可在鉆孔中分段進(jìn)行，一般可先進(jìn)行貫入，然后進(jìn)行鉆探，直至動(dòng)力觸探所測(cè)深度以上1m處，取出鉆具將觸探器放入孔內(nèi)再進(jìn)行貫入。

3．超重型動(dòng)力觸探（1）貫入時(shí)穿心錘自由下落，落距為（1.000.02）m。貫入深度一般不宜超過(guò)20m，超過(guò)此深度限值時(shí)，需考慮觸探桿側(cè)壁摩阻的影響。（2）其他步驟可參照重型動(dòng)力觸探進(jìn)行。（6）每貫入0.1m所需錘擊數(shù)連續(xù)三次超過(guò)50擊時(shí)，即停貫入深度的一般限制：對(duì)輕型，一般應(yīng)<4m，主要用于測(cè)試并提供淺基礎(chǔ)的地基承載力參數(shù)；檢驗(yàn)建筑物地基的夯實(shí)程度；檢驗(yàn)建筑物機(jī)槽開挖后，基底以下是否存在軟弱下臥層等。重型<12~15m，超重型<20m，超過(guò)此深度應(yīng)考慮側(cè)壁摩阻力的影響。主要用于查明地層在垂直方向和水平方向上的均勻程度。貫入深度的一般限制：

試驗(yàn)成果的整理分析

1．檢查核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)記錄在每個(gè)動(dòng)探孔完成后，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)核對(duì)所記錄的擊數(shù)、尺寸是否有錯(cuò)漏，項(xiàng)目是否齊全；核對(duì)完畢后，在記錄表上簽上記錄者的名字和測(cè)試日期。

2．實(shí)測(cè)擊數(shù)校正（1）輕型動(dòng)力觸探

1）輕型動(dòng)力觸探不考慮桿長(zhǎng)修正，根據(jù)每貫入30cm的實(shí)測(cè)擊數(shù)繪制N10~h曲線圖。

2）根據(jù)每貫入30cm的錘擊數(shù)對(duì)地基土進(jìn)行力學(xué)分層，然后計(jì)算每層實(shí)測(cè)擊數(shù)的算術(shù)平均值。試驗(yàn)成果的整理分析1．檢查核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)記錄（3）重型、超重型動(dòng)力觸探

1）鐵路《動(dòng)力觸探技術(shù)規(guī)定》（TBJ8-87）中規(guī)定，實(shí)測(cè)擊數(shù)應(yīng)按桿長(zhǎng)校正。重型動(dòng)力觸探的實(shí)測(cè)擊數(shù)（N63.5），按下式進(jìn)行校正：N63.5=N63.5

（3-13）（3）重型、超重型動(dòng)力觸探桿長(zhǎng)修正

對(duì)桿長(zhǎng)的影響，我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的規(guī)范或規(guī)程不盡相同。（1）《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001），對(duì)動(dòng)力觸探試驗(yàn)指標(biāo)均不進(jìn)行桿長(zhǎng)修正。（2）鐵道部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路工程地質(zhì)原位測(cè)試規(guī)程》（TB10041-2003），規(guī)定需進(jìn)行桿長(zhǎng)修正。因此，在進(jìn)行成果整理時(shí)，應(yīng)根據(jù)巖土參數(shù)與動(dòng)力觸探指標(biāo)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式時(shí)的具體條件，決定是否對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行桿長(zhǎng)修正。桿長(zhǎng)修正對(duì)桿長(zhǎng)的影響，我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的規(guī)范或采用牛頓碰撞理論，建立桿長(zhǎng)修正公式：

N=αN’

可以對(duì)重型、超重型動(dòng)力觸探結(jié)果進(jìn)行修正。N——經(jīng)修正后的圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)；N’——實(shí)測(cè)的圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)。表3-16，3-17,分別給出了重型、超重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果的桿長(zhǎng)修正系數(shù)。采用牛頓碰撞理論，建立桿長(zhǎng)修正公式：N63.5的桿長(zhǎng)修正系數(shù)N63.5的桿長(zhǎng)修正系數(shù)N120的桿長(zhǎng)修正系數(shù)N120的桿長(zhǎng)修正系數(shù)超重型動(dòng)力觸探的實(shí)測(cè)擊數(shù)（N120），應(yīng)先按公式（3-14）換算成相當(dāng)于重型的實(shí)測(cè)擊數(shù)（N63.5），然后再按公式（3-13）進(jìn)行桿長(zhǎng)擊數(shù)校正。N63.5=3N120-0.5（3-14）

2）中國(guó)西南建筑勘察院對(duì)桿長(zhǎng)擊數(shù)的校正對(duì)超重型動(dòng)力觸探的實(shí)測(cè)擊數(shù)N120，直接按表進(jìn)行桿長(zhǎng)擊數(shù)校正。N120=N120

（3-16）使用時(shí)不但應(yīng)注意兩者在計(jì)算結(jié)果上的差異，還應(yīng)注意兩者使用的探桿直徑不同。

超重型動(dòng)力觸探的實(shí)測(cè)擊數(shù)（N120），應(yīng)先按公式（3-12．劃分土層界限劃分力學(xué)分層的原則：考慮動(dòng)貫入阻力在土層變化附近的“超前反應(yīng)”。超前反應(yīng)指的是當(dāng)探頭從軟層進(jìn)入硬層或從硬層進(jìn)入軟層之前，動(dòng)貫入阻力就已感知土層的變化，提前變大或變小，反應(yīng)的范圍約為探頭直徑的2~3倍。實(shí)際中可以這樣處理：當(dāng)擊數(shù)由小變大（軟層進(jìn)入硬層）時(shí)，分層界限可選在軟層最后一個(gè)小值點(diǎn)以下2~3倍探頭直徑處；當(dāng)擊數(shù)由大變小（硬層進(jìn)入軟層）時(shí)，分層界限可選在軟層第一個(gè)小值點(diǎn)以上2~3倍探頭直徑處。2．劃分土層界限

3．繪制動(dòng)力觸探擊數(shù)沿深度分布曲線以桿長(zhǎng)校正后的擊數(shù)為橫坐標(biāo)，以貫入深度為縱坐標(biāo)繪制曲線圖。因?yàn)椴杉臄?shù)據(jù)表示每貫入某一深度的錘擊數(shù)，故曲線圖一般繪制成沿深度方向的直方圖。

3．繪制動(dòng)力觸探擊數(shù)沿深度分布曲線動(dòng)力觸探試驗(yàn)的典型N-h曲線動(dòng)力觸探試驗(yàn)的典型N-h曲線成果的工程應(yīng)用1．評(píng)定地基土的狀態(tài)或密實(shí)程度根據(jù)我國(guó)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ50007-2002），可采用重型圓錐動(dòng)力觸探的錘擊數(shù)N63.5評(píng)定碎石土的密實(shí)度，見表3-20。注：（1）本表適用于平均粒徑小于50且最大粒徑不超過(guò)100mm的卵石、碎石、圓礫、角礫。（2）表內(nèi)N63.5為修正后的平均值。

表3-20碎石土的密實(shí)度

成果的工程應(yīng)用1．評(píng)定地基土的狀態(tài)或密實(shí)程度注：（1）本表適

2．確定地基土的承載力中國(guó)建筑西南勘察院采用120kg重錘和直徑60mm探桿的超重型動(dòng)探，并與載荷試驗(yàn)的比例界限值pl進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)比資料52組，得如下公式：

fk=80N120

（3N12010）中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）對(duì)粘性土也有類似經(jīng)驗(yàn)公式：

fk=32.3N63.5+89（2N63.516）2．確定地基土的承載力N10估計(jì)粘性土和素填土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值N63.5估計(jì)中、粗、礫砂及碎石土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值N120估計(jì)碎石土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值

N10估計(jì)粘性土和素填土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值N63.5估計(jì)中、粗、估算圓礫、卵石土地基的變形模量E0

鐵道部第二設(shè)計(jì)院基于在四川、東北、廣西、甘肅等地的試驗(yàn)資料得N63.5和E0的關(guān)系，見表4-7。

估算圓礫、卵石土地基的變形模量E04．預(yù)估單樁承載力和確定樁基持力層的位置動(dòng)力觸探試驗(yàn)與打樁過(guò)程極其相似，因而用于樁基勘察時(shí)，對(duì)打入式的端承樁效果較為顯著，可用于確定樁基持力層的位置和單樁承載力。（1）確定樁基持力層的位置利用N—h曲線，結(jié)合鉆孔資料，可以較準(zhǔn)確地編制出勘察場(chǎng)地的工程地質(zhì)剖面，據(jù)此選擇樁基持力層，確定在勘察范圍內(nèi)各部位的樁長(zhǎng)。持力層位置的確定，各地區(qū)都有自己的經(jīng)驗(yàn)值。如成都地區(qū)，對(duì)300mm*300mm方樁，N63.5應(yīng)大于15~20擊/10cm，此卵石層的厚度不應(yīng)小于2.0~1.5m。4．預(yù)估單樁承載力和確定樁基持力層的位置（2）單樁承載力的確定主要用于確定樁端承力為主的短樁（因?yàn)閯?dòng)探測(cè)試無(wú)法實(shí)測(cè)地基土的極限側(cè)壁摩阻力）。由樁的靜載荷試驗(yàn)確定承載力標(biāo)準(zhǔn)值與樁尖平面處的動(dòng)力觸探指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提出單樁承載力公式：成都地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)一般樁基持力層為卵石土，由35組資料統(tǒng)計(jì)，得：

Ru=299+126.1N120式中，Ru——樁尖平面處地基土的極限承載力，kPa。

N120——樁尖平面處上下4D（樁徑）范圍修正后的擊數(shù)平均值（/10cm）。（2）單樁承載力的確定成都地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)一、定義動(dòng)力觸探的一種，它是利用錘擊動(dòng)能（錘重63.5kg，落距76cm),將一定規(guī)格的對(duì)開管式貫入器（外徑51mm，內(nèi)徑35mm）,下端接管靴，上端接一內(nèi)外徑與對(duì)開管相同的鉆桿接頭打入鉆孔孔底的土中，判別土層的變化和土的工程性質(zhì)。貫入阻抗用貫入器貫入土中30cm的錘擊數(shù)N表示。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)適用于砂土、粉土和一般粘性土。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)一、定義動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件（二）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

1．試驗(yàn)方法（1）先用鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上0.15m處，清除殘土。（2）將貫入器放入孔內(nèi)，避免沖擊孔底，注意保持貫入器、鉆桿、導(dǎo)向桿聯(lián)接后的垂直度。測(cè)定貫入器所在深度，要求殘土厚度不大于0.1m。（3）將貫入器以每分鐘擊打15~30次的頻率，先打入土中0.15m，不計(jì)錘擊數(shù)；然后開始記錄每打入0.10m及累計(jì)0.30m的錘擊數(shù)N，并記錄貫入深度與試驗(yàn)情況。若遇密實(shí)土層，錘擊數(shù)超過(guò)50擊時(shí)，不應(yīng)強(qiáng)行打入，并記錄50擊的貫入深度。

式中ΔS－50擊時(shí)的貫入度(cm)

（二）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)1．試驗(yàn)方法（二）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（4）旋轉(zhuǎn)鉆桿，然后提出貫入器，取貫入器中的土樣進(jìn)行鑒別、描述記錄，并測(cè)量其長(zhǎng)度。將需要保存的土樣仔細(xì)包裝、編號(hào)，以備試驗(yàn)之用。（5）重復(fù)1~4步驟，進(jìn)行下一深度的標(biāo)貫測(cè)試，直至所需深度。一般每隔1m進(jìn)行一次標(biāo)貫試驗(yàn)。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果N可直接標(biāo)在工程地質(zhì)剖面圖上,也可繪制單孔標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N與深度關(guān)系曲線或直方圖。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N值，可對(duì)砂土、粉土、粘性土的物理狀態(tài),土的強(qiáng)度、變形參數(shù)、地基承載力、單樁承載力，砂土和粉土的液化，成樁的可能性等做出評(píng)價(jià)。應(yīng)用N值時(shí)是否修正和如何修正，應(yīng)根據(jù)建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系時(shí)的具體情況確定。

（二）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（4）旋轉(zhuǎn)鉆桿，然后提出貫入器，取六、測(cè)試成果的應(yīng)用1.劃分土類或土層剖面錘擊數(shù)越少，土的顆粒越細(xì)；錘擊數(shù)越多，土的顆粒越粗。六、測(cè)試成果的應(yīng)用1.劃分土類或土層剖面動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件

2．注意事項(xiàng)：鉆孔時(shí)應(yīng)注意下列各條。（1）須保持孔內(nèi)水位高出地下水位一定高度，以免塌孔，保持孔底土處于平衡狀態(tài)，不使孔底發(fā)生涌砂變松，影響N值；（2）下套管不要超過(guò)試驗(yàn)標(biāo)高；（3）須緩慢地下放鉆具，避免孔底土的擾動(dòng)；（4）細(xì)心清除孔底浮土，孔底浮土應(yīng)盡量少，其厚度不得大于10cm；（5）如鉆進(jìn)中需取樣，則不應(yīng)在錘擊法取樣后立刻做標(biāo)貫，而應(yīng)在繼續(xù)鉆進(jìn)一定深度（可根據(jù)土層軟硬程度而定）后再做標(biāo)貫，以免人為增大N值；（6）鉆孔直徑不宜過(guò)大，以免加大錘擊時(shí)探桿的晃動(dòng)；鉆孔直徑過(guò)大時(shí)，可減少N至50%，建議鉆孔直徑上限為100mm，以免影響N值。2．注意事項(xiàng)：標(biāo)貫和圓錐動(dòng)力觸探測(cè)試方法的不同點(diǎn)，主要是不能連續(xù)貫入，每貫入0.45m必須提鉆一次，然后換上鉆頭進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)至下一試驗(yàn)深度，重新開始試驗(yàn)。另外，標(biāo)貫試驗(yàn)不宜在含有碎石的土層中進(jìn)行，只宜用于粘性土、粉土和砂土中，以免損壞標(biāo)貫器的管靴刃口。標(biāo)貫和圓錐動(dòng)力觸探測(cè)試方法的不同點(diǎn)，主要是不能連續(xù)貫入，標(biāo)貫與一般動(dòng)探的主要區(qū)別在于探頭不同標(biāo)貫與一般動(dòng)探的主要區(qū)別在于探頭不同思考題1.土體原位測(cè)試有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？常用的原位測(cè)試方法分別適用于什么范圍？2.載荷試驗(yàn)的試驗(yàn)要點(diǎn)及資料整理的要求有哪些？3.靜力觸探的試驗(yàn)要點(diǎn)及技術(shù)要求有哪些?如何進(jìn)行資料整理及成果應(yīng)用?4.動(dòng)力觸探的類型和適用范圍有哪些？各類觸探試驗(yàn)的試驗(yàn)要點(diǎn)有何不同？5.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)方法要求與圓錐動(dòng)力觸探有何不同？試驗(yàn)成果的應(yīng)用有哪些？6.旁壓試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)的原理和試驗(yàn)要點(diǎn)有哪些？思考題巖土工程原位測(cè)試技術(shù)第四節(jié)圓錐動(dòng)力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)巖土工程原位測(cè)試技術(shù)第四節(jié)圓錐動(dòng)力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)設(shè)備和方法基本測(cè)試原理試驗(yàn)成果的整理分析試驗(yàn)成果的應(yīng)用小結(jié)內(nèi)容試驗(yàn)設(shè)備和方法試驗(yàn)設(shè)備和方法一、試驗(yàn)設(shè)備動(dòng)力觸探使用的設(shè)備，包括動(dòng)力設(shè)備和貫入系統(tǒng)兩大部分。動(dòng)力設(shè)備的作用是提供動(dòng)力源，為便于野外施工，多采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；對(duì)于輕型動(dòng)力觸探也有采用人力提升方式的。貫入部分是動(dòng)力觸探的核心，由穿心錘、探桿和探頭組成。試驗(yàn)設(shè)備和方法一、試驗(yàn)設(shè)備動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件測(cè)試設(shè)備與測(cè)試原理（一）測(cè)試設(shè)備a.探桿（包括導(dǎo)向桿）

b.提引器（分內(nèi)掛式和外掛式兩種）c.穿心錘d.錘座（包括鋼砧與錘墊）e.探頭測(cè)試設(shè)備與測(cè)試原理分類：

依據(jù)為穿心錘的重量和探頭類型分類：

依據(jù)為穿心錘的重量和探頭類型中國(guó)動(dòng)力觸探的分類及設(shè)備中國(guó)動(dòng)力觸探的分類及設(shè)備動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件一、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的定義（DPT

）

利用一定的錘擊能量，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入土中的難易程度來(lái)判別土層工程性質(zhì)的一種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法。判別指標(biāo)采用的是貫入一定深度的錘擊數(shù)。一、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的定義（DPT）利用一定二、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)及適用性

優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，操作方便，適應(yīng)土類較廣，

并且可以連續(xù)貫入。缺點(diǎn)：試驗(yàn)誤差較大，再現(xiàn)性較差。適用土類：對(duì)難以取樣的各種填土、砂土、粉土、碎石

土、砂礫土、卵石、礫石等含粗顆粒的土類。二、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)及適用性優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，操作三、動(dòng)力觸探技術(shù)的發(fā)展

1.國(guó)際上動(dòng)力觸探的發(fā)展歷史較長(zhǎng)。最先在歐洲各國(guó)得到廣泛應(yīng)用，就是因?yàn)檫@些國(guó)家廣泛分布著粗顆粒土層及冰積層，取土樣比較困難，適合采用動(dòng)力觸探方法。2.在國(guó)內(nèi)（1）50年代初由南京水利實(shí)驗(yàn)處引進(jìn)推廣。（2）至50年代后期得到普及，很多單位做了很有價(jià)值的試驗(yàn)研究，積累了大量的使用經(jīng)驗(yàn)。三、動(dòng)力觸探技術(shù)的發(fā)展1.國(guó)際上（3）70年代制定了相應(yīng)的規(guī)范，在試驗(yàn)設(shè)備類型上趨于統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化，加快了發(fā)展進(jìn)程。（4）目前，已成為我國(guó)粗顆粒土的地基勘察測(cè)試的主要手段。

（3）70年代制定了相應(yīng)的規(guī)范，在試驗(yàn)設(shè)備類型上趨于統(tǒng)一和標(biāo)四、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的分類

1．國(guó)際分類

1974年和1982年在歐洲召開的二次國(guó)際觸探學(xué)術(shù)會(huì)議，對(duì)動(dòng)力觸探測(cè)試方法的統(tǒng)一起了推動(dòng)作用。會(huì)議建議按使用穿心錘的重量（或錘擊能量）的不同，將動(dòng)力觸探分為：輕型（≤10kg）、中型（10～40kg）、重型（40～60kg）及超重型（>60kg）。2．我國(guó)分類我國(guó)《土工試驗(yàn)規(guī)程》（SD128－86）將動(dòng)力觸探分為輕型、重型、超重型三種。其規(guī)格見下表。四、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的分類1．國(guó)際分類根據(jù)所用穿心錘的質(zhì)量將動(dòng)力觸探試驗(yàn)分為輕型、中型、重型和超重型等種類。動(dòng)力觸探類型及相應(yīng)的探頭和探桿規(guī)格見表3-1。根據(jù)所用穿心錘的質(zhì)量將動(dòng)力觸探試驗(yàn)分為輕型、中型、重型和動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件五、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的目的1．試驗(yàn)成果（1）進(jìn)行地基土的力學(xué)分層；（2）定性評(píng)價(jià)地基土的均勻性和物理性質(zhì)（狀態(tài)、密實(shí)度等）；（3）查明土洞、滑動(dòng)面、軟硬土層界面的位置。2．成果應(yīng)用（1）評(píng)定地基土的強(qiáng)度和變形參數(shù)；（2）評(píng)定天然地基的承載力；（3）估算單樁承載力。五、動(dòng)力觸探試驗(yàn)的目的1．試驗(yàn)成果一、儀器設(shè)備

1．輕型動(dòng)力觸探包括導(dǎo)向桿、穿心錘、錘墊、探桿和圓錐探頭五部分，見圖4-2。重錘的提升有人力和機(jī)械兩種。一、儀器設(shè)備1．輕型動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件

2．重型動(dòng)力觸探重型、超重型設(shè)備與輕型設(shè)備相似，只是在尺寸和重量上有差別。另外，重型動(dòng)探試驗(yàn)一般都采用自動(dòng)落錘方式，在錘上增加了提引器。2．重型動(dòng)力觸探重型動(dòng)力觸探（N63.5）重型動(dòng)力觸探（N63.5）動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件二、試驗(yàn)方法（一）輕型、重型、超重型動(dòng)力觸探的測(cè)試程序和要求

1．輕型動(dòng)力觸探（1）先用輕便鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上0.3m處，然后對(duì)所需試驗(yàn)土層連續(xù)進(jìn)行觸探。（2）試驗(yàn)時(shí)，穿心錘落距為（0.500.02）m，使其自由下落。記錄每打入土層中0.30m時(shí)所需的錘擊數(shù)。（3）若需描述土層情況時(shí)，可將觸探桿撥出，取下探頭，換鉆頭進(jìn)行取樣。（4）如遇密實(shí)堅(jiān)硬土層，當(dāng)貫入0.30m所需錘擊數(shù)超過(guò)100擊或貫入0.15m超過(guò)50擊時(shí)，即可停止試驗(yàn)。如需對(duì)下臥土層進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可用鉆具穿透堅(jiān)實(shí)土層后再貫入。（5）本試驗(yàn)一般用于貫入深度小于4m的土層。必要時(shí)，也可在貫入4m后，用鉆具將孔掏清，再繼續(xù)貫入2m。二、試驗(yàn)方法

2．重型動(dòng)力觸探（1）試驗(yàn)前將觸探架安裝平穩(wěn)，使觸探保持垂直地進(jìn)行。垂直度的最大偏差不得超過(guò)2%。觸探桿應(yīng)保持平直，連結(jié)牢固。（2）貫入時(shí)，應(yīng)使穿心錘自由落下，落錘高度為（0.760.02）m。地面上的觸探桿的高度不宜過(guò)高，以免傾斜與擺動(dòng)太大。（3）錘擊速率宜為每分鐘15-30擊。打入過(guò)程應(yīng)盡可能連續(xù)，所有超過(guò)5min的間斷都應(yīng)在記錄中予以注明。（4）及時(shí)記錄每貫入0.10m所需的錘擊數(shù)。其方法可在觸探桿上每0.1m劃出標(biāo)記，然后直接（或用儀器）記錄錘擊數(shù)；也可以記錄每一陣擊的貫入度，然后再換算為每貫入0.1m所需的錘擊數(shù)。最初貫入的lm內(nèi)可不記讀數(shù)。（5）對(duì)于一般砂、圓礫和卵石，觸探深度不宜超過(guò)12~15m；超過(guò)該深度時(shí)，需考慮觸探桿的側(cè)壁摩阻影響。2．重型動(dòng)力觸探（6）每貫入0.1m所需錘擊數(shù)連續(xù)三次超過(guò)50擊時(shí)，即停止試驗(yàn)。如需對(duì)下部土層繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可改用超重型動(dòng)力觸探。（7）本試驗(yàn)也可在鉆孔中分段進(jìn)行，一般可先進(jìn)行貫入，然后進(jìn)行鉆探，直至動(dòng)力觸探所測(cè)深度以上1m處，取出鉆具將觸探器放入孔內(nèi)再進(jìn)行貫入。

3．超重型動(dòng)力觸探（1）貫入時(shí)穿心錘自由下落，落距為（1.000.02）m。貫入深度一般不宜超過(guò)20m，超過(guò)此深度限值時(shí)，需考慮觸探桿側(cè)壁摩阻的影響。（2）其他步驟可參照重型動(dòng)力觸探進(jìn)行。（6）每貫入0.1m所需錘擊數(shù)連續(xù)三次超過(guò)50擊時(shí)，即停貫入深度的一般限制：對(duì)輕型，一般應(yīng)<4m，主要用于測(cè)試并提供淺基礎(chǔ)的地基承載力參數(shù)；檢驗(yàn)建筑物地基的夯實(shí)程度；檢驗(yàn)建筑物機(jī)槽開挖后，基底以下是否存在軟弱下臥層等。重型<12~15m，超重型<20m，超過(guò)此深度應(yīng)考慮側(cè)壁摩阻力的影響。主要用于查明地層在垂直方向和水平方向上的均勻程度。貫入深度的一般限制：

試驗(yàn)成果的整理分析

1．檢查核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)記錄在每個(gè)動(dòng)探孔完成后，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)核對(duì)所記錄的擊數(shù)、尺寸是否有錯(cuò)漏，項(xiàng)目是否齊全；核對(duì)完畢后，在記錄表上簽上記錄者的名字和測(cè)試日期。

2．實(shí)測(cè)擊數(shù)校正（1）輕型動(dòng)力觸探

1）輕型動(dòng)力觸探不考慮桿長(zhǎng)修正，根據(jù)每貫入30cm的實(shí)測(cè)擊數(shù)繪制N10~h曲線圖。

2）根據(jù)每貫入30cm的錘擊數(shù)對(duì)地基土進(jìn)行力學(xué)分層，然后計(jì)算每層實(shí)測(cè)擊數(shù)的算術(shù)平均值。試驗(yàn)成果的整理分析1．檢查核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)記錄（3）重型、超重型動(dòng)力觸探

1）鐵路《動(dòng)力觸探技術(shù)規(guī)定》（TBJ8-87）中規(guī)定，實(shí)測(cè)擊數(shù)應(yīng)按桿長(zhǎng)校正。重型動(dòng)力觸探的實(shí)測(cè)擊數(shù)（N63.5），按下式進(jìn)行校正：N63.5=N63.5

（3-13）（3）重型、超重型動(dòng)力觸探桿長(zhǎng)修正

對(duì)桿長(zhǎng)的影響，我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的規(guī)范或規(guī)程不盡相同。（1）《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001），對(duì)動(dòng)力觸探試驗(yàn)指標(biāo)均不進(jìn)行桿長(zhǎng)修正。（2）鐵道部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路工程地質(zhì)原位測(cè)試規(guī)程》（TB10041-2003），規(guī)定需進(jìn)行桿長(zhǎng)修正。因此，在進(jìn)行成果整理時(shí)，應(yīng)根據(jù)巖土參數(shù)與動(dòng)力觸探指標(biāo)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式時(shí)的具體條件，決定是否對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行桿長(zhǎng)修正。桿長(zhǎng)修正對(duì)桿長(zhǎng)的影響，我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的規(guī)范或采用牛頓碰撞理論，建立桿長(zhǎng)修正公式：

N=αN’

可以對(duì)重型、超重型動(dòng)力觸探結(jié)果進(jìn)行修正。N——經(jīng)修正后的圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)；N’——實(shí)測(cè)的圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)。表3-16，3-17,分別給出了重型、超重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)結(jié)果的桿長(zhǎng)修正系數(shù)。采用牛頓碰撞理論，建立桿長(zhǎng)修正公式：N63.5的桿長(zhǎng)修正系數(shù)N63.5的桿長(zhǎng)修正系數(shù)N120的桿長(zhǎng)修正系數(shù)N120的桿長(zhǎng)修正系數(shù)超重型動(dòng)力觸探的實(shí)測(cè)擊數(shù)（N120），應(yīng)先按公式（3-14）換算成相當(dāng)于重型的實(shí)測(cè)擊數(shù)（N63.5），然后再按公式（3-13）進(jìn)行桿長(zhǎng)擊數(shù)校正。N63.5=3N120-0.5（3-14）

2）中國(guó)西南建筑勘察院對(duì)桿長(zhǎng)擊數(shù)的校正對(duì)超重型動(dòng)力觸探的實(shí)測(cè)擊數(shù)N120，直接按表進(jìn)行桿長(zhǎng)擊數(shù)校正。N120=N120

（3-16）使用時(shí)不但應(yīng)注意兩者在計(jì)算結(jié)果上的差異，還應(yīng)注意兩者使用的探桿直徑不同。

超重型動(dòng)力觸探的實(shí)測(cè)擊數(shù)（N120），應(yīng)先按公式（3-12．劃分土層界限劃分力學(xué)分層的原則：考慮動(dòng)貫入阻力在土層變化附近的“超前反應(yīng)”。超前反應(yīng)指的是當(dāng)探頭從軟層進(jìn)入硬層或從硬層進(jìn)入軟層之前，動(dòng)貫入阻力就已感知土層的變化，提前變大或變小，反應(yīng)的范圍約為探頭直徑的2~3倍。實(shí)際中可以這樣處理：當(dāng)擊數(shù)由小變大（軟層進(jìn)入硬層）時(shí)，分層界限可選在軟層最后一個(gè)小值點(diǎn)以下2~3倍探頭直徑處；當(dāng)擊數(shù)由大變?。ㄓ矊舆M(jìn)入軟層）時(shí)，分層界限可選在軟層第一個(gè)小值點(diǎn)以上2~3倍探頭直徑處。2．劃分土層界限

3．繪制動(dòng)力觸探擊數(shù)沿深度分布曲線以桿長(zhǎng)校正后的擊數(shù)為橫坐標(biāo)，以貫入深度為縱坐標(biāo)繪制曲線圖。因?yàn)椴杉臄?shù)據(jù)表示每貫入某一深度的錘擊數(shù)，故曲線圖一般繪制成沿深度方向的直方圖。

3．繪制動(dòng)力觸探擊數(shù)沿深度分布曲線動(dòng)力觸探試驗(yàn)的典型N-h曲線動(dòng)力觸探試驗(yàn)的典型N-h曲線成果的工程應(yīng)用1．評(píng)定地基土的狀態(tài)或密實(shí)程度根據(jù)我國(guó)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ50007-2002），可采用重型圓錐動(dòng)力觸探的錘擊數(shù)N63.5評(píng)定碎石土的密實(shí)度，見表3-20。注：（1）本表適用于平均粒徑小于50且最大粒徑不超過(guò)100mm的卵石、碎石、圓礫、角礫。（2）表內(nèi)N63.5為修正后的平均值。

表3-20碎石土的密實(shí)度

成果的工程應(yīng)用1．評(píng)定地基土的狀態(tài)或密實(shí)程度注：（1）本表適

2．確定地基土的承載力中國(guó)建筑西南勘察院采用120kg重錘和直徑60mm探桿的超重型動(dòng)探，并與載荷試驗(yàn)的比例界限值pl進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)比資料52組，得如下公式：

fk=80N120

（3N12010）中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）對(duì)粘性土也有類似經(jīng)驗(yàn)公式：

fk=32.3N63.5+89（2N63.516）2．確定地基土的承載力N10估計(jì)粘性土和素填土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值N63.5估計(jì)中、粗、礫砂及碎石土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值N120估計(jì)碎石土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值

N10估計(jì)粘性土和素填土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值N63.5估計(jì)中、粗、估算圓礫、卵石土地基的變形模量E0

鐵道部第二設(shè)計(jì)院基于在四川、東北、廣西、甘肅等地的試驗(yàn)資料得N63.5和E0的關(guān)系，見表4-7。

估算圓礫、卵石土地基的變形模量E04．預(yù)估單樁承載力和確定樁基持力層的位置動(dòng)力觸探試驗(yàn)與打樁過(guò)程極其相似，因而用于樁基勘察時(shí)，對(duì)打入式的端承樁效果較為顯著，可用于確定樁基持力層的位置和單樁承載力。（1）確定樁基持力層的位置利用N—h曲線，結(jié)合鉆孔資料，可以較準(zhǔn)確地編制出勘察場(chǎng)地的工程地質(zhì)剖面，據(jù)此選擇樁基持力層，確定在勘察范圍內(nèi)各部位的樁長(zhǎng)。持力層位置的確定，各地區(qū)都有自己的經(jīng)驗(yàn)值。如成都地區(qū)，對(duì)300mm*300mm方樁，N63.5應(yīng)大于15~20擊/10cm，此卵石層的厚度不應(yīng)小于2.0~1.5m。4．預(yù)估單樁承載力和確定樁基持力層的位置（2）單樁承載力的確定主要用于確定樁端承力為主的短樁（因?yàn)閯?dòng)探測(cè)試無(wú)法實(shí)測(cè)地基土的極限側(cè)壁摩阻力）。由樁的靜載荷試驗(yàn)確定承載力標(biāo)準(zhǔn)值與樁尖平面處的動(dòng)力觸探指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提出單樁承載力公式：成都地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)一般樁基持力層為卵石土，由35組資料統(tǒng)計(jì)，得：

Ru=299+126.1N120式中，Ru——樁尖平面處地基土的極限承載力，kPa。

N120——樁尖平面處上下4D（樁徑）范圍修正后的擊數(shù)平均值（/10cm）。（2）單樁承載力的確定成都地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)一、定義動(dòng)力觸探的一種，它是利用錘擊動(dòng)能（錘重63.5kg，落距76cm),將一定規(guī)格的對(duì)開管式貫入器（外徑51mm，內(nèi)徑35mm）,下端接管靴，上端接一內(nèi)外徑與對(duì)開管相同的鉆桿接頭打入鉆孔孔底的土中，判別土層的變化和土的工程性質(zhì)。貫入阻抗用貫入器貫入土中30cm的錘擊數(shù)N表示。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)適用于砂土、粉土和一般粘性土。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)一、定義動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)力觸探試驗(yàn)課件動(dòng)