巖土工程測(cè)試技術(shù)(第三章)

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1、三 巖 土 的 原 位 測(cè) 試 技 術(shù) 1 概 述1.1 概 念 指 現(xiàn) 場(chǎng) 基 本 保 持 地 基 土 的 天 然 結(jié) 構(gòu) 、 天 然 含 水 量 、天 然 應(yīng) 力 狀 態(tài) 的 情 況 下 ， 測(cè) 定 地 基 土 的 物 理 -力 學(xué)性 質(zhì) 指 標(biāo) 的 試 驗(yàn) 方 法 不 需 經(jīng) 過(guò) 鉆 探 取 樣 ， 直 接 測(cè) 定 巖 土 力 學(xué) 性 質(zhì) ， 更 能 真 實(shí)反 映 巖 土 的 天 然 結(jié) 構(gòu) 及 天 然 應(yīng) 力 狀 態(tài) 下 的 特 性 原 位 測(cè) 試 所 涉 及 的 土 尺 寸 較 室 內(nèi) 試 驗(yàn) 樣 品 要 大 得 多 (土體 體 積 大 、 代 表 性 好 )， 因 而 更 能 反

2、映 土 的 宏 觀 結(jié) 構(gòu) 如裂 隙 等 對(duì) 土 的 性 質(zhì) 的 影 響 ， 比 土 樣 具 代 表 性 可 重 復(fù) 進(jìn) 行 驗(yàn) 證 ， 縮 短 試 驗(yàn) 周 期1.2 優(yōu) 點(diǎn) （ 與 室 內(nèi) 試 驗(yàn) 比 較 ） u 土 體 原 位 測(cè) 試 方 法 很 多 ， 可 以 歸 納 為 下 列 兩 類 ： (1)土 層 剖 面 測(cè) 試 法 (logging or stratigraphic profiling methods)： 主 要 包 括 靜 力 觸 探 、 動(dòng) 力 觸 探 、 扁 鏟 松脹 儀 試 驗(yàn) 及 波 速 法 等 土 層 剖 面 測(cè) 試 法 具 有 可 連 續(xù) 進(jìn) 行 、 快 速 經(jīng)

3、濟(jì) 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 (2)專 門(mén) 測(cè) 試 法 (specific test methods) ： 主 要 包 括 載荷 試 驗(yàn) 、 旁 壓 試 驗(yàn) 、 標(biāo) 準(zhǔn) 貫 入 實(shí) 驗(yàn) 、 抽 水 和 注 水 試 驗(yàn) 、十 字 板 剪 切 試 驗(yàn) 等土 的 專 門(mén) 測(cè) 試 法 可 得 到 土 層 中 關(guān) 鍵 部 位 土 的 各 種 工 程性 質(zhì) 指 標(biāo) ， 精 度 高 ， 測(cè) 試 成 果 可 直 接 供 設(shè) 計(jì) 部 門(mén) 使 用 精 度 超 過(guò) 室 內(nèi) 試 驗(yàn) 的 成 果1.3 土 體 原 位 測(cè) 試 的 種 類 u根 據(jù) 不 同 的 測(cè) 試 方 法 （ 包 括 CPT、 DPT、 PLT、 PMT、 F

4、VST、 SDPT） ， 其 應(yīng) 用 可 歸 納 為 ：（ 1） 土 層 土 類 劃 分（ 2） 確 定 天 然 地 基 承 載 力（ 3） 測(cè) 定 土 的 物 理 力 學(xué) 性 質(zhì) 指 標(biāo) （ C、 ）（ 4） 在 樁 基 勘 察 中 的 應(yīng) 用（ 5） 評(píng) 價(jià) 砂 土 和 粉 土 的 地 震 液 化（ 6） 求 解 土 的 固 結(jié) 系 數(shù) 、 滲 透 系 數(shù) 及 不 排 水 抗 剪 強(qiáng) 度 等（ 7） 檢 驗(yàn) 壓 實(shí) 填 土 的 質(zhì) 量 及 強(qiáng) 夯 效 果（ 8） 進(jìn) 行 淺 基 礎(chǔ) 的 沉 降 計(jì) 算（ 9） 1.4 土 體 原 位 測(cè) 試 的 應(yīng) 用 2 靜 力 載 荷 試 驗(yàn)2.1 定

5、 義 及 特 點(diǎn) 平 板 靜 力 載 荷 試 驗(yàn) (PLT: plate load test)， 簡(jiǎn) 稱 載 荷 試驗(yàn) 在 保 持 地 基 土 天 然 狀 態(tài) 下 ， 在 一 定 面 積 的 承 壓 板 上 向 地 基土 逐 級(jí) 施 加 荷 載 ， 并 觀 測(cè) 每 級(jí) 荷 載 下 地 基 土 的 變 形 特 性 ，是 模 擬 建 筑 物 基 礎(chǔ) 工 作 條 件 的 一 種 測(cè) 試 方 法u優(yōu) 點(diǎn) ： 對(duì) 地 基 土 不 產(chǎn) 生 擾 動(dòng) ， 結(jié) 果 最 可 靠 、 最 具 有 代 表 性 ， 可 直接 用 于 工 程 設(shè) 計(jì) 是 確 定 承 載 力 的 最 主 要 方 法 u缺 點(diǎn) ： 價(jià) 格

6、昂 貴 、 費(fèi) 時(shí) 現(xiàn) 場(chǎng) 載 荷 試 驗(yàn)千斤頂荷載板 2.2 靜 力 載 荷 試 驗(yàn) 設(shè) 備u 加 載 穩(wěn) 壓 系 統(tǒng) 承 壓 板 、 加 載 千 斤頂 、 穩(wěn) 壓 器 、 油 泵 、油 管 等 組 成u 反 力 系 統(tǒng) 有 堆 載 式 、 撐 壁 式 、錨 固 式 等u 量 測(cè) 系 統(tǒng) 壓 力 表 、 百 分 表 或位 移 傳 感 器 （ 1） 載 荷 測(cè) 試 一 般 在 方 形 坑 中 進(jìn) 行（ 2） 安 裝 設(shè) 備（ 3） 分 級(jí) 加 荷 加 荷 原 則 ： 第 一 級(jí) 為 坑 底 原 有 重 力 ， 后 每 級(jí) 按 ： 中低 壓 縮 性 土 50kPa， 高 壓 縮 性 土 25kP

7、a， 特 軟 土 為 10kPa2.3 靜 力 載 荷 試 驗(yàn) 方 法 （ 4） 觀 測(cè) 每 級(jí) 荷 載 下 的 沉 降觀 測(cè) 時(shí) 間 間 隔 ： 加 荷 開(kāi) 始 后 ， 按 間 隔 5、 5、 10、 10、15、 15min觀 測(cè) 沉 降 ； 以 后 每 30min進(jìn) 行 一 次u 穩(wěn) 定 的 標(biāo) 準(zhǔn) 連 續(xù) 兩 小 時(shí) 內(nèi) 每 小 時(shí) 的 沉 降 量 0.1mm時(shí) ， 本 級(jí) 荷 載下 沉 降 已 趨 穩(wěn) 定 ， 可 加 下 一 級(jí) 荷 載 對(duì) 于 軟 粘 土 最 好 觀 測(cè) 24h以 上 ， 對(duì) 于 正 常 固 結(jié) 粘 土 要 8h， 對(duì) 于 老 粘 土 、 砂 土 、 礫 石 等 要

8、 4h （ 5） 盡 可 能 使 最 終 荷 載 達(dá) 到 地 基 土 的 極 限 承 載 力 ， 以 評(píng)價(jià) 承 載 力 的 安 全 度u 結(jié) 束 試 驗(yàn) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 當(dāng) 下 述 情 況 出 現(xiàn) 時(shí) 即 可 停 止 實(shí) 驗(yàn) a) 承 壓 板 周 圍 的 土 體 出 現(xiàn) 裂 縫 或 隆 起 ， 沉 降 的 很 快 b)在 荷 載 不 變 的 情 況 下 ， 沉 降 速 率 加 速 發(fā) 展 或 接 近 一個(gè) 常 數(shù) 。 壓 力 沉 降 曲 線 出 現(xiàn) 明 顯 拐 點(diǎn) c) 總 沉 降 量 超 過(guò) 承 壓 板 寬 度 （ 或 直 徑 ） 的 1/10 （ 6） 當(dāng) 需 要 卸 載 觀 測(cè) 回 彈 時(shí)

9、， 每 級(jí) 卸 荷 量 可 為 加 荷 量的 2倍 ， 歷 時(shí) 1h， 每 隔 15min觀 測(cè) 一 次 。 荷 載 完 全 卸除 后 ， 繼 續(xù) 觀 測(cè) 3h 2.4 測(cè) 試 數(shù) 據(jù) 整 理u壓 力 沉 降 量 關(guān) 系 曲 線P-s曲 線 的 特 征 ： 段 直 線 段 段 曲 線 段 段 直 線 段 P0 Pu Po S （ 1） 以 壓 力 為 依 據(jù) Ps 曲 線 上 的 兩 個(gè) 特 征 點(diǎn) 比 例 極 限 P0(臨 塑 荷 載 Pcr)： P-s曲 線 上 第 一 直 線 段 的 終點(diǎn) 對(duì) 應(yīng) 的 荷 載 ， 可 以 作 為 砂土 、 超 固 結(jié) 粘 土 、 礫 石 土 的承 載 力

10、 極 限 承 載 力 Pu ： P-s曲 線上 的 第 二 個(gè) 拐 點(diǎn) 對(duì) 應(yīng) 的 荷 載2.4.1 地 基 的 承 載 力 可 用 下 述 方 法 確 定 確 定 地 基 的 容 許 承 載 力 R R= P cr R= Pu /F， 安 全 系 數(shù) F=2 3 P0 Pu PoS （ 2） 以 相 對(duì) 沉 降 量 為 依 據(jù) 對(duì) 中 、 高 壓 縮 性 土 ， 地 基 受 壓 破 壞 形 式 為 局 部 剪 切 破 壞或 沖 剪 破 壞 ， P-s曲 線 無(wú) 明 顯 拐 點(diǎn) 。 這 時(shí) 用 P-s曲 線 上 沉降 量 s與 承 壓 板 的 寬 度 B之 比 為 0.02所 對(duì) 應(yīng) 的 壓

11、力 為 地 基容 許 承 載 力 對(duì) 砂 土 和 新 近 沉 積 的 粘 性 土 則 采 用 s/B=0.01-0.015所 對(duì)應(yīng) 的 壓 力 u 土 的 變 形 模 量 指 土 在 單 軸 受 力 ， 無(wú) 側(cè) 限 情 況 下 的 應(yīng) 力 與 應(yīng) 變 之 比 可 由 P-s曲 線 的 直 線 變 形 段 ， 按 彈 性 理 論 公 式 求 得 ， 下 式適 用 于 同 一 層 位 的 均 勻 地 基2.4.2 計(jì) 算 變 形 模 量 E0 20 1 , 0.875: - ; , 0.886 - ; B- ; P-S .PE B SPS 圓 形式 中 承 壓 板 的 形 狀 系 數(shù) 方 形土 體

12、 的 泊 松 比承 壓 板 的 寬 度曲 線 直 線 段 的 斜 率 2.5 測(cè) 試 精 度 影 響 因 素（ 1） 承 壓 板 的 尺 寸 B 45cm(5000cm2)時(shí) ， 沉 降 量 隨 B的 增 加 而 降 低 B 45cm(5000cm2)時(shí) ， 沉 降 量 隨 B的 增 加 而 增 加 由 于 基 礎(chǔ) 寬 度 一 般 均 超 過(guò) 30cm， 所 以 B不 宜 太 小 S(mm) 0 45 B(cm) 一 般 來(lái) 說(shuō) ， 大 的 比 小 的 好 ， 最 好 與 實(shí) 際 基 礎(chǔ) 面 積 相 同 但 太 大 則 需 大 的 壓 力 ， 有 時(shí) 難 以 達(dá) 到 所 以 承 壓 板 的 面

13、 積 應(yīng) 適 中 1000cm2 A 5000cm2 （ 2） 承 壓 板 埋 深 載 荷 測(cè) 試 的 影 響 深 度 一 般 為 1.5-2倍 承 壓 板 寬 度 （ 或 直徑 ） 在 影 響 深 度 范 圍 內(nèi) 土 性 應(yīng) 保 持 一 致 ， 否 則 測(cè) 試 成 果 就 不能 反 映 出 土 層 的 真 實(shí) 性 質(zhì) 如 果 場(chǎng) 地 土 層 多 ， 且 都 是 重 要 的 持 力 層 ， 應(yīng) 分 層 做 載 荷試 驗(yàn) 如 果 土 層 較 薄 ， 達(dá) 不 到 2倍 承 壓 板 的 寬 度 ， 就 應(yīng) 采 用 小的 承 壓 板 或 螺 旋 板 載 荷 試 驗(yàn) 2.6 螺 旋 板 載 荷 試 驗(yàn)u

14、螺 旋 板 載 荷 試 驗(yàn) 將 螺 旋 形 承 壓 板 旋 入 地 面 以 下 預(yù) 訂 深 度 ， 在 土 層 的天 然 應(yīng) 力 條 件 下 ， 通 過(guò) 傳 力 桿 向 螺 旋 形 承 壓 板 施 加壓 力 ， 直 接 測(cè) 定 載 荷 與 土 層 沉 降 的 關(guān) 系 測(cè) 定 土 的 變 形 模 量 、 不 排 水 抗 剪 強(qiáng) 度 和 固 結(jié) 系 數(shù) 測(cè) 定 深 度 為 10 15m 2.7 水 平 載 荷 試 驗(yàn) 地 基 土 水 平 載 荷 試 驗(yàn) 單 樁 水 平 載 荷 試 驗(yàn) 3.1 定 義u靜 力 觸 探 (Static Cone Penetration Test,簡(jiǎn) 稱 CPT) 是

15、借 助 機(jī) 械 把 一 定 規(guī) 格 的 圓錐 形 探 頭 勻 速 壓 入 土 中 ， 通過(guò) 測(cè) 定 探 頭 的 端 阻 q 、 側(cè) 壁摩 阻 力 f 來(lái) 確 定 土 體 的 物 理力 學(xué) 參 數(shù) ， 劃 分 土 層 的 一 種土 體 勘 測(cè) 技 術(shù)3 靜 力 觸 探 試 驗(yàn) 3.2 測(cè) 試 設(shè) 備 與 種 類設(shè) 備 組 成 ： 觸 探 主 機(jī) 和 反 力 裝 置 觸 探 主 機(jī) 可 分 為 液 壓 式和 機(jī) 械 式 反 力 裝 置 可 分 為 自 重 式和 錨 式 測(cè) 量 與 記 錄 顯 示 裝 置 探 頭 和 探 桿 3.3 靜 力 觸 探 探 頭u工 作 原 理 將 探 頭 壓 入 土 中

16、 時(shí) ， 由 于 土 層 的 阻 力 ， 使 探 頭 收 到一 定 的 壓 力 ； 土 層 的 強(qiáng) 度 越 高 ， 探 頭 所 受 到 的 壓 力越 大 通 過(guò) 探 頭 內(nèi) 的 阻 力 傳 感 器 ， 將 土 層 的 阻 力 轉(zhuǎn) 換 為 電信 號(hào) ， 由 儀 表 測(cè) 量 出 來(lái) u 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 探 頭 的 規(guī) 格 錐 頭 頂 角 60 、 底 面 積 10cm2、 側(cè) 壁 摩 擦 筒 面積 150cm2、 透 水 石 在 錐底 3.3 測(cè) 試 原 理u運(yùn) 用 三 個(gè) 方 面 的 原 理 材 料 彈 性 變 形 的 虎 克 定 律 、 電 量 變 化 的 電 阻 率 定 律和 電 橋 原 理

17、 土 的 強(qiáng) 度 土 的 阻 力 傳 感 器 的 應(yīng) 變 電 阻 的 變 化 電 壓 的 輸 出 電 子 儀 器 的 放 大 和 輸 出 I電 流R電 阻 U電 壓 電 壓 變 化 （ 測(cè) 量 值 ）電 流 變 化應(yīng) 力 應(yīng) 變 關(guān) 系 21 LLKR ULLKU RELLE 探 頭 是 靜 力 觸 探 儀 的 關(guān) 鍵 部 件分 為 三 種 類 型 ： 單 用 （ 橋 ） 探頭 、 雙 用 （ 橋 ） 探 頭 、 多 用 （孔 壓 ） 探 頭Ps： 比 貫 入 阻 力 ， qc： 錐 尖 阻 力， fs： 側(cè) 壁 摩 阻 力 ， uw ： 孔 隙 水壓 力 單 用 （ 橋 ） 探 頭 雙 用

18、（ 橋 ） 探 頭 多 用 （ 孔 壓 ） 探 頭 （ 一 ） 探 頭 率 定u 率 定 的 目 的 是 求 出 測(cè) 量 儀 表的 讀 數(shù) 與 荷 載 之 間 的 關(guān) 系 率 定 系 數(shù)u 率 定 的 設(shè) 備 可 分 為 兩 個(gè) 主 要部 分1.可 移 動(dòng) 的 活 動(dòng) 架2.量 力 環(huán)3.4 測(cè) 試 步 驟 探 頭 率 定 的 步 驟 : a.安 裝 設(shè) 備b.把 連 著 電 纜 線 和 記 錄 儀 表 的 探 頭 安 裝 上c.旋 轉(zhuǎn) 手 輪 施 加 壓 力 ， 邊 記 錄 儀 表 上 的 讀 數(shù) d.畫(huà) 壓 力 讀 數(shù) 曲 線 ， 一 般 情 況 下 應(yīng) 該 是 直 線e.求 率 定 系

19、數(shù) KK等 于 直 線 的 斜 率 )mVkN/A( xk x )(kPaAP0 野 外 測(cè) 試 的 關(guān) 鍵 步 驟 :a.布 孔 位 ， 平 整 場(chǎng) 地b.安 裝 觸 探 機(jī) ， 并 調(diào) 平 機(jī) 座 （ 為 使 貫 入 壓 力 保 持 垂 直 方向 ） ， 把 機(jī) 座 與 反 力 裝 置 銜 接 c.將 探 頭 、 測(cè) 量 電 纜 、 探 桿 連 接 起 來(lái) ， 并 檢 查 測(cè) 量 儀 表 ，并 調(diào) 零d.將 連 著 探 桿 的 探 頭 壓 入 地 下 ， 同 時(shí) 記 錄 深 度 值 和 測(cè) 量 儀表 的 數(shù) 據(jù) 注 意 事 項(xiàng)(1)觸 探 機(jī) 就 位 后 ， 應(yīng) 調(diào) 平 機(jī) 座 ， 并 使

20、 用 水 平 尺 校 準(zhǔn) ， 使 貫 入壓 力 保 持 豎 直 方 向 ， 并 使 機(jī) 座 與 反 力 裝 置 銜 接 、 鎖 定(2)觸 探 機(jī) 的 貫 入 速 率 應(yīng) 控 制 在 1-2cm/s， 一 般 為 2cm/s； 使 用手 搖 式 觸 探 機(jī) 時(shí) ， 手 把 轉(zhuǎn) 速 應(yīng) 力 求 均 勻(3)使 用 記 讀 式 儀 器 時(shí) ， 每 貫 入 0.1m或 0.2m時(shí) 應(yīng) 記 錄 一 次 讀 數(shù)(4)遇 下 列 情 況 時(shí) 應(yīng) 停 止 貫 入 ： a、 觸 探 主 機(jī) 負(fù) 荷 達(dá) 到 其 額 定 荷 載 的 120%時(shí) b、 貫 入 時(shí) 探 桿 出 現(xiàn) 明 顯 彎 曲 c、 反 力 裝

21、置 失 效 d、 探 頭 負(fù) 荷 達(dá) 到 額 定 荷 載 時(shí) e、 記 錄 儀 器 顯 示 異 常 3.5.1 初 讀 數(shù) 的 處 理u初 讀 數(shù) 指 探 頭 在 不 受 土 層 阻 力 的 條 件 下 ， 傳 感 器 的 初 始 應(yīng) 變 的 讀 數(shù) 影 響 初 讀 數(shù) 的 因 素 很 多 ， 最 主 要 的 是 溫 度 。 消 除 初 讀 數(shù) 影 響 的 辦 法 ， 可 采 用 每 隔 一 定 深 度 將 探 頭 提 升 一 次 ，在 其 不 受 力 的 情 況 下 將 應(yīng) 變 儀 調(diào) 零 一 次 ， 或 測(cè) 定 一 次 初 讀 數(shù) 。后 者 在 進(jìn) 行 應(yīng) 變 量 計(jì) 算 時(shí) ， 按 下

22、式 消 除 初 讀 數(shù) 的 影 響 = 1 - o 式 中 ： 應(yīng) 變 量 ， 1探 頭 壓 入 時(shí) 的 讀 數(shù) o初 讀 數(shù) 3.5 測(cè) 試 數(shù) 據(jù) 的 處 理 3.5.2 貫 入 阻 力 的 計(jì) 算u將 電 阻 應(yīng) 變 儀 測(cè) 出 的 應(yīng) 變 量 ， 換 算 成 比 貫 入 阻 力 ps（ 單 橋 探 頭 ） ， 或 錐 頭 阻 力 qc 及 側(cè) 壁 摩 擦 力 fs(雙 橋 探頭 )， 計(jì) 算 公 式 如 下 ：式 中 ： a、 a l、 a2應(yīng) 變 儀 標(biāo) 定 的 單 橋 探 頭 、 雙 橋 探頭 的 錐 頭 傳 感 器 及 摩 擦 傳 感 器 的 標(biāo) 定 系 數(shù) ， MPa 、 q、

23、 f單 橋 探 頭 、 雙 橋 探 頭 的 錐 頭 及 側(cè)壁 傳 感 器 的 應(yīng) 變 量 ， 3.5.3 摩 阻 比 的 計(jì) 算u摩 阻 比 以 百 分 率 表 示 的 雙 橋 探 頭 的 各 對(duì) 應(yīng) 深 度 的 錐 頭 阻 力和 側(cè) 壁 摩 擦 力 的 比 值 ， 即 （ 2） 繪 制 觸 探 參 數(shù) 隨 深 度 的 變 化 曲 線u包 括 qc-H， fs-H， FR-H CPT 在 土 木 工 程 中 的 應(yīng) 用 特 別 廣 泛 （ 1） 土 層 劃 分 繪 制 CPT的 貫 入 曲 線 （ 包 括 qc-H， fs-H， FR-H ） ， 然 后 根據(jù) 相 近 的 qc、 fs和 FR

24、， 將 觸 探 孔 分 層 力 學(xué) 分 層 ， 并 計(jì)算 各 參 數(shù) 的 平 均 值 結(jié) 合 鉆 探 取 樣 ， 考 慮 臨 界 深 度 進(jìn) 一 步 分 層 工 程 地 質(zhì)分 層 ， 并 定 土 名3.6 測(cè) 試 成 果 的 應(yīng) 用 u臨 界 深 度 模 型 試 驗(yàn) 及 實(shí) 測(cè) 表 明 ， 地表 厚 層 均 質(zhì) 土 的 貫 入 阻 力自 地 表 向 下 是 逐 漸 增 大 的 。當(dāng) 超 過(guò) 一 定 深 度 后 ， 阻 力才 趨 近 一 個(gè) 常 數(shù) 值 ， 這 個(gè)土 層 表 面 一 定 深 度 就 稱 為臨 界 深 度 臨 界 深 度 在 砂 土 中 表 現(xiàn) 明顯 ， 在 粘 土 中 基 本 不

25、 存 在 （ 2） 土 類 劃 分a) 單 橋 探 頭根 據(jù) Ps， Ps大 的 一 般 為 砂 層 ， Ps小 的 一 般 為 粘 土 層b) 雙 橋 探 頭 在 劃 分 土 類 時(shí) ， 以 qc為 主 ， 結(jié) 合 fs（ 或 Rf） ， 并 在 同一 層 內(nèi) 的 觸 探 參 數(shù) 值 基 本 相 近 為 原 則 不 同 的 土 有 不 同 的 Rf ， 砂 類 土 Rf通 常 小 于 或 等 于 1，粘 性 土 R f常 大 于 2 CPT可 以 確 定 如 c, , Cu, Dr, Es, sat, 等 土 的 物 理 力學(xué) 性 質(zhì) 指 標(biāo)Ps(Mpa) 1 2 3 4 6 11 15 3

26、0 ( ) 29 31 32 33 34 36 37 39（ 3） 確 定 土 的 物 理 力 學(xué) 性 質(zhì) 指 標(biāo) （ 4） 確 定 淺 基 的 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(yàn) 公 式 ，是 建 立 在 靜 力 觸 探 與 載 荷 試 驗(yàn) 的 對(duì) 比 關(guān) 系 上 確 定 的 是 地 基 承 載 力 的 基 本 值 ， 需 經(jīng) 過(guò) 深 、 寬 修 正 用 于 一 般 的 建 筑 物 地 基 土 的 成 因 、 時(shí) 代 及 含 水 量 等 對(duì) 靜 力 觸 探 求 地 基承 載 力 的 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 有 影 響 ， 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 有 地

27、 區(qū) 性 靜 力 觸 探 機(jī) 理 和 樁 的 作 用 機(jī) 理 類 似 ， 靜 力 觸 探 相 當(dāng) 于沉 樁 的 模 擬 試 驗(yàn) 。 與 靜 力 觸 探 相 比 ， 樁 的 表 面 粗 糙 ， 直 徑 大 ， 沉 樁 對(duì) 樁周 土 的 擾 動(dòng) 大 ， 沉 降 速 度 慢 。 應(yīng) 與 樁 載 荷 測(cè) 試 配 合 使 用 ， 互 相 驗(yàn) 證 。 靜 力 觸 探 法 計(jì) 算 單 樁 極 限 承 載 力 的 基 本 公 式 如 下 ：（ 5） 確 定 單 樁 的 承 載 力 ni isspcfdp LfUAqqqq ii1 a.國(guó) 外 法 b.國(guó) 內(nèi) 的 方 法 鐵 路 系 統(tǒng) 法單 樁 的 容 許 承

28、 載 力 )(1 1 ni isipcpp LfUAqKq i 4 標(biāo) 準(zhǔn) 貫 入 試 驗(yàn)4.1 定 義u標(biāo) 準(zhǔn) 貫 入 試 驗(yàn) （ 簡(jiǎn) 稱 為 SPT） 在 現(xiàn) 場(chǎng) 用 質(zhì) 量 為 63.5kg的 穿 心 錘 ， 以 落 距 76cm自 由 落 下 ，將 一 定 規(guī) 格 的 帶 有 小 型 取 土 筒 的 標(biāo) 準(zhǔn) 貫 入 器 先 打 入 土 中 15cm， 然 后 記 錄 再 打 入 30cm的 錘 擊 數(shù) 的 原 位 試 驗(yàn) 4.2 計(jì) 數(shù) 方 法 、 將 貫 入 器 預(yù) 先 打 入 15cm， 不 計(jì) 數(shù) ； 、 然 后 開(kāi) 始 記 錄 每 10cm的 擊 數(shù) ， 累 計(jì) 打 入 30c

29、m； 、 最 后 將 30cm的 擊 數(shù) 累 加 。 一 般 表 示 為 ： N=5+6+5 、 如 果 擊 數(shù) 達(dá) 到 50擊 時(shí) ， 貫 入 深 度 還 未 達(dá) 到 30cm， 則 可 停 止 試 驗(yàn) ， 記 錄 50擊 時(shí) 的 實(shí) 際 貫 入 深 度 ， 然 后 再 換 算 成 30cm的 擊 數(shù) ， 即 N=30*50/ S； 、 如 果 貫 入 器 進(jìn) 入 碎 石 土 或 碎 塊 狀 巖 石 層 出 現(xiàn) 反 彈 ， 則 停 止 試 驗(yàn) ， 擊 數(shù) 記 為 “ 反 彈 ” 、 判 別 砂 土 的 密 實(shí) 度 （ GB50021-2001）4.3 主 要 應(yīng) 用 、 利 用 貫 入 器

30、采 取 的 擾 動(dòng) 樣 ， 進(jìn) 行 土 層 定 名 （ GB50021-2001） 、 判 別 飽 和 砂 土 、 粉 土 的 液 化 建 筑 抗 震 設(shè) 計(jì) 規(guī)范 （ GB50011-2001） 、 劃 分 花 崗 巖風(fēng) 化 帶 巖 土 工 程 勘察 規(guī) 范 （ 福 建 省 工 程 建設(shè) 地 方 標(biāo) 準(zhǔn) ）（ DBJ13-84-2006） 、 估 算 地 基 承 載 力 巖 土 工 程 勘 察 規(guī) 范 （ 福 建 省 工 程 建 設(shè) 地 方標(biāo) 準(zhǔn) ） （ DBJ13-84-2006） 、 關(guān) 于 應(yīng) 用 標(biāo) 貫 擊 數(shù) 時(shí) 是 否 需 要 修 正 的 問(wèn) 題 1） 、 巖 土 工 程 勘 察

31、 規(guī) 范 （ GB50021-2001） 、 建 筑抗 震 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 （ GB50011-2001） 不 需 要 進(jìn) 行 修 正 ； 2） 、 建 筑 地 基 基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 （ GB50007-2002） 中 判斷 砂 土 密 實(shí) 度 時(shí) 不 需 要 修 正 ， 確 定 地 基 承 載 力 時(shí) 需 要 修 正 ； 3） 、 其 它 國(guó) 內(nèi) 外 規(guī) 范 對(duì) 該 問(wèn) 題 也 有 不 同 規(guī) 定 。 因 此 ， 由 于 各 種 規(guī) 范 的 意 見(jiàn) 不 統(tǒng) 一 ， 所 以 勘 察 報(bào) 告 首 先提 供 未 經(jīng) 修 正 的 實(shí) 測(cè) 值 ， 這 是 基 本 數(shù) 據(jù) 。 然 后 在 應(yīng) 用

32、時(shí) ， 根據(jù) 當(dāng) 地 積 累 資 料 時(shí) 的 具 體 情 況 ， 確 定 是 否 修 正 和 如 何 修 正 。 福 建 省 工 程 建 設(shè) 地 方 標(biāo) 準(zhǔn) 巖 土 工 程 勘 察 規(guī) 范 （ DBJ13-84-2006） 對(duì) 該 問(wèn) 題 做 出 明 確 規(guī) 定 如 下 ： 5.1 定 義u十 字 板 剪 切 試 驗(yàn) (FVST： field vane shear test) 是 用 插 入 軟 粘 土 中 的 十 字 板頭 ， 以 一 定 的 速 率 旋 轉(zhuǎn) ， 測(cè)出 土 的 抵 抗 力 矩 ， 然 后 換 算成 土 的 抗 剪 強(qiáng) 度 的 一 種 測(cè) 試方 法5 野 外 十 字 板 剪 切

33、 試 驗(yàn) u優(yōu) 點(diǎn) 不 用 取 樣 ， 特 別 是 對(duì) 難 以 取 樣 的 靈 敏 度 高 的 粘 性 土 ， 可以 在 現(xiàn) 場(chǎng) 對(duì) 基 本 上 處 于 天 然 應(yīng) 力 狀 態(tài) 下 的 土 層 進(jìn) 行 扭 剪 。所 求 軟 土 抗 剪 強(qiáng) 度 指 標(biāo) 比 其 他 方 法 都 可 靠 野 外 測(cè) 試 設(shè) 備 輕 便 ， 操 作 容 易 測(cè) 試 速 度 較 快 ， 效 率 高 ， 成 果 整 理 簡(jiǎn) 單u缺 點(diǎn) 僅 適 用 于 江 河 湖 海 的 沿 岸 地 帶 的 軟 土 ， 適 應(yīng) 范 圍 有 限 ，對(duì) 硬 塑 粘 性 土 和 含 有 礫 石 雜 物 的 土 不 宜 采 用 ， 否 則 會(huì) 損

34、傷 十 字 板 頭 FVST主 要 用 于 測(cè) 定 飽 水 軟 粘 土 的 不 排 水 抗 剪 強(qiáng) 度 M1 HDM2max 1 2M M M fvfh 時(shí) ： ff HDDMMM 26 2321max fh D fh DrrrM 6d22 32/01 fvDDHM 22 HDD Mf 32 2 max 4.2 測(cè) 試 原 理 4.3 測(cè) 試 設(shè) 備(1) 壓 入 主 機(jī)(2) 十 字 板 頭(3) 扭 力 傳 感 器(4) 量 測(cè) 扭 力 的 儀 表(5) 施 加 扭 力 裝 置(6) 其 它 （ 探 桿 等 ） 4.4 測(cè) 試 步 驟4.4.1 扭 力 傳 感 器 率 定 將 板 頭 與

35、傳 感 器 連 接 ， 擰 緊后 ， 把 板 頭 插 入 率 定 儀 的 規(guī)定 座 內(nèi) 逐 級(jí) 施 加 扭 矩 ， 并 記 錄 儀 表的 讀 數(shù) ， 直 到 傳 感 器 的 最 大容 許 扭 矩 繪 制 扭 矩 與 讀 數(shù) 的 關(guān) 系 曲 線 ，確 定 傳 感 器 的 率 定 系 數(shù) PM M 4.4.2 現(xiàn) 場(chǎng) 十 字 板 剪 切 測(cè) 試（ 1） 平 整 場(chǎng) 地 ， 安 裝 機(jī) 架 ， 并 固 定（ 2） 把 板 頭 壓 至 測(cè) 試 深 度（ 3） 卡 住 鉆 桿 ， 并 調(diào) 零（ 4） 轉(zhuǎn) 動(dòng) 手 柄 ， 旋 轉(zhuǎn) 鉆 桿 ， 使 板 頭 產(chǎn) 生 扭 矩 (每 10秒 使 搖柄 轉(zhuǎn) 動(dòng) 一

36、圈 ， 每 轉(zhuǎn) 動(dòng) 一 圈 測(cè) 記 應(yīng) 變 讀 數(shù) 一 次 )（ 5） 測(cè) 量 扭 矩 直 至 峰 值 出 現(xiàn)（ 6） 松 動(dòng) 鉆 桿（ 7） 完 全 擾 動(dòng) 測(cè) 試 土 體 ， 重 復(fù) 2-5測(cè) 量 擾 動(dòng) 土 的 剪 切 強(qiáng) 度 注 意 事 項(xiàng) ： 應(yīng) 先 將 電 纜 穿 過(guò) 施 加 扭 力 裝 置 的 中 心 孔 ， 然 后 再 穿 入探 桿 在 扭 剪 前 ， 應(yīng) 讀 取 初 始 讀 數(shù) 或 將 儀 器 調(diào) 零 勻 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) 手 搖 柄 ， 搖 柄 每 轉(zhuǎn) 一 圈 ， 十 字 板 頭 旋 轉(zhuǎn) 一 度 測(cè) 試 重 塑 土 時(shí) ， 用 扳 手 或 管 鉗 快 速 將 探 桿 順 時(shí) 針

37、方 向旋 轉(zhuǎn) 6圈 ， 使 十 字 板 頭 周 圍 的 土 充 分 擾 動(dòng) 后 ， 立 即 擰 緊鉆 桿 夾 具 4.5 測(cè) 試 數(shù) 據(jù) 處 理u計(jì) 算 土 的 抗 剪 強(qiáng) 度 Cu 數(shù) 。原 狀 土 剪 損 時(shí) 表 最 大 讀 單 位 讀 數(shù) ）傳 感 器 率 定 系 數(shù) （ ） ；不 排 水 抗 剪 強(qiáng) 度 （十 字 板 常 數(shù)y 32R ;/cmN kPa 00218.031210 u yuC cmHDHDK RKC 十 字 板 剪 切 試 驗(yàn) 記 錄 表轉(zhuǎn) 角（ 度 ） 原 狀 土 重 塑 土 靈 敏 度St應(yīng) 變 儀 讀 數(shù) 剪 應(yīng) 力 （ kPa） 應(yīng) 變 儀 讀 數(shù) 剪 應(yīng) 力

38、（ kPa）5 10 2010 22 2515 47 3220 74 3625 101 3530 108 35 35 101 3540 96 3545 89 3550 82 單 位 讀 數(shù)/cmN11.64 00218.0 10 3 cmKRKC yu 14.030.865.8103.6141.4151.2141.4134.4124.6114.8 u計(jì) 算 重 塑 土 的 抗 剪 強(qiáng) 度u計(jì) 算 土 的 靈 敏 度 St uut CCS重 塑 土 剪 壞 時(shí) 表 的 讀 數(shù)eR 10 eu RKC uC 十 字 板 剪 切 試 驗(yàn) 記 錄 表轉(zhuǎn) 角（ 度 ） 原 狀 土 重 塑 土 靈 敏 度

39、St應(yīng) 變 儀 讀 數(shù) 剪 應(yīng) 力 （ kPa） 應(yīng) 變 儀 讀 數(shù) 剪 應(yīng) 力 （ kPa）5 10 2010 22 2515 47 3220 74 3625 101 3530 108 35 35 101 3540 96 3545 89 3550 82 單 位 讀 數(shù)/cmN11.64 00218.0 10 3 cmKRKC eu 14.030.865.8103.6141.4151.2141.4134.4124.6114.8 28.035.044.850.449.049.049.049.049.0 十 字 板 剪 切 試 驗(yàn) 記 錄 表轉(zhuǎn) 角（ 度 ） 原 狀 土 重 塑 土 靈 敏 度St

40、應(yīng) 變 儀 讀 數(shù) 剪 應(yīng) 力 （ kPa） 應(yīng) 變 儀 讀 數(shù) 剪 應(yīng) 力 （ kPa）5 10 2010 22 2515 47 3220 74 3625 101 35 30 108 3535 101 3540 96 3545 89 3550 82 uut CCS14.030.865.8103.6141.4151.2141.4134.4124.6114.8 28.035.044.850.449.049.049.049.049.0 3.0 繪 制 抗 剪 強(qiáng) 度 與 轉(zhuǎn) 角 的 關(guān) 系 曲 線 4.6 測(cè) 試 精 度 影 響 因 素u 十 字 板 頭 的 旋 轉(zhuǎn) 速 率 剪 切 （ 旋 轉(zhuǎn) ）

41、 速 率 越 大 ， 抗 剪 強(qiáng) 度 越 大 ， 應(yīng) 規(guī) 定 一 個(gè)統(tǒng) 一 的 旋 轉(zhuǎn) 速 率 （ 1 /10s） 對(duì) 一 般 粘 性 土 ， 最 大 的 抗 剪 強(qiáng) 度 出 現(xiàn) 在 20-30之 間 ， 所用 時(shí) 間 為 3-5min， 屬 不 排 水 抗 剪 強(qiáng) 度u 土 的 各 向 異 性 在 板 頭 范 圍 內(nèi) ， 土 的 非 均 一 性 天 然 土 層 的 抗 剪 強(qiáng) 度 的 非 等 向 性 )()( 實(shí) 測(cè) 值實(shí) 用 值 uu CC u十 字 板 頭 的 規(guī) 格指 十 字 板 頭 的 形 狀 、 板 厚 及 軸 桿 直 徑板 厚 及 軸 桿 直 徑 越 大 ， 板 頭 插 入 土

42、中 對(duì) 土 的 擾 動(dòng) 越大 ， 抗 剪 強(qiáng) 度 越 小75mm 150mm， 厚 3mm， 軸 徑 16mm50mm 100mm， 厚 2mm， 軸 徑 13mmu排 水 條 件測(cè) 定 的 結(jié) 果 為 土 的 不 排 水 抗 剪 強(qiáng) 度 （ =0時(shí) 的 C值 ） ，但 實(shí) 際 測(cè) 試 中 ， 已 有 部 分 排 水 ， 所 測(cè) C u值 偏 大 ， 應(yīng)修 正 4.7 結(jié) 果 的 應(yīng) 用u估 算 地 基 容 許 承 載 力 對(duì) 于 內(nèi) 摩 擦 角 為 零 的 飽 和 軟 粘 土 ， 可 以 用 下 式 估 算地 基 容 許 承 載 力 R R=2Cu+h式 中 ： 基 礎(chǔ) 底 面 以 上 土

43、的 容 重 h基 礎(chǔ) 埋 深u預(yù) 估 單 樁 承 載 力 在 飽 和 軟 粘 土 中 ， 單 樁 的 極 限 端 阻 力 q p和 極 限 側(cè) 摩阻 力 qf可 由 下 式 計(jì) 算 )5.01(9 ； 超 固 結(jié) 粘 土軟 粘 土uf up Cq hCq u求 軟 粘 土 靈 敏 度 野 外 十 字 板 剪 切 實(shí) 驗(yàn) 是 確 定 軟 粘 土 靈 敏 度 的 最 可靠 的 方 法u其 它 如 確 定 地 基 土 的 強(qiáng) 度 uut CCS 5 動(dòng) 力 觸 探5.1 定 義u動(dòng) 力 觸 探 測(cè) 試 (DPT: dynamic penetration test)： 是 利 用 一 定 的 錘 擊

44、動(dòng) 能 ， 將 一定 規(guī) 格 的 探 頭 打 入 土 中 ， 根 據(jù)打 入 土 的 難 易 程 度 （ 可 用 貫 入度 、 錘 擊 數(shù) 或 探 頭 單 位 面 積 動(dòng)貫 入 阻 力 來(lái) 表 示 ） 判 定 土 層 性質(zhì) 的 一 種 原 位 測(cè) 試 的 方 法 優(yōu) 點(diǎn)（ 1） 設(shè) 備 簡(jiǎn) 單 ， 且 堅(jiān) 固 耐 用（ 2） 操 作 及 測(cè) 試 方 法 容 易 ， 一 學(xué) 就 會(huì)（ 3） 適 用 性 廣（ 4） 快 速 ， 經(jīng) 濟(jì) ， 能 連 續(xù) 測(cè) 試 土 層（ 5） 有 些 動(dòng) 力 觸 探 ， 可 同 時(shí) 取 樣 ， 觀察 描 述（ 6） 經(jīng) 驗(yàn) 豐 富 ， 使 用 廣 泛 u 分 類依 據(jù)

45、 為 穿 心 錘 的 重 量 和 探 頭 類 型 ， 可 取 樣 ）， 貫 入， 落 距標(biāo) 準(zhǔn) 貫 入 測(cè) 試 （ ）超 重 型 （ ）重 型 （ ）中 型 （ ）輕 型 （ 穿 心 錘 重圓 錐 動(dòng) 力 觸 探 cmcmkg kgkgkg kg 30765.63 1205.6328 10 u標(biāo) 貫 與 一 般 動(dòng) 探 的 主 要 區(qū) 別 在 于 探 頭 不 同 5.2 測(cè) 試 原 理l DPT 的 基 本 原 理 可 以 用 能 量 平 衡 法 來(lái) 分 析u在 一 次 錘 擊 作 用 下 的 功 能 轉(zhuǎn) 換 按 能 量 守 恒 原 理 ，其 關(guān) 系 可 寫(xiě) 成 ： Em=Ek+Ec+Ef+E

46、p+Ee 式 中 ： Em-穿 心 錘 下 落 能 量 E k-錘 與 觸 探 器 碰 幢 時(shí) 損 失 的 能 量 Ec-觸 探 器 彈 性 變 形 所 消 耗 的 能 量 Ef-貫 入 時(shí) 用 于 克 服 桿 側(cè) 壁 磨 阻 力 所 耗 能 量 Ep-由 于 土 的 塑 性 變 形 而 消 耗 的 能 量 Ee-由 于 土 的 彈 性 變 形 而 消 耗 的 能 量 u考 慮 在 動(dòng) 力 觸 探 測(cè) 試 中 ， 只 能 量 測(cè) 到 土 的 永 久 變 形 ， 故將 和 彈 性 有 關(guān) 的 變 形 略 去 ， 通 過(guò) 推 導(dǎo) 可 得 土 的 動(dòng) 貫 入 阻力 Rd為 ：u其 中 ： e貫 入

47、度 （ mm） ， 每 擊 貫 入 的 深 度 ； M重 錘 質(zhì) 量 ； m觸 探 器 質(zhì) 量 ； A圓 錐 探 頭 底 面 積 （ m 2） )()( 2 kPaAmMe ghMRd （ 一 ） 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)土 層 進(jìn) 行 連 續(xù) 觸 探（ 2） 試 驗(yàn) 時(shí) ， 穿 心 錘 落 距 為 0.50 0.02m， 記 錄 每 打 入 0.30m所 需 的 錘 擊 數(shù)（ 3） 如 想 取 樣 ， 則 需 把 觸 探 桿 拔 出 ， 換 鉆 頭 進(jìn) 行 取 樣（ 4） 一 般 用 于 觸 探

48、 深 度 小 于 4m的 土 層（ 二 ） 中 型 動(dòng) 力 觸 探 （ 省 略 ）5.3 測(cè) 試 程 序 與 要 求 （ 三 ） 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%（ 2） 貫 入 時(shí) 應(yīng) 使 穿 心 錘 自 由 落 下 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（ 4） 及 時(shí) 記 錄 每 貫 入 0.10m所 需 的 錘 擊 數(shù)（ 5） 對(duì) 于

49、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 的 影 響（ 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) 5.4 測(cè) 試 數(shù) 據(jù) 處 理1. 實(shí) 測(cè) 擊 數(shù) 的 統(tǒng) 計(jì) 分 析a. 每 層 實(shí) 測(cè) 擊 數(shù) 的 算 術(shù) 平 均 值 。 x-腳 標(biāo) 代 表 錘 重 。 式 中 ， Nx 的 平 均 值 N x實(shí) 測(cè) 錘 擊 數(shù) n參 加 統(tǒng) 計(jì) 的 測(cè) 點(diǎn) 數(shù)對(duì) 于 輕 型 動(dòng) 力 觸 探 為 每 貫 入 30cm的 錘 擊 數(shù)

50、對(duì) 于 中 型 、 重 型 為 每 貫 入 10cm的 錘 擊 數(shù) ni xx NnN 1 1xN 分 別 為 10，28， 63.5，120等 b.如 果 土 很 硬 ， 完 全 貫 入 很 難 ， 則 ： 對(duì) 于 標(biāo) 貫 有 式 中 ， NSPT錘 擊 數(shù) ； n實(shí) 際 貫 入 深 度 的 實(shí) 測(cè) 擊 數(shù) s實(shí) 際 貫 入 深 度snN 3.0 中 型 動(dòng) 力 觸 探 桿 長(zhǎng) 修 正 系 數(shù)/ 1N N 修 正 系 數(shù)探 桿 長(zhǎng) 度 l（ m） 1 2 3 4 5 6 8 10 12 151.00 0.96 0.90 0.85 0.83 0.81 0.78 0.76 0.75 0.742.

51、擊 數(shù) 的 桿 長(zhǎng) 修 正 （ 對(duì) 于 中 、 重 型 動(dòng) 力 觸 探 ） 3. 繪 制 Nx-H曲 線 5.5 測(cè) 試 精 度 影 響 因 素（ 1） 動(dòng) 力 觸 探 的 有 效 錘 擊 能 量 有 效 錘 擊 能 量 的 大 小 是 影 響 動(dòng) 力 觸 探 成 果 N值 的 最 主 要因 素 探 頭 的 單 位 動(dòng) 貫 入 阻 力 和 錘 擊 數(shù) 成 正 比 關(guān) 系 ， 因 此 可 以用 探 頭 的 動(dòng) 貫 入 阻 力 作 為 動(dòng) 力 觸 探 的 成 果 ， 評(píng) 價(jià) 土 的 工程 性 質(zhì) 動(dòng) 力 觸 探 探 頭 大 小 、 穿 心 錘 重 量 等 差 別 較 大 ， 可 以 用 動(dòng)貫 入

52、阻 力 將 各 種 動(dòng) 探 做 歸 一 化 處 理 ， 即 可 相 互 通 用 。)()( 2 kPaAmMe ghMRd （ 2） 測(cè) 試 設(shè) 備 與 方 法 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化 落 錘 技 術(shù) 比 較 關(guān) 鍵 人 力 牽 引 的 錘 擊 數(shù) 要 小 于 自 動(dòng) 落 錘 的 錘 擊 數(shù) 自 動(dòng) 落 錘 的 錘 擊 數(shù) 再 現(xiàn) 性 好 ， 結(jié) 果 可 靠 人 力 牽 引 落 錘 的 錘 擊 數(shù) 需 修 正 ， 建 議 采 用 自 動(dòng) 落 錘 技術(shù) （ 3） 動(dòng) 力 觸 探 設(shè) 備 貫 入 能 力 動(dòng) 力 觸 探 的 設(shè) 備 貫 入 能 力 由 錘 重 、 落 距 、 探 頭 截 面 形狀 等 決

53、定 在 軟 土 中 測(cè) 試 ， 應(yīng) 采 用 輕 型 動(dòng) 力 觸 探 ， 以 獲 得 較 高 的精 度 在 礫 石 等 土 中 ， 應(yīng) 用 重 型 或 超 重 型 的 動(dòng) 力 觸 探 ， 以 獲得 有 效 的 貫 入 不 同 類 型 的 動(dòng) 力 觸 探 適 宜 于 不 同 土 層 ， 輕 型 不 大 于 10m，重 型 的 為 14-25m， 超 重 型 的 可 達(dá) 40m （ 4） 探 桿 長(zhǎng) 度 的 影 響u我 國(guó) 建 筑 地 基 基 礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 （ GBJ7-89） 中 規(guī) 定應(yīng) 對(duì) 桿 長(zhǎng) 進(jìn) 行 修 正鉆 （ 探 ） 桿 長(zhǎng) 度 校 正 系 數(shù) 表factor. corecti

54、ng 1 / NN探 桿 長(zhǎng) 度 l（ m） 3 6 9 12 15 18 21 1 0.92 0.86 0.81 0.77 0.73 0.70 （ 5） 鉆 進(jìn) 方 式 的 影 響 在 標(biāo) 貫 試 驗(yàn) 中 ， 在 測(cè) 試 前 不 能 采 用 沖 擊 鉆 進(jìn) ， 必 須采 用 回 轉(zhuǎn) 鉆 進(jìn) 方 式 在 砂 層 中 鉆 進(jìn) 應(yīng) 采 用 泥 漿 護(hù) 壁（ 6） 土 的 深 度 （ 土 的 有 效 上 覆 壓 力 ） 的 影 響（ 7） 探 桿 偏 斜 影 響 5.6 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

55、數(shù) 越 多 ， 土的 顆 粒 越 粗 動(dòng) 力 觸 探 直 方 圖 及 土 層 劃 分 （ 2） 確 定 地 基 土 承 載 力 645.1)( 10 NN 或 式 修 正 錘 擊 數(shù) ：探 確 定 承 載 力 時(shí) 應(yīng) 按 下根 據(jù) 標(biāo) 貫 或 輕 型 動(dòng) 力 觸 N土 類 10 15 30 50中 、 粗 砂 180 250 340 500粉 、 細(xì) 砂 140 180 250 340砂 土 地 基 容 許 承 載 力 （ kPa） （ 標(biāo) 貫 法 ）粘 性 土 、 粉 土 地 基 承 載 力 （ 中 型 動(dòng) 力 觸 探 ） N28 2 3 4 6 8 10 12fk(kPa) 120 150

56、 180 240 290 350 400 （ 3） 確 定 單 樁 容 許 承 載 力 kPaNq kPaNtNBNhq fd 1002 )(400/(44.0 2 ）英 尺 )(25 2 )100(4 21kNANANq NNNkPaNq ssccfd 其 中 Meyerhof法式 中 ： B為 樁 寬 度 或 直 徑 m， h為 樁 進(jìn) 入 砂 層 的 深 度 m日 本 法式 中 ： N1為 樁 端 處 的 N值 ， N2為 樁 尖 上 10B范 圍 內(nèi) 的 平 均 N值 6 扁 鏟 側(cè) 脹 試 驗(yàn)6.1 定 義 用 精 力 或 錘 擊 動(dòng) 力 把 扁 鏟 形 探 頭 貫 入 土 中 ，

57、達(dá) 預(yù) 訂試 驗(yàn) 深 度 后 ， 利 用 氣 壓 使 扁 鏟 側(cè) 面 的 圓 形 鋼 膜 向 外擴(kuò) 張 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 可 作 為 一 種 特 殊 的 旁 壓 試 驗(yàn) 適 用 于 黏 性 土 、 粉 土 、 中 密 以 下 砂 土 和 黃 土 等 不 適 用 于 含 碎 石 的 土 、 風(fēng) 化 巖 等u優(yōu) 點(diǎn) 試 驗(yàn) 簡(jiǎn) 單 、 快 速 、 重 復(fù) 性 好 6.2 基 本 原 理u扁 脹 試 驗(yàn) 時(shí) 膜 向 外 擴(kuò) 張 可 假 設(shè) 為 在 無(wú) 限 彈 性 介 質(zhì) 中在 圓 形 面 積 上 施 加 均 布 荷 載 P， 如 彈 性 介 質(zhì) 的 彈 性模 量 為 E， 泊 松 比 為 u， 膜 的

58、 半 徑 為 R（ R=30mm） ， 膜中 心 的 外 移 為 s， 則 24 (1 )R ps E 21 E DE 017.347.34 pppED 如 把 定 義 為 扁 脹 模 量s為 1.10mm， 則 上 式 變 為（ 1） 扁 脹 模 量 （ 2） 扁 賬 水 平 應(yīng) 力 指 數(shù) 作 用 在 扁 脹 儀 上 的 原 位 應(yīng) 力 即 ， 水 平 有 效 應(yīng) 力 與 豎 向 有 效 應(yīng) 力 之 比 ， 可 定 義 為 水 平 應(yīng) 力 指 數(shù) ：0p 000 vD upK 0p 0v DK（ 3） 扁 賬 指 數(shù) DI 0001 upppID （ 4） 扁 賬 孔 壓 指 數(shù) DU 0

59、002 upupUD 6.3 儀 器 設(shè) 備 及 試 驗(yàn) 技 術(shù)u扁 鏟 形 探 頭 的 尺 寸 長(zhǎng) 230 240mm、 寬 94 96mm、 厚 14 16mm。鏟 緣 刃 角 為 12度 16度 ， 在 扁 鏟 的 一 側(cè) 面 為 一 直 徑 60mm的 鋼 膜 u探 頭 可 與 靜 力 觸 探 的 探 桿 或 鉆 桿 連 接 ， 對(duì) 探 桿 的 要 求 與 靜 力 觸探 相 同u量 測(cè) 儀 表 為 靜 探 測(cè) 量 儀 ， 并 前 置 控 制 箱 （ 1） 扁 鏟 形 探 頭 和 量 測(cè) 儀 器 （ 2） 扁 脹 試 驗(yàn) 技 術(shù) 要 求 試 驗(yàn) 時(shí) ， 測(cè) 定 三 個(gè) 鋼 膜 僮 的 壓

60、 力 A， B， C 壓 力 A為 當(dāng) 膜 片 中 心 剛 開(kāi) 始 向 外 擴(kuò) 張 ， 向 垂 直 扁 鏟 周圍 的 土 體 水 平 位 移 0.05（ +0.02， -0.00） mm時(shí) 作 用在 膜 片 內(nèi) 側(cè) 的 氣 壓 壓 力 B為 膜 片 中 心 外 移 達(dá) 1.10 0.03mm時(shí) 作 用 在 膜 片內(nèi) 側(cè) 的 氣 壓 壓 力 C為 在 膜 片 外 移 1.10mm后 ， 緩 慢 降 壓 ， 使 膜 片 內(nèi)縮 到 剛 啟 動(dòng) 前 的 原 來(lái) 位 置 時(shí) 作 用 在 膜 片 內(nèi) 的 氣 壓 當(dāng) 膜 片 到 達(dá) 所 確 定 的 位 值 時(shí) ， 會(huì) 發(fā) 出 一 電 信 號(hào) （ 指示 燈

61、發(fā) 光 或 蜂 鳴 器 發(fā) 聲 ） ， 測(cè) 讀 相 應(yīng) 的 氣 壓 。 一 般 三 個(gè) 壓 力 計(jì) 數(shù) A， B， C可 在 貫 入 后 1min內(nèi) 完 成 由 于 膜 片 的 剛 度 ， 需 通 過(guò) 在 大 氣 壓 下 標(biāo) 定 膜 片 中 心 外移 0.05mm和 1.10mm所 需 的 壓 力 A和 B， 標(biāo) 定 應(yīng) 重 復(fù)多 次 。 取 A， B的 平 均 值 據(jù) 壓 力 B 修 正 為 P1（ 膜 中 心 外 移 1.10mm） 的 計(jì) 算 式 為 BzBp m 1式 中 :為 壓 力 表 的 零 計(jì) 數(shù) （ 在 氣 壓 下 ）把 壓 力 A 修 正 為 （ 膜 中 心 無(wú) 外 移 時(shí)

62、 ， 即 外 移 0.00mm）的 計(jì) 算 式 為 ： BzBAzAp mm 05.005.10 把 壓 力 C 修 正 為 （ 膜 中 心 外 移 后 又 收 縮 到 初 始 外 移0.05mm的 位 置 ） 的 計(jì) 算 式 為 AzCp m 2 當(dāng) 靜 壓 扁 脹 探 頭 入 土 的 推 力 超 過(guò) 50kN（ 或 用 標(biāo) 準(zhǔn) 貫 入 的 錘 擊方 式 ， 每 30cm的 錘 擊 數(shù) 超 過(guò) 15擊 ） 時(shí) ， 為 避 免 扁 脹 探 頭 損 壞 ，建 議 先 鉆 孔 ， 在 孔 底 下 壓 探 頭 至 少 15cm 試 驗(yàn) 點(diǎn) 在 垂 直 方 向 的 間 距 可 為 15 30mm， 一

63、 般 采 用 20cm 試 驗(yàn) 全 部 結(jié) 束 ， 應(yīng) 重 新 檢 驗(yàn) A和 B值 若 要 估 算 原 位 的 水 平 固 結(jié) 系 數(shù) ， 可 進(jìn) 行 扁 脹 消 散 試 驗(yàn) ， 從 卸除 推 力 開(kāi) 始 ， 記 錄 壓 力 隨 時(shí) 間 的 變 化 、 記 錄 時(shí) 間 可 按 1， 2， 4，8， 15， 30， min安 排 。 直 至 C壓 力 的 消 散 超 過(guò) 50%為 止 （ 3） 扁 脹 試 驗(yàn) 的 資 料 整 理 根 據(jù) A， B， C壓 力 及 A， B計(jì) 算 P0、 P1和 P2， 并 繪制 P0， P1， P2與 深 度 的 變 化 曲 線 繪 制 ED， ID， KD和

64、UD與 深 度 的 變 化 曲 線 （ 4） 扁 脹 試 驗(yàn) 的 應(yīng) 用 劃 分 土 類u1） Marchetti(1980)提 出 依 據(jù) 扁 脹 指 數(shù) ID可 劃 分 土 類u2） Marchetti和 Crapps(1981)把 表 擴(kuò) 展 成 圖 ， 也 可 用 于 劃分 土 類 靜 止 側(cè) 壓 力 系 數(shù) K0 通 過(guò) 經(jīng) 驗(yàn) 可 建 立 靜 止 側(cè) 壓 力 系 數(shù) K0與 水 平 應(yīng) 力 指 數(shù) KD的 關(guān) 系 式 1） Marchetti(1980)根 據(jù) 意 大 利 粘 土 的 試 驗(yàn) 經(jīng) 驗(yàn) ， 得 出 6.05.1 47.0 0 DKK2） Lunne等 （ 1990）

65、補(bǔ) 充 資 料 后 ， 提 出 對(duì) 于 新 近 沉 積 粘 土54.00 34.0 DKK 5.00vuc 對(duì) 于 老 粘 土 ： 54.0 0 68.0 DKK 8.00vuc 3） Lacasse和 Lunne(1988)根 據(jù) 挪 威 試 驗(yàn) 資 料 ， 提 出mDKK 35.00 4DK 式 中 ， m為 系 數(shù) ， 對(duì) 高 塑 性 粘 土 ， m=0.44； 對(duì) 低 塑 性 粘 土 ，m=0.64 土 的 變 形 參 數(shù) 估 算 地 基 承 載 力 7 旁 壓 試 驗(yàn)7.1 定 義u旁 壓 測(cè) 試 （ PMT: pressuremeter test） 是 利 用 鉆 孔 做 的 原

66、位 橫 向載 荷 試 驗(yàn) ， 是 工 程 勘 察 中的 一 種 常 用 原 位 測(cè) 試 技 術(shù)注水量測(cè)量測(cè)室 u測(cè) 試 原 理 ： 通 過(guò) 旁 壓 器 在 豎 直 的 孔 內(nèi) 加 壓 ， 使 旁 壓 膜 膨 脹 ， 并 由旁 壓 膜 將 壓 力 傳 給 周 圍 土 體 ， 使 土 體 產(chǎn) 生 變 形 直 至 破壞 ， 并 通 過(guò) 量 測(cè) 裝 置 測(cè) 出 施 加 的 壓 力 和 土 體 變 形 之 間的 關(guān) 系 ， 然 后 繪 制 應(yīng) 力 應(yīng) 變 關(guān) 系 曲 線 根 據(jù) 這 種 關(guān) 系 對(duì) 孔 周 所 測(cè) 土 體 的 承 載 力 、 變 形 性 質(zhì) 等進(jìn) 行 評(píng) 價(jià)7.2 測(cè) 試 原 理 u優(yōu) 點(diǎn) 可 在 不 同 深 度 上 進(jìn) 行 測(cè) 試 ， 所 求 基 本 承 載 力 精 度 高 。u缺 點(diǎn) 受 成 孔 質(zhì) 量 影 響 大 ， 在 軟 土 中 測(cè) 試 精 度 不 高 7.3 旁 壓 測(cè) 試 的 儀 器 設(shè) 備 u分 為 兩 類 ： 預(yù) 鉆 式 旁 壓 儀 自 鉆 式 旁 壓 儀u預(yù) 鉆 式 旁 壓 儀 由 4部 分 組 成 旁 壓 器 壓 力 和 體 積 控 制 箱 管 路 系 統(tǒng)