輕型動(dòng)力觸探

1、輕型動(dòng)力觸探1前言 輕型圓錐動(dòng)力觸探是利用一定的錘擊能量(錘重10kg)，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)貫入錘擊數(shù)判別土層的類別，確定土的工程性質(zhì)，對地基土做出綜合評價(jià)。由于輕型圓錐動(dòng)力觸探設(shè)備簡單，使用方便，可用于以下幾方面的工作： 1)提供淺基礎(chǔ)地基承載力、變形模量； 2)檢驗(yàn)地基土的夯實(shí)程度； 3)檢驗(yàn)基底是否存在下臥軟層。 隨著基建投資的加大，工程建設(shè)如雨后春筍般涌現(xiàn)。對于淺基礎(chǔ)工程，通常用平板載荷試驗(yàn)檢測地基承載力，需要消耗較長的時(shí)間、較高的人力物力。本文介紹的輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)?zāi)芎啽?、快捷的檢測淺地基承載力，而且費(fèi)用便宜。下面以工程實(shí)例論述輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)在基槽驗(yàn)收中檢測地基承載

2、力的應(yīng)用。 2工程概況 長沙市某樓盤，位于瀏陽河畔，地勢起伏相對較小，大部分是耕地和農(nóng)田，耕地和農(nóng)田的土質(zhì)為耕植土和淤泥層(耕地030cm為耕植土，農(nóng)田080cm為淤泥層，飽和、軟塑流塑，顏色為黑色灰色)，底層土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，顏色為灰色、硬塑。 3輕型動(dòng)力觸探檢測方法 31設(shè)備 輕型圓錐動(dòng)力觸探設(shè)備。 32試驗(yàn)要點(diǎn) (1)首先根據(jù)場地情況進(jìn)行選點(diǎn)開挖，挖至勘察設(shè)計(jì)確定的持力層，然后對該持力層進(jìn)行連續(xù)觸探。 (2)將探頭和探桿安裝好，保持探桿垂直，然后連續(xù)向下貫擊，穿心錘落距為50.0±20cm，使其自由下落。在基底輕型觸探試驗(yàn)表內(nèi)記錄打入土層中30cm所需錘擊數(shù)(N10)，在地層較硬

3、、錘擊數(shù)較多時(shí)，采用分段記錄，以每貫入10cm記錄一次相應(yīng)的錘擊數(shù)，整理資料時(shí)按30cm所需的擊數(shù)作為指標(biāo)計(jì)算。 (3)遇密實(shí)堅(jiān)硬土層，當(dāng)貫入30cm所需錘擊數(shù)超過50擊時(shí)或貫入10cm所需錘擊數(shù)超過30擊時(shí)，即停止測試。 33檢測結(jié)果 工地現(xiàn)場基槽已開挖到持力層粉質(zhì)粘土，通過現(xiàn)場隨機(jī)選點(diǎn)觸探，該樓盤第61棟和57棟的輕型圓錐動(dòng)力觸探結(jié)果如表1所示： 由于第57棟基槽開挖以后遭雨水浸泡，地基承載力明顯受到影響，特別是面層(030cm)偏低嚴(yán)重，必須挖掉被雨水浸泡部分以后該地層方可作為持力層。 4資料整理及成果應(yīng)用 41資料整理 (1)每完成一次輕型觸探后，在現(xiàn)場及時(shí)核對所記錄的錘擊數(shù)及深度是否

4、有錯(cuò)漏，并結(jié)合其它勘探資料，綜合研究分析，去掉不合理的特異值。 (2)輕型觸探不考慮桿長修正，根據(jù)每貫入30 cm所需的錘擊數(shù)繪制N10h曲線圖。(3)進(jìn)行土層力學(xué)分層，根據(jù)N10h曲線，考慮觸探的臨界深度及界面效應(yīng)，即“超前”和“滯后”影響，一般觸探曲線由軟層進(jìn)到硬層時(shí)，則分層界線定在軟層最后一個(gè)小值點(diǎn)以下23倍探頭直徑處，由硬層進(jìn)入軟層時(shí)，則分層界線定在軟層第一個(gè)小值點(diǎn)以上23倍探頭直徑處。 (4)刪除個(gè)別異常值，臨界深度影響值、超前和滯后影響范圍值，按下式計(jì)算每層實(shí)測擊數(shù)的算術(shù)平均值： N10=N10/n。 式中：N10為平均擊數(shù)；N10為第i個(gè)實(shí)測值；n為參加統(tǒng)計(jì)的總數(shù)。 (5)按建筑

5、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，確定地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)實(shí)測錘擊數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算： N(N10)=N101.645 式中：為統(tǒng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)差。 對于第61棟，N10平均值為55.8：N(N10)錘擊數(shù)代表值為49.1。 對于第57棟，考慮到粉質(zhì)粘土面層已受雨水浸泡，建議施工單位將該層挖掉，故統(tǒng)計(jì)結(jié)果不包括030cm數(shù)據(jù)。該棟N10平均值為48.9；N(N10)錘擊數(shù)代表值為23.5。 42應(yīng)用輕型動(dòng)力觸探成果確定地基承載力 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中用輕型動(dòng)力觸探擊數(shù)確定粘性土承載力標(biāo)準(zhǔn)值(fk)如表2所示。 根據(jù)上表采用內(nèi)插法計(jì)算可知，第61棟的地基承載力約為390kPa；而第57棟的N(N10)錘擊數(shù)代表值僅為2

6、3.5，比實(shí)測值中的最小值42小了近一倍，地基承載力按23.5推算顯然不合理，按最小值推算約為325kPa。為了驗(yàn)證采用最小值的可靠性，在57棟選點(diǎn)進(jìn)行平板載荷試驗(yàn)，根據(jù)平板載荷試驗(yàn)PS曲線得到地基承載力極限值為達(dá)450kPa，說明根據(jù)最小值推算是合理的。 除規(guī)范規(guī)定的內(nèi)容外，各地在應(yīng)用N10確定地基承載力所依據(jù)的公式有所不同，這是由于各地區(qū)地質(zhì)條件的差異決定的。長沙地區(qū)一般粘性土和新近沉積粘性土N10地基承載力特征值的回歸方程為：fNk=25+4.18NN10(kPa)。 5結(jié)語 通過輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)在長沙某工程基槽驗(yàn)收中的應(yīng)用，筆者有如下體會： 51通過輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)?zāi)芎唵畏奖愕拇_定地基

7、承載力。輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)既不象荷載試驗(yàn)需要消耗較大的人力物力，也不象室內(nèi)土工試驗(yàn)需要較長的試驗(yàn)周期。 52輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)采用規(guī)范法確定地基土承載力時(shí)，N10宜選用實(shí)測值和代表值中較大的一個(gè)計(jì)算地基土承載力。 53現(xiàn)場施工應(yīng)注意，當(dāng)基槽開挖到位并經(jīng)有關(guān)單位驗(yàn)收合格以后，應(yīng)立即澆筑混凝土墊層，避免基槽積水，尤其是雨季施工，應(yīng)充分做好排水措施，確保地基承載力的發(fā)揮。動(dòng)力觸探試驗(yàn) 一、概述動(dòng)力觸探（Dynamic Penetration Test 簡稱DPT）是利用一定的落錘能量，將一定尺寸、一定形狀的探頭打入土中，根據(jù)打入的難易程度（可用貫入度、錘擊數(shù)或單位面積動(dòng)貫入阻力來表示）判定土層性質(zhì)的一種

8、原位測試方法?？煞譃閳A錐動(dòng)力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)兩種。圓錐動(dòng)力觸探(DPT)是利用一定的錘擊能量，將一定的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入 土中的阻抗大小判別土層的變化，對土層進(jìn)行力學(xué)分層，并確定土層的物理力學(xué)性質(zhì)，對地基土作出工程地質(zhì)評價(jià)。通常以打入土中一定距離所需的錘擊數(shù)來表示土的阻抗，也有以動(dòng)貫入阻力來表示土的阻抗。圓錐動(dòng)力觸探的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、操作方便、工效較高、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有連續(xù)貫入的特性。對難以取樣的砂土、粉土、碎石類土等，對靜力觸探難以貫入的土層，圓錐動(dòng)力觸探是十分有效的勘探測試手段。圓錐動(dòng)力觸探的缺點(diǎn)是不能采樣對土進(jìn)行直接鑒別描述，試驗(yàn)誤差較大，再現(xiàn)性差。如將探頭換為標(biāo)準(zhǔn)貫入器，則稱

9、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（Standard Penetration Test簡稱SPT）。利用動(dòng)力觸探試驗(yàn)可以解決如下問題：1）劃分不同性質(zhì)的土層。當(dāng)土層的力學(xué)性質(zhì)有顯著差異，而在觸探指標(biāo)上有顯著反映時(shí)，可利用動(dòng)力觸探進(jìn)行分層和定性地評價(jià)土的均勻性，檢查填土質(zhì)量，探查滑動(dòng)帶、土洞和確定基巖面或碎石土層的埋藏深度等。2）確定土的物理力學(xué)性質(zhì)。確定砂土的密實(shí)度和黏性土的狀態(tài)，評價(jià)地基土和樁基承載力，估算土的強(qiáng)度和變形參數(shù)等。二、適用范圍動(dòng)力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的適用范圍見表7-10三、圓錐動(dòng)力觸探（一）動(dòng)力觸探類型及規(guī)格根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001) 的規(guī)定，圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)的類型可分為輕型、

10、重型和超重型三種。其規(guī)格和適用土類應(yīng)符合表7-11 的規(guī)定。（二）技術(shù)要求根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范的規(guī)定，圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)技術(shù)要求應(yīng)符合下列規(guī)定：1）采用自動(dòng)落錘裝置。2）觸探桿最大偏斜度不應(yīng)超過2%，錘擊貫入應(yīng)連續(xù)進(jìn)行；同時(shí)防止錘擊偏心、探桿傾斜和側(cè)向晃動(dòng)，保持探桿垂直度；錘擊速率每分鐘宜為1530擊。3）每貫入1m，宜將探桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈半；當(dāng)貫入深度超過10m，每貫入20cm 宜轉(zhuǎn)動(dòng)探桿一次。 次時(shí)，可停止試驗(yàn)；錘擊數(shù)超過對輕型動(dòng)力觸 探，當(dāng)或貫入 時(shí)，可停止試驗(yàn)或改用超重型動(dòng)力觸探對重型動(dòng)力觸 探，當(dāng)連續(xù)三次。（三）試驗(yàn)方法1.輕型動(dòng)力觸探1）試驗(yàn)設(shè)備輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)設(shè)備主要由圓錐頭、觸探桿、穿

11、心錘三部分組成，如圖7-10所示。2）試驗(yàn)要點(diǎn)先用輕便鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高，然后對土層連續(xù)進(jìn)行觸探，使穿心錘自由落下將觸探桿豎直錘擊數(shù)打入土層中，記錄每打入土層30cm錘擊書N103)適用范圍一般用于貫入深度小于4m的一般黏性土和黏性素填土層。2. 重型動(dòng)力觸探1)試驗(yàn)設(shè)備重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)的設(shè)備主要由觸探頭（見圖7-11）、觸探桿及穿心錘 三部分組成。2)試驗(yàn)要點(diǎn)1) 貫入前，觸探架應(yīng)安裝平穩(wěn)，保持觸探孔垂直。試驗(yàn)時(shí)穿心錘應(yīng)自由下落并應(yīng)盡量連續(xù)貫入，錘擊速率宜為1530擊min2）量尺讀數(shù)。除了及時(shí)記錄貫入深度外，對觸探指標(biāo)（錘擊數(shù)）有下列兩種量讀方法： 記錄一陣擊的貫入量及相應(yīng)的錘擊數(shù)，并由

12、式 （7-25）算得每貫入10cm所需錘 擊數(shù)N63.5。一般以5擊為一陣擊，土較松軟時(shí)應(yīng)少于5擊.。式中 N每貫入的實(shí)測錘擊數(shù)；K一陣擊的錘擊數(shù)；S 相應(yīng)于一陣擊的貫入量， 當(dāng)土層較為密實(shí)時(shí)（5擊貫入量小于10cm時(shí)）可直接記讀每貫入10cm所需的錘擊數(shù)。3）影響因數(shù)的校正1）側(cè)壁摩擦影響的校正。對于 砂土和松散 中密的圓礫、卵石，觸探深度在115m的范圍內(nèi)時(shí)，一般可不考慮側(cè)壁摩擦的影響。2）觸探桿長度的修正 。當(dāng)觸探桿長度大于2m時(shí)，需按下式校正：N63.5 =a N (7-26)式中 N63.5重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)；N63.5 的實(shí)測錘貫入擊數(shù)；a觸探桿長度校正系數(shù)，可按規(guī)范確定。3）

13、地下水影響的校正。對于地下水位以下的中、粗、礫砂和圓礫、卵石，錘擊數(shù)可按下式修正：N63.5 = 1.1 N63.5 + 1.0 (7-27)式中 N63.5經(jīng)地下水影響校正后的錘擊數(shù)；N63.5未經(jīng)地下水影響校正而經(jīng)觸探桿長度影響校正后的錘擊數(shù)。4）適用范圍一般適用于砂土和碎石土。3.超重型動(dòng)力觸探1）試驗(yàn)設(shè)備超重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)的設(shè)備主要由觸探頭（同重型觸探探頭）、提錘架偏心輪、錘體、導(dǎo)向桿、觸探桿等組成。2）試驗(yàn)要點(diǎn)（1）貫入時(shí)應(yīng)使穿心錘自由下落，地面上的觸探桿的高度不應(yīng)過高，以免傾斜和擺動(dòng)過大。（2）貫入過程應(yīng)盡量連續(xù)，錘擊速率宜為1520擊min（3）貫入深度一般不宜超過20m3）影響

14、因數(shù)的校正（1）觸探桿長度影響的校正。當(dāng)觸探桿長度大于時(shí)，錘擊數(shù)可按下式進(jìn)行校正：N120 = aN （7-28）式中 N120超重型觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)；a桿長度校正系數(shù)，可按規(guī)范確定。2）觸探桿側(cè)壁摩擦影響的校正：N120 = Fn N （7-29）式中 Fn觸探桿側(cè)壁摩擦影響校正系數(shù)，按表7-12確定。式（7-28）與式（7-29）可合并為下式，因此，觸探桿長度和側(cè)壁摩擦的校正可一次完成。N120 =a·Fn N式中 a·Fn綜合影響因素校正系數(shù)，可按規(guī)范確定。4）適用范圍一般用于密實(shí)的碎石土或埋深較大、厚度較大的碎石土。輕便觸探試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書        本細(xì)則編制遵照 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ7-89）、       巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）、軟土地基深層攪拌加固法技術(shù)規(guī)程（YBJ225-91）、資料修約規(guī)程（GB8170-1987）等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和本中心相關(guān)程序文件的規(guī)定。圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)細(xì)則一、范圍本細(xì)則規(guī)定了輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)的試驗(yàn)方法、判定依據(jù)、儀器設(shè)備、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)程序、原始記錄、試驗(yàn)報(bào)告等。本細(xì)則適用于進(jìn)行力學(xué)分層，評定土的均勻性和物理性質(zhì)（狀態(tài)、密實(shí)度）、土的強(qiáng)度、地基承載力、單樁承