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10.5 标准贯入试验


10.5.1 标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般黏性土。

10.5.2 标准贯入试验的设备应符合表10.5.2的规定。

表10.5.2 标准贯入试验设备规格 
 标准贯入试验设备规格

10.5.3 标准贯入试验的技术要求应符合下列规定:
1. 标准贯入试验孔采用回转钻进,并保持孔内水位略高于地下水位。当孔壁不稳定时,可用泥浆护壁,钻至试验标高以上15cm处,清除孔底残土后再进行试验;
2. 采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击,并减小导向杆与锤间的摩阻力,避免锤击时的偏心和侧向晃动,保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直度,锤击速率应小于30击/min;
3. 贯入器打入土中15cm后,开始记录每打入10cm的锤击数,累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N。当锤击数已达50击,而贯入深度未达30cm时,可记录50击的实际贯入深度,按下式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N,并终止试验。

10.5.4 标准贯入试验成果N可直接标在工程地质剖面图上,也可绘制单孔标准贯入击数N与深度关系曲线或直方图。统计分层标贯击数平均值时,应剔除异常值。

10.5.5 标准贯入试验锤击数N值,可对砂土、粉土、黏性土的物理状态,土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力,砂土和粉土的液化,成桩的可能性等作出评价。应用N值时是否修正和如何修正,应根据建立统计关系时的具体情况确定。

条文说明

10.5 标准贯入试验

10.5.1 标准贯入试验(SPT)(standard penetration test)是用质量为63.5kg的穿心锤,以76cm的落距,将标准规格的贯入器,自钻孔底部预打15cm,记录再打人30cm的锤击数,判定土的力学特性。
本条提出标准贯入试验仅适用于砂土、粉土和一般黏性土,不适用于软塑~流塑软土。在国外用实心圆锥头(锥角60°)替换贯入器下端的管靴,使标贯适用于碎石土、残积土和裂隙性硬黏土以及软岩。但由于国内尚无这方面的具体经验,故在条文内未列入,可作为有待开发的内容。

10.5.2 正文表10.5.2是考虑了国内各单位实际使用情况,并参考了国际标准制定的。贯入器规格,国外标准多为外径51mm,内径35mm,全长660—810mm。
贯入器内外径的误差,欧洲标准确定为±1mm是合理的。
本规范采用42mm钻杆。日本采用40.5、50、60mm钻杆。钻杆的弯曲度小于1%,应定期检查,剔除弯管。
欧洲标准,落锤的质量误差为±0.5kg。

10.5.2 [修订说明]
本表中关于刃口厚度的规定原文为2.5mm,现修订为1.6mm。我国其他标准一般不作规定,美国ASTM D1586(1967,1974再批准)为1/16英寸,ASTMDl586(1999)为2.54mm,英国BS为1.6mm,我国《水利电力部土工试验规程》(SDl28—022—86)为0.8mm,本规范修订后与国际多数标准基本相当,与我国实际情况基本一致。

10.5.3 关于标准贯入试验的技术要求,作如下说明:
1. 根据欧洲标准,锤击速度不应超过30击/min;
2. 宜采用回转钻进方法,以尽可能减少对孔底土的扰动。钻进时注意:
1)保持孔内水位高出地下水位一定高度,保持孔底土处于平衡状态,不使孔底发生涌砂变松,影响N值;
2)下套管不要超过试验标高;
3)要缓慢地下放钻具,避免孔底土的扰动;
4)细心清孔;
5)为防止涌砂或塌孔,可采用泥浆护壁;
3. 由于手拉绳牵引贯入试验时,绳索与滑轮的摩擦阻力及运转中绳索所引起的张力,消耗了一部分能量,减少了落锤的冲击能,使锤击数增加;而自动落锤完全克服了上述缺点,能比较真实地反映土的性状。据有关单位的试验,N值自动落锤为手拉落锤的0.8倍,为SR-30型钻机直接吊打时的0.6倍;据此,本规范规定采用自动落锤法;
4. 通过标贯实测,发现真正传输给杆件系统的锤击能量有很大差异,它受机具设备、钻杆接头的松紧、落锤方式、导向杆的摩擦、操作水平及其他偶然因素等支配;美国ASTM-D4633—86制定了实测锤击的力—时间曲线,用应力波能量法分析,即计算第一压缩波应力波曲线积分可得传输杆件的能量;通过现场实测锤击应力波能量,可以对不同锤击能量的N值进行合理的修正。

10.5.5 关于标贯试验成果的分析整理,作如下说明:
1. 修正问题,国外对N值的传统修正包括:饱和粉细砂的修正、地下水位的修正、土的上覆压力修正;国内长期以来并不考虑这些修正,而着重考虑杆长修正;杆长修正是依据牛顿碰撞理论,杆件系统质量不得超过锤重二倍,限制了标贯使用深度小于21m,但实际使用深度已远超过21m,最大深度已达100m以上;通过实测杆件的锤击应力波,发现锤击传输给杆件的能量变化远大于杆长变化时能量的衰减,故建议不作杆长修正的N值是基本的数值;但考虑到过去建立的N值与土性参数、承载力的经验关系,所用N值均经杆长修正,而抗震规范评定砂土液化时,N值又不作修正;故在实际应用N值时,应按具体岩土工程问题,参照有关规范考虑是否作杆长修正或其他修正;勘察报告应提供不作杆长修正的N值,应用时再根据情况考虑修正或不修正,用何种方法修正;
2. 由于N值离散性大,故在利用N值解决工程问题时,应持慎重态度,依据单孔标贯资料提供设计参数是不可信的;在分析整理时,与动力触探相同,应剔除个别异常的N值;
3. 依据N值提供定量的设计参数时,应有当地的经验,否则只能提供定性的参数,供初步评定用。

 

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