动力触探试验专题培训课件.ppt

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1、内 容试验设备和方法基本测试原理试验成果的整理分析试验成果的应用小 结 试验设备和方法 一、试验设备一、试验设备动动力力触触探探使使用用的的设设备备，包包括括动动力力设设备备和和贯贯入入系系统统两两大大部部分分。动动力力设设备备的的作作用用是是提提供供动动力力源源，为为便便于于野野外外施施工工，多多采采用用柴柴油油发发动动机机；对对于于轻轻型型动动力力触触探探也也有有采采用用人人力力提提升升方方式式的的。贯贯入入部部分分是是动动力触探的核心，由穿心力触探的核心，由穿心锤锤、探杆和探、探杆和探头组头组成。成。测试设备与测试原理（一）测试设备 a.探杆（包括导向杆）b.提引器（分内挂式和外挂式两种

2、）c.穿心锤d.锤座（包括钢砧与锤垫）e.探头分类：依据为穿心锤的重量和探头类型一、动力触探试验的定义一、动力触探试验的定义（DPT）利用一定的锤击能量，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的难易程度来判别土层工程性质的一种现场测试方法。判别指标采用的是贯入一定深度的锤击数。二、动力触探试验的优点及适用性 优点：试验设备相对简单，操作方便，适应土类较广，并且可以连续贯入。缺点：试验误差较大，再现性较差。适用土类：对难以取样的各种填土、砂土、粉土、碎石 土、砂砾土、卵石、砾石等含粗颗粒的土类。三、动力触探技术的发展三、动力触探技术的发展 1.国际上 动力触探的发展历史较长。最先在欧洲各国得

3、到广泛应用，就是因为这些国家广泛分布着粗颗粒土层及冰积层，取土样比较困难，适合采用动力触探方法。2.在国内（1）50年代初由南京水利实验处引进推广。（2）至50年代后期得到普及，很多单位做了很有价值的试验研究，积累了大量的使用经验。（3 3）7070年代制定了相应的规范，在试验设备类型上趋于统一和标准化，加快了发展进程。（4 4）目前，已成为我国粗颗粒土的地基勘察测试的主要手段。四、动力触探试验的分类四、动力触探试验的分类 1国际分类 1974年和1982年在欧洲召开的二次国际触探学术会议，对动力触探测试方法的统一起了推动作用。会议建议按使用穿心锤的重量（或锤击能量）的不同，将动力触探分为：轻

4、型（10kg）、中型（1040kg）、重型（4060kg）及超重型（60kg）。2我国分类 我国土工试验规程（SD12886）将动力触探分为轻型、重型、超重型三种。其规格见下表。根根据据所所用用穿穿心心锤锤的的质质量量将将动动力力触触探探试试验验分分为为轻轻型型、中中型型、重重型型和和超超重重型型等等种种类类。动动力力触触探探类类型型及及相相应应的的探探头头和和探探杆杆规规格格见见表表3-1。五、动力触探试验的目的五、动力触探试验的目的1试验成果（1）进行地基土的力学分层；（2）定性评价地基土的均匀性和物理性质（状态、密实度等）；（3）查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。2成果应用（1）评定

5、地基土的强度和变形参数；（2）评定天然地基的承载力；（3）估算单桩承载力。一、仪器设备一、仪器设备 1轻型动力触探 包括导向杆、穿心锤、锤垫、探杆和圆锥探头五部分，见图4-2。重锤的提升有人力和机械两种。2重型动力触探 重型、超重型设备与轻型设备相似，只是在尺寸和重量上有差别。另外，重型动探试验一般都采用自动落锤方式，在锤上增加了提引器。二、二、试验试验方法方法（一）（一）轻轻型、重型、超重型型、重型、超重型动动力触探的力触探的测试测试程序和要求程序和要求1轻轻型型动动力触探力触探（1）先先用用轻轻便便钻钻具具钻钻至至试试验验土土层层标标高高以以上上0.3m处处，然然后后对对所所需需试验试验土

6、土层连续进层连续进行触探。行触探。（2）试试验验时时，穿穿心心锤锤落落距距为为（0.50 0.02）m，使使其其自自由由下下落落。记录记录每打入土每打入土层层中中0.30m时时所需的所需的锤击锤击数。数。（3）若若需需描描述述土土层层情情况况时时，可可将将触触探探杆杆拨拨出出，取取下下探探头头，换换钻头进钻头进行取行取样样。（4）如如遇遇密密实实坚坚硬硬土土层层，当当贯贯入入0.30m所所需需锤锤击击数数超超过过100击击或或贯贯入入0.15m超超过过50击击时时，即即可可停停止止试试验验。如如需需对对下下卧卧土土层层进进行行试试验时验时，可用，可用钻钻具穿透具穿透坚实坚实土土层层后再后再贯贯

7、入。入。（5）本本试试验验一一般般用用于于贯贯入入深深度度小小于于4m的的土土层层。必必要要时时，也也可可在在贯贯入入4m后，用后，用钻钻具将孔掏清，再具将孔掏清，再继续贯继续贯入入2m。2重型重型动动力触探力触探（1）试试验验前前将将触触探探架架安安装装平平稳稳，使使触触探探保保持持垂垂直直地地进进行行。垂垂直直度的最大偏差不得超度的最大偏差不得超过过2%。触探杆。触探杆应应保持平直，保持平直，连结连结牢固。牢固。（2）贯贯 入入 时时，应应 使使 穿穿 心心 锤锤 自自 由由 落落 下下，落落 锤锤 高高 度度 为为（0.76 0.02）m。地地面面上上的的触触探探杆杆的的高高度度不不宜宜

8、过过高高，以以免免倾倾斜斜与与摆摆动动太大。太大。（3）锤锤击击速速率率宜宜为为每每分分钟钟15-30击击。打打入入过过程程应应尽尽可可能能连连续续，所有超所有超过过5min的的间间断都断都应应在在记录记录中予以注明。中予以注明。（4）及及时时记记录录每每贯贯入入0.10m所所需需的的锤锤击击数数。其其方方法法可可在在触触探探杆杆上上每每0.1m划划出出标标记记，然然后后直直接接（或或用用仪仪器器）记记录录锤锤击击数数；也也可可以以记记录录每每一一阵阵击击的的贯贯入入度度，然然后后再再换换算算为为每每贯贯入入0.1m所所需需的的锤锤击击数数。最最初初贯贯入的入的lm内可不内可不记读记读数。数。

9、（5）对对于于一一般般砂砂、圆圆砾砾和和卵卵石石，触触探探深深度度不不宜宜超超过过1215m；超超过该过该深度深度时时，需考，需考虑虑触探杆的触探杆的侧侧壁摩阻影响。壁摩阻影响。（6）每每贯贯入入0.1m所所需需锤锤击击数数连连续续三三次次超超过过50击击时时，即即停停止止试试验验。如需。如需对对下部土下部土层继续进层继续进行行试验时试验时，可改用超重型，可改用超重型动动力触探。力触探。（7）本本试试验验也也可可在在钻钻孔孔中中分分段段进进行行，一一般般可可先先进进行行贯贯入入，然然后后进进行行钻钻探探，直直至至动动力力触触探探所所测测深深度度以以上上1m处处，取取出出钻钻具具将将触触探探器器

10、放放入孔内再入孔内再进进行行贯贯入。入。3超重型超重型动动力触探力触探（1）贯贯入入时时穿穿心心锤锤自自由由下下落落，落落距距为为（1.00 0.02）m。贯贯入入深深度度一一般般不不宜宜超超过过20m，超超过过此此深深度度限限值值时时，需需考考虑虑触触探探杆杆侧侧壁壁摩摩阻的影响。阻的影响。（2）其他步）其他步骤骤可参照重型可参照重型动动力触探力触探进进行。行。贯入深度的一般限制：贯入深度的一般限制：对轻型，一般应对轻型，一般应4m，主要用于测试并提供浅基础，主要用于测试并提供浅基础的地基承载力参数；检验建筑物地基的夯实程度；检验的地基承载力参数；检验建筑物地基的夯实程度；检验建筑物机槽开挖

11、后，基底以下是否存在软弱下卧层等。建筑物机槽开挖后，基底以下是否存在软弱下卧层等。重型重型1215m，超重型，超重型20m，超过此深度应考虑，超过此深度应考虑侧壁摩阻力的影响。主要用于查明地层在垂直方向和水侧壁摩阻力的影响。主要用于查明地层在垂直方向和水平方向上的均匀程度。平方向上的均匀程度。试验成果的整理分析1检查核对现场记录在每个动探孔完成后，应在现场及时核对所记录的击数、尺寸是否有错漏，项目是否齐全；核对完毕后，在记录表上签上记录者的名字和测试日期。2实测击数校正（1）轻型动力触探1）轻型动力触探不考虑杆长修正，根据每贯入30cm的实测击数绘制N10h曲线图。2）根据每贯入30cm的锤击

12、数对地基土进行力学分层，然后计算每层实测击数的算术平均值。（3）重型、超重型动力触探1）铁路动力触探技术规定（TBJ8-87）中规定，实测击数应按杆长校正。重型动力触探的实测击数（N63.5），按下式进行校正：N63.5=N63.5 （3-13）杆长修正杆长修正 对杆长的影响，我国各个领域的规范或规程不尽相同。（1）岩土工程勘察规范（GB50021-2001），对动力触探试验指标均不进行杆长修正。（2）铁道部行业标准铁路工程地质原位测试规程（TB10041-2003），规定需进行杆长修正。因此，在进行成果整理时，应根据岩土参数与动力触探指标之间的经验关系式时的具体条件，决定是否对试验指标进行杆

13、长修正。采用牛顿碰撞理论，建立杆长修正公式：N=N 可以对重型、超重型动力触探结果进行修正。N经修正后的圆锥动力触探锤击数；N实测的圆锥动力触探锤击数。表3-16，3-17,分别给出了重型、超重型动力触探试验结果的杆长修正系数。N63.5的杆长修正系数N120的杆长修正系数超重型动力触探的实测击数（N120），应先按公式（3-14）换算成相当于重型的实测击数（N63.5），然后再按公式（3-13）进行杆长击数校正。N63.5=3N120-0.5 （3-14）2）中国西南建筑勘察院对杆长击数的校正对超重型动力触探的实测击数N120，直接按表进行杆长击数校正。N120=N120 （3-16）使用时

14、不但应注意两者在计算结果上的差异，还应注意两者使用的探杆直径不同。2 2划分土层界限划分土层界限划分土层界限划分土层界限 划分力学分层的原则：考虑动贯入阻力在土层变化附近的“超前反应”。超前反应指的是当探头从软层进入硬层或从硬层进入软层之前，动贯入阻力就已感知土层的变化，提前变大或变小，反应的范围约为探头直径的23倍。实际中可以这样处理：当击数由小变大（软层进入硬层）时，分层界限可选在软层最后一个小值点以下23倍探头直径处；当击数由大变小（硬层进入软层）时，分层界限可选在软层第一个小值点以上23倍探头直径处。3绘制动力触探击数沿深度分布曲线以杆长校正后的击数为横坐标，以贯入深度为纵坐标绘制曲线

15、图。因为采集的数据表示每贯入某一深度的锤击数，故曲线图一般绘制成沿深度方向的直方图。动力触探试验的典型动力触探试验的典型N-h曲线曲线 成果的工程应用成果的工程应用1 1评定地基土的状态或密实程度评定地基土的状态或密实程度评定地基土的状态或密实程度评定地基土的状态或密实程度 根据我国建筑地基基础设计规范（GBJ50007-2002），可采用重型圆锥动力触探的锤击数N63.5评定碎石土的密实度，见表3-20。注：（1）本表适用于平均粒径小于50且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。（2）表内N63.5为修正后的平均值。表3-20 碎石土的密实度 2确定地基土的承载力中国建筑西南勘察

16、院采用120kg重锤和直径60mm探杆的超重型动探，并与载荷试验的比例界限值pl进行统计，对比资料52组，得如下公式：f k=80N120 （3N12010）中国地质大学（武汉）对粘性土也有类似经验公式：fk=32.3N63.5+89 （2N63.516）N10估计粘性土和素填土的承载力标准值N63.5估计中、粗、砾砂及碎石土的承载力标准值N120估计碎石土的承载力标准值 估算圆砾、卵石土地基的变形模量估算圆砾、卵石土地基的变形模量估算圆砾、卵石土地基的变形模量估算圆砾、卵石土地基的变形模量E E0 0 铁道部第二设计院基于在四川、东北、广西、甘肃等地的试验资料得N63.5和E0的关系，见表4

17、-7。4 4预估单桩承载力和确定桩基持力层的位置预估单桩承载力和确定桩基持力层的位置预估单桩承载力和确定桩基持力层的位置预估单桩承载力和确定桩基持力层的位置 动力触探试验与打桩过程极其相似，因而用于桩基勘察时，对打入式的端承桩效果较为显著，可用于确定桩基持力层的位置和单桩承载力。（1）确定桩基持力层的位置 利用Nh曲线，结合钻孔资料，可以较准确地编制出勘察场地的工程地质剖面，据此选择桩基持力层，确定在勘察范围内各部位的桩长。持力层位置的确定，各地区都有自己的经验值。如成都地区，对300mm*300mm方桩，N63.5应大于1520击/10cm，此卵石层的厚度不应小于2.01.5m。（2）单桩承

18、载力的确定 主要用于确定桩端承力为主的短桩（因为动探测试无法实测地基土的极限侧壁摩阻力）。由桩的静载荷试验确定承载力标准值与桩尖平面处的动力触探指标进行统计分析，提出单桩承载力公式：成都地区的经验 一般桩基持力层为卵石土，由35组资料统计，得：Ru=299+126.1N120式中，Ru桩尖平面处地基土的极限承载力，kPa。N120桩尖平面处上下4D（桩径）范围修正后的击数平均值（/10cm）。标准贯入试验 一、定义一、定义动动力力触触探探的的一一种种，它它是是利利用用锤锤击击动动能能（锤锤重重63.5kg，落落距距76cm),将将一一定定规规格格的的对对开开管管式式贯贯入入器器（外外径径51m

19、m，内内径径35mm）,下下端端接接管管靴靴，上上端端接接一一内内外外径径与与对对开开管管相相同同的的钻钻杆杆接接头头打打入入钻钻孔孔孔孔底底的的土土中中，判判别别土土层层的的变变化化和和土土的的工工程程性性质质。贯贯入入阻阻抗抗用用贯贯入入器器贯贯入土中入土中30cm的的锤击锤击数数N表示。表示。标标准准贯贯入入试验试验适用于砂土、粉土和一般粘性土。适用于砂土、粉土和一般粘性土。（二）（二）标标准准贯贯入入试验试验 1试验试验方法方法（1）先用）先用钻钻具具钻钻至至试验试验土土层标层标高以上高以上0.15m处处，清除残土。，清除残土。（2）将将贯贯入入器器放放入入孔孔内内，避避免免冲冲击击孔

20、孔底底，注注意意保保持持贯贯入入器器、钻钻杆杆、导导向向杆杆联联接接后后的的垂垂直直度度。测测定定贯贯入入器器所所在在深深度度，要要求求残残土土厚度不大于厚度不大于0.1m。（3）将将贯贯入入器器以以每每分分钟钟击击打打1530次次的的频频率率，先先打打入入土土中中0.15m，不不计计锤锤击击数数；然然后后开开始始记记录录每每打打入入0.10m及及累累计计0.30m的的锤锤击击数数N，并并记记录录贯贯入入深深度度与与试试验验情情况况。若若遇遇密密实实土土层层，锤锤击击数数超超过过50击时击时，不，不应应强强行打入，并行打入，并记录记录50击击的的贯贯入深度。入深度。式中式中S50 击时的贯入度

21、击时的贯入度(cm)（二）（二）标标准准贯贯入入试验试验 （4）旋旋转转钻钻杆杆，然然后后提提出出贯贯入入器器，取取贯贯入入器器中中的的土土样样进进行行鉴鉴别别、描描述述记记录录，并并测测量量其其长长度度。将将需需要要保保存存的的土土样样仔仔细细包包装装、编编号号，以以备备试试验验之用。之用。（5）重重复复14步步骤骤，进进行行下下一一深深度度的的标标贯贯测测试试，直直至至所所需需深深度度。一一般每隔般每隔1m进进行一次行一次标贯试验标贯试验。标标准准贯贯入入试试验验成成果果N可可直直接接标标在在工工程程地地质质剖剖面面图图上上,也也可可绘绘制制单单孔标准贯入击数孔标准贯入击数N与深度关系曲线

22、或直方图。与深度关系曲线或直方图。标标准准贯贯入入试试验验锤锤击击数数N值值，可可对对砂砂土土、粉粉土土、粘粘性性土土的的物物理理状状态态,土土的的强强度度、变变形形参参数数、地地基基承承载载力力、单单桩桩承承载载力力，砂砂土土和和粉粉土土的的液液化化，成成桩桩的的可可能能性性等等做做出出评评价价。应应用用N 值值时时是是否否修修正正和和如如何何修正，应根据建立统计关系时的具体情况确定。修正，应根据建立统计关系时的具体情况确定。1.划分土类或土层剖面锤击数越少，土的颗粒越细；锤击数越多，土的颗粒越粗。2注意事注意事项项：钻钻孔孔时应时应注意下列各条。注意下列各条。（1）须须保保持持孔孔内内水水

23、位位高高出出地地下下水水位位一一定定高高度度，以以免免塌塌孔孔，保保持孔底土持孔底土处处于平衡状于平衡状态态，不使孔底，不使孔底发发生涌砂生涌砂变变松，影响松，影响N值值；（2）下套管不要超）下套管不要超过试验标过试验标高；高；（3）须缓须缓慢地下放慢地下放钻钻具，避免孔底土的具，避免孔底土的扰动扰动；（4）细细心心清清除除孔孔底底浮浮土土，孔孔底底浮浮土土应应尽尽量量少少，其其厚厚度度不不得得大大于于10cm；（5）如如钻钻进进中中需需取取样样，则则不不应应在在锤锤击击法法取取样样后后立立刻刻做做标标贯贯，而而应应在在继继续续钻钻进进一一定定深深度度（可可根根据据土土层层软软硬硬程程度度而而

24、定定）后后再再做做标标贯贯，以免人，以免人为为增大增大N值值；（6）钻钻孔孔直直径径不不宜宜过过大大，以以免免加加大大锤锤击击时时探探杆杆的的晃晃动动；钻钻孔孔直直径径过过大大时时，可可减减少少N至至50%，建建议议钻钻孔孔直直径径上上限限为为100mm，以以免免影响影响N值值。标标贯贯和和圆圆锥锥动动力力触触探探测测试试方方法法的的不不同同点点，主主要要是是不不能能连连续续贯贯入入，每每贯贯入入0.45m必必须须提提钻钻一一次次，然然后后换换上上钻钻头头进进行行回回转转钻钻进进至至下下一一试试验验深深度度，重重新新开开始始试试验验。另另外外，标标贯贯试试验验不不宜宜在在含含有有碎碎石石的的土土层层中中进进行行，只只宜宜用用于于粘粘性性土土、粉粉土土和和砂砂土土中中，以以免免损损坏坏标标贯贯器器的管靴刃口。的管靴刃口。标贯与一般动探的主要区别在于探头不同思考题1.土体原位测试有哪些优缺点？常用的原位测试方法分别适用于什么范围？2.载荷试验的试验要点及资料整理的要求有哪些？3.静力触探的试验要点及技术要求有哪些?如何进行资料整理及成果应用?4.动力触探的类型和适用范围有哪些？各类触探试验的试验要点有何不同？5.标准贯入试验的试验设备、试验方法要求与圆锥动力触探有何不同？试验成果的应用有哪些？6.旁压试验、十字板剪切试验的原理和试验要点有哪些？