轻型动力触探.doc

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轻型动力触探　　1　前言　　轻型圆锥动力触探是利用一定的锤击能量(锤重10kg)，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据贯入锤击数判别土层的类别，确定土的工程性质，对地基土做出综合评价。由于轻型圆锥动力触探设备简单，使用方便，可用于以下几方面的工作：　　1)提供浅基础地基承载力、变形模量；　　2)检验地基土的夯实程度；　　3)检验基底是否存在下卧软层。　　随着基建投资的加大，工程建设如雨后春笋般涌现。对于浅基础工程，通常用平板载荷试验检测地基承载力，需要消耗较长的时间、较高的人力物力。本文介绍的轻型动力触探实验能简便、快捷的检测浅地基承载力，而且费用便宜。下面以工程实例论述轻型动力触探试验在基槽验收中检测地基承载力的应用。　　2　工程概况　　长沙市某楼盘，位于浏阳河畔，地势起伏相对较小，大部分是耕地和农田，耕地和农田的土质为耕植土和淤泥层(耕地0－30cm为耕植土，农田0－80cm为淤泥层，饱和、软塑－流塑，颜色为黑色－灰色)，底层土质为粉质粘土，颜色为灰色、硬塑。　　3　轻型动力触探检测方法　　3．1　设备　　轻型圆锥动力触探设备。　　3．2　试验要点　　(1)首先根据场地情况进行选点开挖，挖至勘察设计确定的持力层，然后对该持力层进行连续触探。　　(2)将探头和探杆安装好，保持探杆垂直，然后连续向下贯击，穿心锤落距为50.0±2．0cm，使其自由下落。在基底轻型触探试验表内记录打入土层中30cm所需锤击数(N10)，在地层较硬、锤击数较多时，采用分段记录，以每贯入10cm记录一次相应的锤击数，整理资料时按30cm所需的击数作为指标计算。　　(3)遇密实坚硬土层，当贯入30cm所需锤击数超过50击时或贯入10cm所需锤击数超过30击时，即停止测试。　　3．3　检测结果　　工地现场基槽已开挖到持力层粉质粘土，通过现场随机选点触探，该楼盘第61栋和57栋的轻型圆锥动力触探结果如表1所示：　　由于第57栋基槽开挖以后遭雨水浸泡，地基承载力明显受到影响，特别是面层(0－30cm)偏低严重，必须挖掉被雨水浸泡部分以后该地层方可作为持力层。　　4　资料整理及成果应用　　4．1　资料整理　　(1)每完成一次轻型触探后，在现场及时核对所记录的锤击数及深度是否有错漏，并结合其它勘探资料，综合研究分析，去掉不合理的特异值。 　　(2)轻型触探不考虑杆长修正，根据每贯入30cm所需的锤击数绘制N10－h曲线图。　　(3)进行土层力学分层，根据N10－h曲线，考虑触探的临界深度及界面效应，即“超前”和“滞后”影响，一般触探曲线由软层进到硬层时，则分层界线定在软层最后一个小值点以下2－3倍探头直径处，由硬层进入软层时，则分层界线定在软层第一个小值点以上2－3倍探头直径处。　　(4)删除个别异常值，临界深度影响值、超前和滞后影响范围值，按下式计算每层实测击数的算术平均值：　　N10=∑N10/n。　　式中：N10为平均击数；N10为第i个实测值；n为参加统计的总数。　　(5)按《建筑地基基础设计规范》，确定地基土承载力标准值时实测锤击数应按下式计算：　　N(N10)=N10－1.645σ　　式中：σ为统计量标准差。　　对于第61栋，N10平均值为55.8：N(N10)锤击数代表值为49.1。　　对于第57栋，考虑到粉质粘土面层已受雨水浸泡，建议施工单位将该层挖掉，故统计结果不包括0－30cm数据。该栋N10平均值为48.9；N(N10)锤击数代表值为23.5。　　4．2　应用轻型动力触探成果确定地基承载力　　《建筑地基基础设计规范》中用轻型动力触探击数确定粘性土承载力标准值(fk)如表2所示。　　根据上表采用内插法计算可知，第61栋的地基承载力约为390kPa；而第57栋的N(N10)锤击数代表值仅为23.5，比实测值中的最小值42小了近一倍，地基承载力按23.5推算显然不合理，按最小值推算约为325kPa。为了验证采用最小值的可靠性，在57栋选点进行平板载荷试验，根据平板载荷试验P－S曲线得到地基承载力极限值为达450kPa，说明根据最小值推算是合理的。　　除规范规定的内容外，各地在应用N10确定地基承载力所依据的公式有所不同，这是由于各地区地质条件的差异决定的。长沙地区一般粘性土和新近沉积粘性土N10地基承载力特征值的回归方程为：fNk=25+4.18NN10(kPa)。　　5　结语　　通过轻型动力触探实验在长沙某工程基槽验收中的应用，笔者有如下体会：　　5．1　通过轻型动力触探实验能简单方便的确定地基承载力。轻型动力触探实验既不象荷载试验需要消耗较大的人力物力，也不象室内土工试验需要较长的试验周期。　　5．2　轻型动力触探实验采用规范法确定地基土承载力时，N10宜选用实测值和代表值中较大的一个计算地基土承载力。　　5．3　现场施工应注意，当基槽开挖到位并经有关单位验收合格以后，应立即浇筑混凝土垫层，避免基槽积水，尤其是雨季施工，应充分做好排水措施，确保地基承载力的发挥。 　动力触探试验一、概述动力触探（DynamicPenetrationTest简称DPT）是利用一定的落锤能量，将一定尺寸、一定形状的探头打入土中，根据打入的难易程度（可用贯入度、锤击数或单位面积动贯入阻力来表示）判定土层性质的一种原位测试方法。可分为圆锥动力触探和标准贯入试验两种。圆锥动力触探(DPT)是利用一定的锤击能量，将一定的圆锥探头打入土中，根据打入土中的阻抗大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理力学性质，对地基土作出工程地质评价。通常以打入土中一定距离所需的锤击数来表示土的阻抗，也有以动贯入阻力来表示土的阻抗。圆锥动力触探的优点是设备简单、操作方便、工效较高、适应性强，并具有连续贯入的特性。对难以取样的砂土、粉土、碎石类土等，对静力触探难以贯入的土层，圆锥动力触探是十分有效的勘探测试手段。圆锥动力触探的缺点是不能采样对土进行直接鉴别描述，试验误差较大，再现性差。如将探头换为标准贯入器，则称标准贯入试验（StandardPenetrationTest简称SPT）。利用动力触探试验可以解决如下问题：1）划分不同性质的土层。当土层的力学性质有显著差异，而在触探指标上有显著反映时，可利用动力触探进行分层和定性地评价土的均匀性，检查填土质量，探查滑动带、土洞和确定基岩面或碎石土层的埋藏深度等。2）确定土的物理力学性质。确定砂土的密实度和黏性土的状态，评价地基土和桩基承载力，估算土的强度和变形参数等。二、适用范围动力触探和标准贯入试验的适用范围见表7-10 三、圆锥动力触探（一）动力触探类型及规格根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001)的规定，圆锥动力触探试验的类型可分为轻型、重型和超重型三种。其规格和适用土类应符合表7-11的规定。（二）技术要求根据《岩土工程勘察规范》的规定，圆锥动力触探试验技术要求应符合下列规定：1）采用自动落锤装置。 2）触探杆最大偏斜度不应超过2%，锤击贯入应连续进行；同时防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动，保持探杆垂直度；锤击速率每分钟宜为15~30击。3）每贯入1m，宜将探杆转动一圈半；当贯入深度超过10m，每贯入20cm宜转动探杆一次。次时，可停止试验；锤击数超过对轻型动力触探，当或贯入时，可停止试验或改用超重型动力触探对重型动力触探，当连续三次。（三）试验方法1.轻型动力触探1）试验设备轻型动力触探试验设备主要由圆锥头、触探杆、穿心锤三部分组成，如图7-10所示。2）试验要点先用轻便钻具钻至试验土层标高，然后对土层连续进行触探，使穿心锤自由落下将触探杆竖直锤击数打入土层中，记录每打入土层30cm锤击书N103)适用范围一般用于贯入深度小于4m的一般黏性土和黏性素填土层。2.重型动力触探1)试验设备重型动力触探试验的设备主要由触探头（见图7-11）、触探杆及穿心锤三部分组成。 2)试验要点1)贯入前，触探架应安装平稳，保持触探孔垂直。试验时穿心锤应自由下落并应尽量连续贯入，锤击速率宜为15~30击／min2）量尺读数。除了及时记录贯入深度外，对触探指标（锤击数）有下列两种量读方法：①记录一阵击的贯入量及相应的锤击数，并由式（7-25）算得每贯入10cm所需锤击数N63.5。一般以5击为一阵击，土较松软时应少于5击.。式中N——每贯入的实测锤击数；K——一阵击的锤击数；S——相应于一阵击的贯入量，②当土层较为密实时（5击贯入量小于10cm时）可直接记读每贯入10cm所需的锤击数。 3）影响因数的校正1）侧壁摩擦影响的校正。对于砂土和松散中密的圆砾、卵石，触探深度在1~15m的范围内时，一般可不考虑侧壁摩擦的影响。2）触探杆长度的修正。当触探杆长度大于2m时，需按下式校正：N63.5=aN(7-26)式中N63.5————重型动力触探试验锤击数；N’63.5——的实测锤贯入击数；a——触探杆长度校正系数，可按规范确定。3）地下水影响的校正。对于地下水位以下的中、粗、砾砂和圆砾、卵石，锤击数可按下式修正：N63.5=1.1N’63.5+1.0(7-27)式中N63.5————经地下水影响校正后的锤击数；N’63.5————未经地下水影响校正而经触探杆长度影响校正后的锤击数。4）适用范围一般适用于砂土和碎石土。3.超重型动力触探1）试验设备超重型动力触探试验的设备主要由触探头（同重型触探探头）、提锤架偏心轮、锤体、导向杆、触探杆等组成。2）试验要点（1）贯入时应使穿心锤自由下落，地面上的触探杆的高度不应过高，以免倾斜和摆动过大。（2）贯入过程应尽量连续，锤击速率宜为15~20击／min （3）贯入深度一般不宜超过20m3）影响因数的校正（1）触探杆长度影响的校正。当触探杆长度大于时，锤击数可按下式进行校正：N120=aN（7-28）式中N120———超重型触探试验锤击数；a——杆长度校正系数，可按规范确定。2）触探杆侧壁摩擦影响的校正：N120=FnN（7-29）式中Fn————触探杆侧壁摩擦影响校正系数，按表7-12确定。式（7-28）与式（7-29）可合并为下式，因此，触探杆长度和侧壁摩擦的校正可一次完成。N120=a·FnN式中a·F——n综合影响因素校正系数，可按规范确定。4）适用范围一般用于密实的碎石土或埋深较大、厚度较大的碎石土。轻便触探试验作业指导书      本细则编制遵照《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）、    《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）、《软土地基深层搅拌加固法技术规程》（YBJ225-91）、《资料 修约规程》（GB8170-1987）等标准的规定和本中心相关程序文件的规定。圆锥动力触探试验细则一、范围本细则规定了轻型动力触探试验的试验方法、判定依据、仪器设备、试验条件、试验程序、原始记录、试验报告等。本细则适用于进行力学分层，评定土的均匀性和物理性质（状态、密实度）、土的强度、地基承载力、单桩承载力、查明土洞、滑动面、软硬土层界面、检测地基处理效果、深层搅拌桩检测等。二、规范性引用文件下列文件所包含的条文通过在本细则中引用而构成细则的条文，本细则所列版本均为有效，所有文件都会被修订，使用本细则的人员应及时探讨采用下列文件最新版本的可能性，修订的应按质量文件的控制和维护程序规定进行。GBJ7-89建筑地基基础设计规范YBJ225-91软土地基深层搅拌加固法技术规程GB50021-2001岩土工程勘察规范 GB8170-1987资料修约规程三、检测人员、仪器设备