標準貫入試驗

標準貫入試驗

標準貫入試驗(standard penetration test,SPT)是動力觸探的一種,是在現場測定砂或粘性土的地基承載力的一種方法。這一方法已被列入中國國家《工業與民用建築地基基礎設計規範》中。它利用一定的錘擊功能( 錘重63. 5kg , 落距76cm ) , 將一定規格的對開管式的貫入器( 對開管外徑51mm , 內徑35mm , 長度大於457mm , 下端接長度為76 mm、刃角18°~20°, 刃口端部厚1. 6mm 的管靴, 上端接鑽桿) 打入鑽孔孔底的土中, 根據打入土中的貫入阻抗, 判別土層的變化和土的工程性質。

概念

用63.5kg的錘,自1900px(76cm)的高度自由落下,將長度51厘米、外徑5.1厘米、內徑3.49厘米的對標準貫入器擊入土中750px(30cm)所需的錘擊數,稱為標準貫入擊數N。

天然狀態砂土的密實度分類

 
標準貫入試驗錘擊數N密實度
N≤10鬆散
10<N≤15稍密
15<N≤30中密
N>30 密實

設備

標準貫入試驗的設備主要由標準貫入器、觸探桿和穿心錘三部分組成。觸探桿一般用直徑為42毫米的鑽桿,穿心錘重63.5千克。

例如美國PDI公司的SPT標準貫入分析儀。配備有一個0.6m長SPT桿(AW、NW或其它類型)組件,該組件帶有兩個應變橋路感測器,感測器由PDI公司精確標定。現場試驗時,將兩個加速度感測器固定到這個組件上,然後將其安裝至錘和取樣桿之間鑽桿的頂部。

通過電纜或無線發射器將這個組件與SPT分析儀連線起來。在SPT試驗過程中,應變感測器和加速度感測器獲得必要的力和速度信號,用於計算轉換能量。能量實時地顯示在SPT分析儀的螢幕上。

美國PDI SPT標準貫入分析儀 美國PDI SPT標準貫入分析儀

操作

標準貫入試驗 標準貫入試驗

標準貫入試驗多與鑽探相配合使用,操作要點是:

①鑽具鑽至試驗土層標高以上約15厘米處,以避免下層土受擾動。

②貫入前,應檢查觸探桿的接頭,不得鬆脫。貫入時,穿心錘落距為76厘米,使其自由下落,將貫入器直打入土層中15厘米。以後每打入土層30厘米的錘擊數,即為實測錘擊數N。

③提出貫入器,取出貫入器中的土樣進行鑑別描述。

④若需繼續進行下一深度的貫入試驗時,即重複上述操作步驟進行試驗。

⑤當鑽桿長度大於3米時,錘擊數應按下式進行鑽桿長度修正:N63.5=αN,式中N63.5為標準貫入試驗錘擊數,α為觸探桿長度校正係數,如觸探桿長分別為≤3、≤6、≤9、≤12、≤15、≤18、≤21米時,則α相應分別為1、0.92、0.86、0.81、0.77、0.73、0.70。

測定

根據標準貫入試驗錘擊數測定各類砂的地基承載力(公斤/平方厘米),一般為:

①當擊數大於30時,密實的礫砂、粗砂、中砂(孔隙比均小於0.60)為4公斤/平方厘米;

②當擊數小於或等於30而大於15時,中密的礫砂、粗砂、中砂(孔隙比均大於0.60而小於0.75)為3公斤/平方厘米,細砂、粉砂(孔隙比均大於0.70而小於0.85)為1.5—2公斤/平方厘米;

③當擊數小於或等於15而大於或等於10時,稍密的礫砂、粗砂、中砂(孔隙比均大於0.75而小於0.85)為2公斤/平方厘米,細砂、粉砂(孔隙比均大於0.85而小於0.95)為1—1.5公斤/平方厘米。對於老粘土和一般粘性土的容許承載力,當錘擊數分別為3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23時,則其相應的容許承載力分別為1.2、1.6、2.0、2.4、2.8、3.2、3.6、4.2、5.0、5.8、6.6公斤/平方厘米。

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