标准贯入试验(standard penetration test,SPT)是
动力触探的一种,是在现场测定砂或粘性土的地基承载力的一种方法。这一方法已被列入中国国家《工业与民用建筑地基基础设计规范》中。它利用一定的锤击功能( 锤重63. 5kg , 落距76cm ) , 将一定规格的对开管式的贯入器( 对开管外径51mm , 内径35mm , 长度大于457mm , 下端接长度为76 mm、刃角18°~20°, 刃口端部厚1. 6mm 的管靴, 上端接钻杆) 打入钻孔孔底的土中, 根据打入土中的贯入阻抗, 判别土层的变化和土的工程性质。
概念
用63.5kg的锤,自1900px(76cm)的高度自由落下,将长度51厘米、外径5.1厘米、内径3.49厘米的对标准贯入器击入土中750px(30cm)所需的锤击数,称为标准贯入击数N。
天然状态砂土的密实度分类
设备
标准贯入试验的设备主要由标准贯入器、触探杆和穿心锤三部分组成。触探杆一般用直径为42毫米的钻杆,穿心锤重63.5千克。
例如美国PDI公司的SPT标准贯入分析仪。配备有一个0.6m长SPT杆(AW、NW或其它类型)组件,该组件带有两个应变桥路传感器,传感器由PDI公司精确标定。现场试验时,将两个
加速度传感器固定到这个组件上,然后将其安装至锤和取样杆之间钻杆的顶部。
通过电缆或
无线发射器将这个组件与SPT分析仪连接起来。在SPT试验过程中,应变传感器和
加速度传感器获得必要的力和速度信号,用于计算转换能量。能量实时地显示在SPT分析仪的屏幕上。
操作
①钻具钻至试验土层标高以上约15厘米处,以避免下层土受扰动。
②贯入前,应检查触探杆的接头,不得松脱。贯入时,穿心锤落距为76厘米,使其自由下落,将贯入器直打入土层中15厘米。以后每打入土层30厘米的锤击数,即为实测锤击数N。
③提出贯入器,取出贯入器中的土样进行鉴别描述。
④若需继续进行下一深度的贯入试验时,即重复上述操作步骤进行试验。
⑤当钻杆长度大于3米时,锤击数应按下式进行钻杆长度修正:N63.5=αN,式中N63.5为
标准贯入试验锤击数,α为触探杆长度校正系数,如触探杆长分别为≤3、≤6、≤9、≤12、≤15、≤18、≤21米时,则α相应分别为1、0.92、0.86、0.81、0.77、0.73、0.70。
测定
根据
标准贯入试验锤击数测定各类砂的
地基承载力(公斤/平方厘米),一般为:
①当击数大于30时,密实的砾砂、粗砂、中砂(孔隙比均小于0.60)为4公斤/平方厘米;
②当击数小于或等于30而大于15时,中密的砾砂、粗砂、中砂(孔隙比均大于0.60而小于0.75)为3公斤/平方厘米,细砂、粉砂(孔隙比均大于0.70而小于0.85)为1.5—2公斤/平方厘米;
③当击数小于或等于15而大于或等于10时,稍密的砾砂、粗砂、中砂(孔隙比均大于0.75而小于0.85)为2公斤/平方厘米,细砂、粉砂(孔隙比均大于0.85而小于0.95)为1—1.5公斤/平方厘米。对于老粘土和一般粘性土的容许承载力,当锤击数分别为3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23时,则其相应的容许承载力分别为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。