标准贯入试验规程(第二稿)

标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 贯入试验规程(第二稿) 标准贯入试验规程(第二稿) 水电水利工程动力触探与标准贯入试验规程 (讨论稿) 二?一?年十一月 1 范 围 本标准规定了水电水利工程地质勘察中的动力触探试验、标准贯入试验的工作内容、试验方法和技术要求。 本标准适用于水电水利工程地质勘探中钻内测定覆盖层工程性质的动力触探试验、标准贯入试验，以及对基础处理施工质量的控制和检验。其它行业的同类工作可参照执行。 2 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB12746-2007 工试验仪器 贯入仪 GB/T15406—94 土工仪器的基本参数及通用技术条件第二篇:原位测试仪器 DL/T5013 水电水利工程钻探规程 DL/T5125 水电水利岩土 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 及岩体测试造孔规程 DL/T5355—2006 水电水利工程土工试验规程 3 总 则 3.0.1 为规范水电水利工程动力触探试验、标准贯入试验方法，提高试验成果质量，正确反映水电水利工程场地岩土的工程地质特性参数，制定本标准。 3.0.2 动力触探试验、标准贯入试验应与钻探配合进行。 3.0.3 配合试验用的钻孔，除应符合试验的专门要求外，还应符合DL/T5013 、DL/T5125 的要求。 3.0.4 钻孔动力触探试验、标准贯入试验对象应具有代表性。试验内容、试验布置、试验条件应符合水电水利工程勘测、 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、施工以及质量控制、检验的基本要求和特性。 3.0.5 试验成果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 时，应注意仪器设备、试验方法、试验条件、土层分布等对试验的影响。当需要估算土的工程特性参数和对工程问题作出评价时，应与室内和现场土工试验成果对比，并结合地层条件和地区经验综合考虑。 3.0.6 动力触探试验、标准贯入试验除应执行本规程外，尚应符合国家和本行业现行的有关标准、规范的规定。 4 术语和符号 4.1 术 语 4.1.1 动力触探试验 dynamic penetration test 动力触探试验(DPT)将一定规格尺寸的锥形探头连续地打入土中，记录每贯入一定深度所需的锤击数，以判断砂砾、碎石土密度程度或粘土稠度的土工原位测试方法。 4.1.2 标准贯入试验 standard penetration test 标准贯入试验(SPT)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后，记录再打入30cm的锤击数，以判断无粘性土密实程度或粘性土稠度及估算土层强度的现场土工原位测试方法。 4.2 符 号 N——标准贯入试验实测锤击数 N′——标准贯入试验修正后的锤击数 Nk——标准贯入试验锤击数标准值 α——标准贯入试验杆长深度修正系数 α1——重型和超重型动力触探杆长深度修正系数 N10——轻型动力触探试验实测锤击数 N63.5——重型动力触探试验实测锤击数 N120——超重型动力触探试验实测锤击数 N10′——轻型动力触探试验修正后锤击数 N63.5′——重型动力触探试验修正后锤击数 N120′——超重型动力触探试修正后验锤击数 5 动力触探试验 5.1 一般规定 5.1.1动力触探试验分为轻型动力触探、重型动力触探和超重型动力触探三类。轻型动力触探试验适用于细粒类土;重型动力触探试验适用于砂类土和砾类土;超重型动力触探适用于砾类土和卵(碎)石类巨粒土。 5.1.2 动力触探试验孔布置应在初步查明场地岩土类别的基础上，根 据需进行试验的土层分布特征选择动力触探试验类型。 5.1.3 轻型动力触探试验贯入深度不宜大于4m;重型、超重动力触探试验触探深度不宜大于100m。 5.1.4 动力触探试验孔应结合勘探孔布置，一般不布专门的动力触探试验孔。 5.2 试验设备 5.2.1 动力触探试验主要仪器设备采用动力触探仪，由探头、触探杆、击锤及钢砧锤垫四部分组成，基本参数应符合表5.2.1的规定。 表5.2.1 动力触探仪基本参数 5.2.2 动力触探试验设备的各部件应由高强度的钢材制作，触探杆应平直，探杆接头的连接应牢固。 5.2.3 重型、超重型动力触探试验的设备应有自动脱钩装置。 5.2.4 触探杆最大偏斜度不应超过2%。 5.2.5 试验设备的落锤应定期进行校准;每次试验应检查落锤的落距;试验过程中应控制探杆的偏斜和侧向晃动。 5.3 现场试验工作 5.3.1 轻型动力触探试验应按下列步骤进行: 1 先用轻便钻具铅直向钻至所需试验土层深度30cm以上，将探头和触探杆连接并放入孔内，每一试验土层应连续贯入。 2 试验时，贯入锤击速率宜为15击/min~30击/min，击锤应自由垂直下落，击锤落高应为50cm?2cm。记录每贯入土层中30cm时所需的锤击数，作为触探贯入指标，并记录触探深度。最初30cm可不计。 3 当遇密实坚硬土层，贯入土层30cm时锤击数超过100击或贯入土层15cm时锤击数超过50击，应停止试验。如需对下卧层继续进行试验，应先钻探穿透坚实土层后，再进行试验。 5.3.2 重型动力触探试验应按下列步骤进行: 1 在预定部位进行铅直向钻孔，触探设备安装应稳固，支架不应偏移。将探头和触探杆连接并放入孔内至试验土层，每一触探孔应连续贯入，连续贯入深度不宜大于2m。 2 试验时，贯入锤击速率宜为15击/min~30击/min，击锤应自由垂直下落，击锤落高应为76cm?2cm。记录每贯入土层中10cm时所需的锤击数，作为触探贯入指标，并记录触探深度。 3 锤击时应保持探杆的垂直，锤座距孔口的高度不宜超过1.50m，锤击过程应防止锤击偏心、探杆歪斜和探杆侧向晃动。应使触探杆连接后的最初5m最大偏斜度不超过1%，大于5m后的最大偏斜度不应超过2%。每贯入1m，应将探杆转一周半，使触探能保持垂直贯入，并减少探杆的侧阻力，贯入深度超过10m后，每贯入0.2m旋转一次。 4 当实测击数连续三次每贯入10cm大于50击时，即可停止试验。如需对土层继续进行试验时，应改用超重型动力触探。当超重型动力触探实测击数每贯入10cm小于5击时，不得采用超重型动力触探。 5 在预钻孔内进行试验时，当钻孔孔径大于0.9m，孔深大于3m，实测击数每贯入10cm大于8击时，可下孔径小于或等于0.9m的孔壁管，或用松土回填钻孔。 5.3.3 超重型动力触探应按下列步骤进行: 1 试验时，击锤落高应为100cm?2cm。 2 其他应按5.3.2的步骤进行。 5.3.4 动力触探试验的记录格式见表5.3.4。 5.4 试验资料整理 5.4.1 轻型动力触探击数不进行杆长深度修正，重型和超重型动力触探需按式5.4.1进行杆长深度修正。 N63. 5(120)'=α1?N63.5(120) (5.4.1) 式中，试验深度h?20m时,?1=1.0; 试验深度20m,h?50m时,?1=6.6L-0.66(L为杆长); 试验深度在50m,h?100m时,?1=0.50。 5.4.2 动力触探试验资料整理包括以下内容: 1 试验指标计算。 2 试验指标统计、确定。 3 绘制贯入击数—深度或动贯入阻力—深度直方图。 5.4.3 轻型动力触探以每贯入30cm所需锤击数为贯入指标，重型和超重型动力触探以每贯入10m所需锤击数为贯入指标。当贯入要求深度的锤击数超过规定的锤击数时，应按下列公式换算动力触探贯入指标: 30 (5.4.3-1) e10 N63.5(120)? (5.4.3-2) e N10? e??s (5.4.3-3) n 式中: N10—轻型动力触探每贯入土层中30cm时所需的锤击数; N63.5—重型和超重型动力触探每贯入土层中10cm时所需的锤击数(超重型动力触探 为N120); e—每击的贯入度，cm; Δs—一阵击的贯入度，cm; n—相应的一阵击锤击数。 5.4.4 按式5.4.4计算动贯入阻力: qd? 式中: 动贯入阻力，kPa; qd— M—击锤质量，kg; m—触探器(即被打入部分，包括探头、触探杆、锤座和导向杆)质量，kg; g—重力加速度，m/s2; H—落高，m; A—探头面积，m2。 5.4.5 试验指标统计、确定应符合下列要求: 1 试验成果应分别统计修正和实测击数统计值; 2 每一土层参加统计的试验指标不宜少于6组; 3 计算单孔分层试验指标平均值时，应剔除超前和滞后影响范围内及个别异常值，采用标准值(或平均值)作为单孔分层指标代表值; 4 计算场地试验指标标准值时应采作多孔资料、并结合钻探资料及其 它原位试验成查综合分析确定。 5.4.5 以分层触探贯入指标为横坐标，触探深度为纵坐标，绘制触探贯入指标与触探深度关系曲线。 MMgH? (5.4.4) M?mAe 6 标准贯入试验 6.1 一般规定 6.1.1 标准贯入试验宜用于砂类土和细粒类土地，也可用于全强风化基岩。 6.1.2 标准贯入试验孔布置应在初步查明场地岩土类别的基础上，根据需进行试验的土层分布特征布置。 6.1.3 标准贯入试验孔可以是专门的试验孔，也可作为勘探孔。当场地还需布置静力触探、孔内旁压试验时，各试验孔应统筹考虑。 6.1.4 标准贯入试验土层厚度不应小于1.0m。 6.1.5 试验土层厚度较大时，宜进行连续的贯入试验，也可分段进行贯入试验。 6.1.6 标准贯入试验深度不宜大于100m。 6.1.7 贯入器平稳放至孔底时，如发生明显的下沉，应终止试验。 6.2 试验设备 6.2.1 标准贯入试验设备由以下部件构成，其规格和精度应符合表6.2.1的规定。 1 贯入器:采用GB12746-1991标准，由刃口形的贯入器靴、对开圆式贯入器身(对开管)和带有排水阀的贯入头3部分组成。其机械和材料 要求应符合GB/T15406—94标准和GB12746-1991标准的规定。 2 落锤系统:由穿心锤、锤垫、导向杆、自动落锤装置组成。 3 钻杆:抗拉强度应大于600MPa。 4 锤垫:承受锤击钢垫，附导向杆，两者总质量不宜超过30kg。 表6.2.1 标准贯入试验设备规格 6.2.2 定期对试验设备进行检定和校准，对不符合规定的设置及时更换或调正。试验设备应符合下列要求: 1 钻杆应平直，当出现弯曲超过1‰(以使用总长度为标准)，剔除弯曲及不符合同轴度的钻杆; 2 对开圆式贯入器的对缝应平直、严密，出现扭曲、膨胀、错缝等变形时应及时更换; 3 贯入器靴的刃口应保持完整，当出现缺口或卷刃等损坏，其单个长度大于5 mm，或总长度大于12mm时，应及时更换; 4 当落锤质量和导向杆落距的误差超过允许范围时，应及时更换; 5 自动落锤装置应保持正常的落锤性能，不得对导向杆产生提拔作用。 6.3 现场试验工作 6.3.1 试验钻孔应符合以下要求: 1 钻孔采用回转钻进，钻孔垂直度应符合钻探规程的规定，孔径宜为76,150mm; 2 钻具钻进至试验土层标高以上15cm处，停止钻进，清除孔底残土。残土厚度不得超过10cm，清除孔底残土时应避免试验土层受到扰动; 3 当在地下水位以下的土层中试验时，应保持孔内水位高于地下水位，以免出现涌砂和坍塌;当孔壁不稳定时应采用泥浆或套管护壁;采用套管时，套管底部距试验土层宜为75cm。 6.3.2 试验设备的安装符合以下要求: 1 根据钻孔深度，依次安装标准贯入器、钻杆，最后一根钻杆作为击锤的导向杆; 2 贯入器、钻杆、锤垫、导向杆各部件的连接必须牢固，并保持连接后的垂直度，击锤应自由下落; 3 孔口宜采取导向措施，以保证穿心锤中心施力。 6.3.3 试验步骤 1 将贯入器平稳放至孔底，严禁冲击或压入孔底，并保持钻杆垂直，避免摇晃， 锤击速度不应超过30击/min。 2 采用自动落锤法，先预打15cm(包括贯入器在其重力下的初始贯入量)，然后开始试验锤击。 3 将锤提升至规定高度，使锤自动脱钩，自由下落，反复击打，锤击速率不应超过30击/min。记录每贯入10cm的锤击数，累计记录贯入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数(简称标贯击数)N。 4 当锤击数超过50击，而贯入深度尚未达到30cm时，可终止试验，记录50击的实际贯入深度，按本规程式6.3.3换算成相应于贯入30cm的标贯击数N。 5 当在一次试验的30cm贯入深度内有不同底层时，可根据个层击数和贯入量按式 6.3.3分别计算其N值。 N?30n ?s (6.3.3) 式中 N——标准贯入击数; ?s——实际的贯入深度(cm); n——贯入?s深度的锤击数(击)。 6 每一深度的试验锤击过程不应有中间停顿。如因发生中间停止，应在记录中注明原因和停止间歇时间。 7 试验结束提出贯入器后，应打开对开管，对土样进行鉴别和描述，并根据需要采取扰动土试样。当发现对开管内有砾石、植物残体时，应在贯入试验记录表中说明，分析对试验成果的影响。 8 试验记录的内容应包括钻杆长度、贯入起止深度，每贯入10cm的击数和30cm的累计击数，土的描述和样品编号等;标准贯入试验记录格式见表6.3.3。 表6.3.3 标准贯入试验记录表 6.4 试验资料整理 6.4.1 标准贯入击数是否进行修正，应根据应用对象确定。需进行杆长深度修正时，应按式6.4.1修正。 N???N?0.055L?0.969 (6.4.1) 式中，当杆长 L?20m 时?=0.91; 当杆长20m,L,50m ?=6.6L-0.66; 当杆长L?50m时 ?=0.50。 6.4.2 试验成果应分别统计修正和实测击数统计值，绘制标贯击数N与试验深度h的关系曲线，或按规定图例标示在工程地质剖面图和柱状图 上。当试验在全孔中进行，且试验点间距为1~3m时，宜绘制N——h曲线。必要时，以每30cm的锤击数为横坐标，以钻孔 深度为纵坐标，绘制锤击数与钻孔深度关系曲线。 6.4.3 当应用标贯锤击数评价试验土层的工程性能时，不宜采用单孔试验值。 6.4.4 对标贯击数应分层进行统计，统计时应剔除异常值。当一个地质单元的标贯试验样本不少于6组时应统计平均值、标准差和变异系数，计算其标准值Nk。当样本少于6组 时应统计平均值。 6.4.5 标准贯入试验成果可用于评价砂土、粉土、粘性土、强风化岩或残积土的密实度、状态、强度、变形参数、地基参数、地基承载力、砂土和粉土的液化等，在具体应用时应注重地区经验。 附录A 动力触探试验成果应用 附录B 标准贯入试验成果应用 (两附录等完善) 条文说明 1 范 围 动力触探试验的目的是用测得的击数评价砂土的孔隙比或相对密度、粉土及粘性土的状态， 估算土的强度和变形模量，评价场地地基的均匀性及承载力，探查土洞、滑坡面、软硬土的界面，估算桩基持力层和载承力，检查地基加固与改良的质量效果等。 标准贯入试验的目的是用测得的击数评价砂土的密实度或粘性土和 粉土的稠度，估算土的强度和变形模量，确定地基土的承载力，评价砂土、粉土的地震液化，估算单桩极限承载力及沉桩的可能性，确定土层剖面和取扰动样进行一般物理性质试验，检查地基加固与改良的质量效果等。 3 总则 3.0.1动力触探试验(DPT)和标准贯入试验(SPT)是常规的钻孔原位试验方法，具有操作简单，适应土类较广，能与勘探相结合的特点，在岩土工程勘察中得到广泛应用。对试验成果是否进行修正各规程规定不一，不利于试验成果的应用。本标准在相关试验研究的基础上，结合现行有关标准提出了统一的修正标准。 3.0.4~3.0.5 动力触探试验和标准贯入试验钻孔土工试验成果应用，是以地区经验的积累 为基础。由于水电水利工程的特点，各工程的土层条件、岩土工程特点具有很大的差异性，要建立统一的经验关系是不可取的，这种经验关系需经工程实践的验证。 动力触探试验和标准贯入试验所取得的试验数据，造成误差的因素较为复杂，主要包括选择的仪器设备、试验方法、试验条件、操作技能、土层的不均匀性等方面。对此应有基本估计，并剔除异常数据，以提高试验数据的可信度。触探和贯入试验，在软硬地层界面上，有超前或滞后效应，在应用中应予注意。 4 术语和符号 4.1 术 语 4.1.1~4.1.2 术语释义依据SL26—92《水利水电工程技术术语标准》和 GB/T50279—98《岩土工程基本术语标准》。 4.2 符 号 对于修正系数α，相关规范为杆长修正系数。影响动力触探试验和标准贯入试验击数的因素较为复杂，主要有杆长、触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力、地下水位等。国内各规程对这些因素的考虑均不相同，多数着重考虑杆长修正。地下水的影响一般主张动力触探试验N63.5′=1.1 N63.5+1, 标准贯入试验中、粗砂N′=N+5。地下水对击数的 影响，是与土的状态有关的问题，是地质工程师在参数使用时应预考虑的基本内容，本准标再对此不作具体规定。 动力触探试验和标准贯入试验击数是各类影响因素的综合反映，单一因素的影响程度难以作出较为准确的评价，细化修正系数的必要性不大。本标准根据有关试验研究，确定了综合修正系数。综合修正系数主要反映触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力对击数的影响。这两个因素均随孔深增加。考虑与原标准的延续性，修正系数定义为杆长深度修正系数。 5 动力触探试验 5.1 一般规定 5.1.1 轻型动力触探、重型动力触探和超重型是常见的三种动力触探。动力触探试验的 最大优点是设备简单、操作方便、适应土类较广，对难以取样的砂土、粉土、碎石类土都可使用，已成为粗颗粒土地基勘察测试的重要手段。 5.1.2 动力触探试验能够反映地层岩性的变化，由于轻型动力触探、重型动力触探和超重型对地基土适应性不同，进行试验前应对场地岩土类 别有初步了解，使试验成果的应用具有针对性。 5.1.3 DL /T 5354—2006《水电水利工程钻孔土工试验规程》对触探深度规定轻型动力触探试验贯入深度不宜大于4m;重型动力触探试验触探深度不宜超过15m，超过此深度，应考虑触探杆侧壁摩阻的影响;超重型动力触探试验触探深度不宜超过20m，超过此深度，应考虑触探杆侧壁摩阻的影响，但对触探杆侧壁摩阻的影响未作详细规定。YS5219—2000和GB50021—2001对触探深度未作具体规定，但要求对贯入深度加以限制。目前，重型、超重动力触探试验在深厚覆盖层的勘察中得广泛应用，试验深度远大于DL /T 5354—2006规定的应用深度并且取得了良好的试验效果，探杆侧壁摩阻的影响可以通过对连续贯入深度的限制来部分消减(本标准5.3.2对连续贯入深度作了规定)，从而提高对试验深度的限制，由于目前试验深度超过100m的不多，重型、超重动力触探试验触探深度规定为100m。 5.1.4动力触探试验具有勘探和测试双重功能，可结合勘探进行，水电工程布置专门动力触探试验孔的不多，利用动力触探试验进行土层划分不是水电工程勘察规范规定的方法，因此，本条规定一般不布专门的动力触探试验孔。 5.2 试验设备 5.2.1 动力触探试验设备的构成国内外基本相同，但在基本参数上国内外差异较大，为使试验标准化，本标准根据国内设备现状对基本参数作出规定。目前电测动贯入阻力的动力触探仪已有使用，但尚处于研究发阶段，本标准暂不列入。 5.2.2~5.2.4 针对试验设备对试验成果的影响而做出的规定。锤击能量是影响成果的重要因素，规定自动脱钩装置是为了使落锤方式为控制落距的自动落锤，使锤击能量比较恒定。触探杆最大偏斜度不应超过2%，是为了保持杆件的垂直，防止由于设备造成偏心及杆件显著晃动对试验成果的影响。 5.3 现场试验工作 5.3.1~5.3.4 为减小操作对试验成果的影响而做出的规定。 1 触探杆与土间的侧摩阻力是影响试验成果的重要因素，试验过程可采取下列措施减少侧摩阻力的影响; 1) 使探杆直径小于探头直径。在砂土中探头直径与探杆直径比应大于1. 3，而在粘土中可小些; 2) 贯入一定深度后旋转探杆(每米转动一圈或半圈)，以减少侧摩阻力;贯入深度超过10m，每贯入0.2m，转动一次; 3) 探头的侧摩阻力与土类、土性、杆的外形、刚度、垂直度、触探深度等均有关，很难用一固定的修正系数处理，应采取切合实际的措施，减少侧摩阻力。 4)在粘性土中贯入的间歇会使侧摩阻力增大，因此，贯入过程应不间断地连续贯入。连续贯入深度过大时会使侧摩阻力增大，易出现孔内事故，考虑上述措施对侧摩阻力的消减效果、为确保试验工作顺利进行，规定重型、超重动力触探试验连续贯入深度不大于2m。 2 锤击速度也影响试验成果，一般采用每分钟15~30击;在砂土、碎石土中，锤击速度影响不大，则可采用每分钟60击。 5.3.5 地下水位对击数与土的力学性质的关系没有影响，但对击数与土的物理性质(砂土孔隙比)的关系有影响，故应记录地下水位埋深。 5.4 试验资料整理 5.4.1 动力触探试验修正问题现行的行业标准规定不一，有修正和不修正两种观点。 1 不进行修正主要有DL /T 5354—2006。规程认为在规定的触探深度通过相应的措施(转动触探杆)可以消除侧壁摩擦的影响，试验深度内杆长影响不作修正，对大于试验深度的试验应考虑侧壁摩擦的影响。 2 进行修正的主要有YS5219—2000和GB50021—2001。动力触探试验杆长修正方法为: 1)当采用动力触探试验确定碎石土密实度时，锤击数N63. 5应按下式修正: N63. 5'=α2?N63.5 (1) 式中，N63. 5'—修正后的重型圆锥动力触探锤击数; α2—修正系数，按表1取值; N63.5—实测重型圆锥动力触探锤击数。 2)当采用超重型圆锥动力触探确定碎石土密实度时，锤击数N120。应按下式修正: N120'=α3?N120 (2) 式中，N120'—修正后的超重型圆锥动力触探锤击数; α3—修正系数，按表2取值; N120—实测超重型圆锥动力触探锤击数。 注:表中L为杆长。 3 本标准结合动力触探试验的有关研究成果，结合影响动力触探试验成果的因素分析、实际应用效果等提出修正方法。 1)一般认为影响动力触探试验的主要因素有杆长、触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力、地下水位等。地下水位对击数与土的力学性质的关系没有影响(5.3.5)，不应作为修正考虑的因素;杆长影响多基于牛顿碰撞理论，认为随杆长的增加锤击有效能减小，引起击数的增加，然而波动理论认为杆长增加至一长度后，有效能趋于稳定，Seed(1985)和Skempton(1986),通过实验证实了这一观点。自由落锤的传递到探头的有效能为理论锤击动能的60%，理论锤击动能损失主要是由于落锤系统造成的，杆长对其影响很小。因此，触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力是影响动力触探试验的主要因素，这两个因素均随孔深增加，即随杆长增加而增大。 2)江边水电站第?层漂卵石层的动力触探试验与载荷试验对比如表3，试验深度为16m。对比分析表明: (1)按不修正平均击数确定承载力时，其结果高于载荷试验，与旁压试验基本相当，而采用修正后的平均击数确定承载力时，比载荷试验和旁压试验均低。按不修正平均击数和修正后的平均击数确定的变形模量均高于载荷试验，低于旁压试验。与载荷试验相比，不修正平均击数确定的承载力高16%，修正后低13%，确定的变形模量不修正平均击数高79%，修正后高29%。 (2)按不修正标准值击数确定承载力时，其结果与载荷试验相当， 比旁压试验低，而采用修正后的标准值击数确定承载力时，比载荷试验和旁压试验均低。按不修正标准值击数和修正后的标准值击数确定的变形模量均高于载荷试验，低于旁压试验。与载荷试验相比，不修正标准值击数确定的承载力与载荷试验相当，修正后低29%，确定的变形模量不修正标准值击数高53%，修正后高6%。 3)载荷试验反映的是土体在无侧向压力下的岩土性质，与动力触探试验的试验状态有差异，旁压试验的试验状态与动力触探试验是相近的。由于旁压试验计算土的变形模量的公式尚不成熟(岩土规范基于旁压试验考虑了排水固结变形而不推荐变形模量计算公式)，动力触探试验确定土的承载力和变形模量在载荷试验与旁压试验之间应是较为合理的。YS5219—2000和GB50021—2001提出的修正方法，与深度与击数大小有关，无理论依据，因此，基于20m深度范围内可以通过转动触探杆消除侧壁摩擦的影响和江边水电站试验对比分析，确定20m试验深度内不进行杆长深度修正。由于动力触探试验确定的变形模量相对载荷试验高出较多，在成果应用时应予以注意。 4)江边水电站可研阶段对第?层漂卵石层的动力触探试验，试验深度大于20m，小于30m，修正后的平均击数为12击。专题研究是在坝基开挖后进行的，试验深度平均深 10m左右，修正后的平均击数为7.8击。试验深度大于20m，触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力对击数的影响会比较明显，应进行修正。 5)目前对大于20m以后的试验研究尚在进行中。本条暂根据江边水电站标准贯入试验试验深度大于20m时触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆 压力对击数的影响,确定修正方法。 表3 原位试验成果对比表 注:击数修正采用GB50021—2001的修正系数。 5.4.2~5.4.5 对动力触探试验成果分析的说明。 1 根据触探击数、曲线形态，结合钻探资料可进行力学分层，分层时注意超前滞后现象，不同土层的超前滞后量是不同的。 上为硬土层下为软土层，超前约为0. 5~0. 7m，滞后约为0. 2m;上为软土层下为硬土层，超前约为0. 1 ~0. 2m，滞后约为0. 3~0. 5m。 2 在整理触探资料时，应剔除异常值，在计算土层的触探指标时应用标准值。超前、滞后范围内的值不反映真实土性;临界深度以内的锤击数偏小，不反映真实土性，故不应参加统计。动力触探要求是连续贯入的，但在配合钻探时，会出间断贯入，间断贯入时临界深度以内的锤击数变化较大时，不应参加统计。 3 整理多孔触探资料时，应结合钻探资料进行分析，对均匀土层，可用厚度加权平均法统计场地分层标准击数。 4 动力触探指标可用于评定土的状态、地基承载力、场地均匀性等，这种评定系建立在地区经验的基础上。 5 动贯入阻力在DL /T 5354—2006中没有规定，在相关的文献中有关于动贯入阻力的应用，本条是根据GB50021—2001列入本标准。如果实际情况与下述适用条件出入较大，用公式计算应慎重。 动贯入阻力的计算公式采用假定:绝对非弹性碰撞，即碰撞后，锤与锤座完全不分开;完全不考虑弹性变形能量的消耗。只有在土层不太坚硬 时，这些假定才能比较接近实际，故适用于: 1)每击贯入度在2mm~50mm之间。 2)贯入土中深度小于12m。 3)触探器系统质量m与击锤质量M之比小于2。 6 N63.5与N120的关系。根据荷兰公式、沙士柯夫公式、前苏联国家标准(roct19912 —74)公式计算，N63.5和N120在不同杆长和击数条件下的动阻力，两者为N63.5=mN120,m值在 2.5(根据荷兰公式、沙士柯夫公式)至3(前苏联国家标准公式)之间。实践表明该公式对正常级配的卵石沉积层是符合实际的，m值一般取2.5。铁道部TBJ18-87《动力触探技术规定》根据均匀地层中的对比试验，确定的关系为N63.5=3N120-0.3。在需要进行换算时 可根据情况选用以上两个关系。 6 标准贯入试验 6.1 一般规定 6.1.1本条提出标准贯入试验仅适用于砂土、粉土和一般粘性土，不适用于软塑—流塑软土，主要原因为粗颗粒对管靴易造成损坏，软塑—流塑软土易扰动。在国外用实心圆锥 头(锥角60?)替换贯入器下端的管靴，对碎石土、残积土和裂隙性硬粘土以及软岩进行试验，这种方法实质上是动力触探试验，故在条文内未列入。 6.1.2 标准贯入试验的对象是细粒土，试验前对场地岩土类别应有初 步了解，以满足试验条件的要求。 6.1.3 标准贯入试验具有勘探和测试双重功能，同时可以取扰动样，可作为勘探孔。各类原位试验孔统筹布置的目的是为有利于试验成果的对比分析。 6.1.4 对试验土层深度的限制主要考虑了标准贯入试验段长、钻探深度控制的影响，土层厚度不足时，贯入深度内土性不一，试验成果无法应用。 6.1.5 连续进行试验是为了减小由于钻探对试验土层的扰动。水电工程一般不布置专门标准贯入试验孔，结合勘探的钻孔可进行分段贯入试验。 6.1.6 现行的其它标准中标准贯入试验的深度均未作明确规定，但在参数修正上，以前基于牛顿碰撞理论，一般最大为21m，福建和南京地区地基基础设计规范(DBJ13-07-91、DBJ32/J 12—2005)修正深度(杆长)最大为75m。标准贯入试验在工程应用中，深度已远大于上述限制，其中上海岩土工程勘察设计研究院有限公司在金茂大厦岩土工程勘察中标准贯入试验深度达137m，我院在江边水电试验最大深度66.30m，均取得了良好的试验效果。由于目前试验深度超过100m的不多，标准贯入试验深度的限制为100m。 6.1.7 本条主要依据标准贯入试验不适用于软塑—流塑软土而作出试验条件限制。 6.2 试验设备 6.2.1 正文表6.2.1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51 mm，内径35mm，全长 660~810mm。欧洲标准贯入器内外径的误差为士1 mm，落锤的质量误差为士0.5kg。 选用直径为42mm的钻杆，是根据国内实际情况，日本采用40.5、 50、 60mm钻杆。钻杆直径和壁厚不同，其单位长度的质量也不同，采用42mm的钻杆主要控制钻杆质量每米不大于8kg，与击数修正的理论有关。 6.2.2 针对试验设备对试验成果的影响而作出的规定。锤击能量是影响成果的重要因素，规定自动脱钩装置是为了使落锤方式为控制落距的自动落锤，使锤击能量比较恒定。触探杆最大偏斜度不应超过1‰，剔除弯管，是为了保持杆件的垂直，防止由于设备造成偏心及杆件显著晃动对试验成果的影响。 6.3 现场试验工作 6.3.1~6.3.3 为减小试验操作对试验成果的影响而做出的规定。 1 采用回转钻进方法，以尽可能减少对孔底土的扰动，要缓慢地下放钻具，避免孔底土的扰动; 2 预打15cm，主要考虑钻孔对土层的扰动影响。当锤击数为50击，贯入深度未达30cm，则记录实际贯入深度，通过换算求得贯入深度30cm的N值; 3 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，为防止涌砂或塌孔，可采用泥浆护壁; 4 手拉绳牵引贯入试验锤击能量损失较自由落锤大，为使试验标准化，本标准采用自动落锤法。 5 锤击速度也影响试验成果，欧洲标准规定锤击速度不应超过30击 /min。本标准依据锤击能量传递试验而作出规定。 6.4 试验资料整理 6.4.1 标准贯入试验在评价砂土液化时是按不修正的击数进行判定的，故标准贯入击数是否进行修正，应根据应用对象确定。 标准贯入试验锤击数N值的杆长修正问题一直是国内外争论的焦点，是否需要修正以及采用何种方法修正，至今未能统一。经试验研究，并参考国内外相关文献资料，本规程认为触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力对试验成果影响较大，且随杆长的增加而加大，应对贯入击数进行修正以便于成果的应用。修正方法及依据为: 1 在试验过程中，杆长对试验锤击数的影响主要有四个方面: 1)杆长对锤击能量传递的影响; 2)钻杆长度增加，加大了系统的自重，消耗了部分锤击能量，使试验击数减小; 3)不同杆长下土体所受到的初始压力不同，土的上覆压力增大，锤击数增大; 4)长钻杆容易弯曲，与孔壁的接触长度增加，使试验锤击数增大。 2 杆长对锤击能量传递的影响，国外研究较多。Schmertman, J. H.、Palacios, A.曾作过相关的试验研究工作(Energy Dynamics of SPT，Schmertman, J. H.、Palacios, A.， 1979)，杆长对落锤与钻杆之间的能量传递的影响见图1。Yokel进一步推导了打击能与杆长及测量位置的关系(Energy Transfer in Standard Penetration Test，Yokel, F.Y.，1982)。研究表明，采用标准的贯入器和试验 方法，当杆长大于10m后基准的应力波能量比为60%，即自由落锤传递到钻杆的有效能为恒定值，为理论锤击动能的60%，杆长对落锤与钻杆之间的能量传递无本质的影响。 图1 在第一压缩波过程中传递给钻杆的理论最大与实测能量效率 3 国外对标准贯入试验杆长修正问题主要观点 1)日本是标准贯入试验应用最为广泛的国家之一，由于日本国内覆盖层厚度一般 不超过40m，日本工业规格(标准贯入试验J ISA1219:2001)对杆长修正未作规定，但 日本《桥梁下部构造设计施工基准》中桩基设计篇规定了杆长修正系数(桩基公式)，N'=(1-0.005L)N。 日本东海大学宇都—马也提出了修正公式，当杆长L<20m时，N'=N，当杆长L?20m时，N'=(1.06-0.003L)N，本公式基于实测钻杆长度对传递能量的影响，但没有完全考虑触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力对标准贯入试验试验成果的影响。上海岩土工程勘察设计研究院有限公司在金茂大厦岩土工程勘察137m深度标准贯入试验中采用了桩基公式进行修正。 2)美国规范规定采用应变计、加速度计等仪器测量钻杆在锤击过程的力与速度。在原规范(ASTM D4633-86:Standard Test Method for Stress Wave Energy Measurement for Dynamic Penetrometer Testing Systems(动力触探系统应力波能量测量标准试验方法))中 采用力的平方法(F2M)计算测量断面通过的锤击能量，并“引用Yokel的研究成果，考虑钻杆长度、量测位置与钻杆应力波速，将计算公式修正 到无限杆长状态”(标准贯入试验系统对打击能量之影响，刘衍志，2005)，推荐使用修正系数K1(量测位置修正系数)、K(杆长修正系数)、K(波速修正系数)对计算结果进行修正。表4为ASTM D4633-8623规定的杆长修正系数，由于公式形式的不同，与图1理论能量比成倒数关系。在随后的应用中发现，“用于力的平方法的修正系数均不正确”(ASTM D4633-05 :Standard Test Method for Energy Measurement for Dynamic Penetrometers(动力贯入器能量测量标准试验方法))，故改用力—速度法(FVM)计算钻杆获得的锤击能量。力—速度法(FVM)是“对整个波动过程的积分，计算波动过程的全部能量”(同上)，因此认为不需再对计算结果修正。 表4 杆长修正系数系数K2 (ASTM D4633-86) 杆长L(m) 修正系数K2 ft m 10 3.0 1.45 15 4.6 1.22 20 6.1 1.11 25 7.6 1.06 30 9.1 1.03 35 10.7 1.02 40 12.2 1.01 45 13.7 1.00 美国规范通过实测，计算钻杆获得的锤击能量，再将计算结果转换为60%标准能量比的锤击数，其主要目的是“消除不同试验设备、人员对试验锤击数N值的影响”(ASTM D1586-99:Standard Test Method for Penetration Test and Split-Barrel Sampling of Soils(土的贯入试验及拼合管取样标准试样方法))。英国规范、欧洲规范以及国际标准为同一规范(BS EN ISO 22476-3:2005:Geotechnical investigation and testing —Field testing — Part 3: Standard penetration test(岩土勘察与试验——原位试验——第3部分:标准贯入试验))，内容与美国规范基本相同，但对砂土的锤击数仍认为应按D4633-86修正(表5)，修正系数与图1理论曲线基本一致。 表5 砂土杆长修正系数(BS EN ISO 22476-3:2005) 杆长(m) 3~4 4~6 6~10 >10 修正系数 0.75 0.85 0.95 1.00 英美规范对杆长的影响的研究主要关注能量传递的影响，即主要考虑试验设备的影响，对触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力对标准贯入试验试验成果影响并未涉及。 4国内，原国标《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)依据牛顿撞击理论，对21m以内的杆长修正系数作了规定，当杆长大于21m时，认为试验系统质量已大于2倍落锤质量，标贯试验不适用，未规定修正系数，但实际试验深度已远远大于21m。北京市勘察院、水工建筑勘察部门曾对原国标公式进行了修正补充，对21m之后的修正系数作了规定。我国交通部第三航务工程勘察设计院冯铭璋建议以日本桩基公式为基础，引入了探杆弯曲耗能修正系数λ(标准贯入击数N63.5值杆长弯曲修正的探讨，冯铭璋、王如金，1989)。 5 以美国为代表的英美规范，侧重实测传递给钻杆的锤击能量，对触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力对标准贯入试验试验成果影响研究较少。我国与日本一直以来主张杆长修正，但大多是基于实践经验或是回归分析，缺乏理论基础。本标准根据能量守恒的原则，依据有效能传递规 律，建立标准贯入试验与静力触探试验能量相等公式，研究触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力对标准贯入试验试验成果的影响，确定修正公式，具体方法为: 杆长的增加引起触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力的变化，使得锤击能量传递效率发生变化，假设传递效率?(L)是杆长的函数，贯入器获得的有效贯入能量可表示为: Ep??(L)?Eh??Es (3) Ep——标准贯入器获得的有效贯入能量。假定标准贯入器尖端阻力与内外侧壁摩 阻力分别与静力触探探头锤尖阻力与侧壁摩阻力相等，不考虑贯靴的影响，则可按下式计算有效贯入能量: Ep?qcS0h0???(D?d)LfsdL (4) l1l2 式中，qc为静力触探探头锤尖阻力; S0为标准贯入器等效锤尖面积，S0?1?(D2?d2)，D、d分别为贯入器内外直4 径; h0为贯入深度，h0=30cm; l1为试验起始贯入深度，l1=15cm; l2为试验最终贯入深度，l2=45cm; L为钻杆长度; fs为静力触探探头侧壁摩阻力。 Eh——钻杆顶部获得的锤击能量。杆长对落锤与钻杆之间的能量传递 的影响，国内 自动落锤标贯试验设备的能量传递效率大致也为60% (Influence of SPT Procedures in Soil Liquefaction Resistance Evaluations，Seed H.B.，1984)，即: Eh?60%NmhgH0 (5) 式中，N为原始锤击数; mh为落锤质量，mh=63.5kg; g为重力加速度值，g=9.8N/kg。 H0为落锤下落高度，H0=76cm; ?Es——试验系统势能减少: ?Es?(mh?ma?mr)gh0?(mh?ma??L)gh0 (6) 式中，ma为锤垫质量，ma=30kg; mr为钻杆质量; ?为钻杆线密度，?=5.33kg/m。 综合上述各式，可得: ?(L)?(Ep??Es)/Eh ?[qcS?0h0???(Dl1l2d)L(h?m?msf?dLa?)0L]g/h(60%h (7) N0mg)H 依据式(7)对四川省九龙河江边水电站及杭州地铁等30项工程(段)试验成果进行了计算整理，求解修正系数?(L)，结果见图2，3。基于上述计算成果，并参考国内外研究成果，提出杆长修正系数公式如下: ?=0.91;L?20m 20m,L,50m (8) ?=6.6L-0.66; ?=0.50;L? 50m 图2 江边水电站修正系数与杆长关系 图3 杭州地铁等30项工程修正系数与杆长关系 当杆长较短时，系统势能减少与锤击能量相比可以忽略，且由于杆长较短，锤击能量沿钻杆传递损失较少，钻杆顶部获得锤击能量与贯入器获得的有效贯入能量基本相等，对于短杆长，即下式成立: Ep?Eh?60%NmhgH0 (9) 上式表明，杆长较短时原始锤击数N基本上真实地反映了有效贯入能量，为使长短杆长下锤击数具有可比性，将不同杆长下的有效贯入能量均表示为: Ep?60%N?mhgH0 (10) 式中，N?为理论贯入锤击数，即修正后的锤击数。 将式(5)、(6)、(10)代入式(3)可得: N???(L)Eh??Es 60%mhgH0??(L)60%NmhgH060%mhgH0?(mh?ma??L)gh060%mhgH0 ??(L)N?(63.5?30?5.33?L)?9.8?0.3 0.6?63.5?9.8?0.76 ??(L)N?0.055L?0.969 (11) 式11中修正系数包括?(L)与L，其中，?(L)是主要修正系数，其值与国内外已有的修正系数存在一定的差异，见图4。对江边水电站试验数据， 应用式11计算了修正击数，并与南京地区规范及桩基公式进行了比较。式11修正击数平均比南京地区规范高出10%，比桩基公式低10%(以原始击数为基准)，是相对较为合理的。 图4 本标准修正公式与其它修正公式对比 6 图2及图3数据处理结果规律性较差，一方面，触探杆与土层侧摩阻力、土的上覆压力的影响与杆长的关系较为复杂;另一方面，计算所使用的部分标贯数据与静力触探数据均存在试验误差;此外，由于孔位距离的影响，两者之间的对应性也较差。本标准提出的修正系数回归公式及标准贯入击数修正公式，还需通过工程实践进一步完善。由于大于50m以后，修正系数有增大的趋势，需要使用中需注意，建议结合其它试验成果对比分析。 6.4.2~6.4.5 对标准贯入试验成果分析的说明。 1 标准贯入试验数据的离散性较大，单孔试验成果可能造成误判。 2 在整理资料时，应剔除异常值，在计算土层的标准贯入试验指标应用标准值，间断贯入时临界深度以内的锤击数变化较大时，不应参加统计。 3 整理多孔标准贯入试验资料时，应结合钻探资料进行分析，对均匀土层，可用厚度加权平均法统计场地分层标准击数。 4 标准贯入试验可用于评定土的状态、地基承载力、场地均匀性等，这种评定系建 立在地区经验的基础上。