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分析圓錐動力觸探和標準貫入試驗,原理、方法及成果

2020-11-13 09:46:08

一、試驗設備

動力觸探使用的設備,包括動力設備和貫入系統兩大部分。動力設備的作用是提供動力源,為便于野外施工,多采用柴油發動機;對于輕型動力觸探也有采用人力提升方式的。貫入部分是動力觸探的核心,由穿心錘、探桿和探頭組成。

二、試驗方法

(一)輕型、重型、超重型動力觸探的測試程序和要求

1.輕型動力觸探

(1)先用輕便鉆具鉆至試驗土層標高以上0.3m處,然后對所需試驗土層連續進行觸探。

(2)試驗時,穿心錘落距為(0.50±0.02)m,使其自由下落。記錄每打入土層中0.30m時所需的錘擊數。

(3)若需描述土層情況時,可將觸探桿撥出,取下探頭,換鉆頭進行取樣。

(4)如遇密實堅硬土層,當貫入0.30m所需錘擊數超過100擊或貫入0.15m超過50擊時,即可停止試驗。如需對下臥土層進行試驗時,可用鉆具穿透堅實土層后再貫入。

(5)本試驗一般用于貫入深度小于4m的土層。必要時,也可在貫入4m后,用鉆具將孔掏清,再繼續貫入2m。

2.重型動力觸探

(1)試驗前將觸探架安裝平穩,探桿與豎直線的偏差不得超過2%。觸探桿的連接應保持平直和牢固。

(2)貫入時,應使穿心錘自由落下,落錘高度為(0.76±0.02)m。地面上的觸探桿的高度不宜過高,以免傾斜與擺動太大。

(3)錘擊速率宜為每分鐘15-30擊。打入過程應盡可能連續,所有超過5min的間斷都應在記錄中予以注明。

(4)及時記錄每貫入0.10m所需的錘擊數。其方法可在觸探桿上每0.1m劃出標記,然后直接(或用儀器)記錄錘擊數;也可以記錄每一陣擊的貫入度,然后再換算為每貫入0.1m所需的錘擊數。最初貫入的lm內可不記讀數。

(5)對于一般砂、圓礫和卵石,觸探深度不宜超過12~15m;超過該深度時,需考慮觸探桿的側壁摩阻影響。

(6)每貫入0.1m所需錘擊數連續三次超過50擊時,即停止試驗。如需對下部土層繼續進行試驗時,可改用超重型動力觸探。

(7)本試驗也可在鉆孔中分段進行,一般可先進行貫入,然后進行鉆探,直至動力觸探所測深度以上1m處,取出鉆具將觸探器放入孔內再進行貫入。

3.超重型動力觸探

(1)貫入時穿心錘自由下落,落距為(1.00±0.02)m。貫入深度一般不宜超過20m,超過此深度限值時,需考慮觸探桿側壁摩阻的影響。

(2)其他步驟可參照重型動力觸探進行。

分析圓錐動力觸探和標準貫入試驗,原理、方法及成果

(二)標準貫入試驗

1.試驗方法

(1)先用鉆具鉆至試驗土層標高以上0.15m處,清除殘土。

(2)將貫入器放入孔內,避免沖擊孔底,注意保持貫入器、鉆桿、導向桿聯接后的垂直度。測定貫入器所在深度,要求殘土厚度不大于0.1m。

(3)將貫入器以每分鐘擊打15~30次的頻率,先打入土中0.15m,不計錘擊數;然后開始記錄每打入0.10m及累計0.30m的錘擊數N,并記錄貫入深度與試驗情況。若遇密實土層,錘擊數超過50擊時,不應強行打入,并記錄50擊的貫入深度。

(4)旋轉鉆桿,然后提出貫入器,取貫入器中的土樣進行鑒別、描述記錄,并測量其長度。將需要保存的土樣仔細包裝、編號,以備試驗之用。

(5)重復1~4步驟,進行下一深度的標貫測試,直至所需深度。一般每隔1m進行一次標貫試驗。

2.注意事項:

(1)須保持孔內水位高出地下水位一定高度,以免塌孔,保持孔底土處于平衡狀態,不使孔底發生涌砂變松,影響N值;

(2)下套管不要超過試驗標高;

(3)須緩慢地下放鉆具,避免孔底土的擾動;

(4)細心清除孔底浮土,孔底浮土應盡量少,其厚度不得大于10cm;

(5)如鉆進中需取樣,則不應在錘擊法取樣后立刻做標貫,而應在繼續鉆進一定深度(可根據土層軟硬程度而定)后再做標貫,以免人為增大N值;

(6)鉆孔直徑不宜過大,以免加大錘擊時探桿的晃動;鉆孔直徑過大時,可減少N至50%,建議鉆孔直徑上限為100mm,以免影響N值。

標貫和圓錐動力觸探測試方法的不同點,主要是不能連續貫入,每貫入0.45m必須中斷一次,然后換上鉆頭進行回轉鉆進至下一試驗深度,重新開始試驗。另外,標貫試驗不宜在含有碎石的土層中進行,只宜用于粘性土、粉土和砂土中,以免損壞標貫器的管靴刃口。

總之,動探和標貫的優點很多,應用廣泛。對難以取原狀土樣的無粘性土和用靜探難以貫入的卵礫石層,動探是十分有效的勘測和檢驗手段。但是,影響其測試成果精度的因素很多,所測成果的離散性大。因此,它是一種較粗糙的原位測試方法。在實際應用時,應與其他測試方法配合;在整理和應用測試資料時,運用數理統計方法,效果會好一些。



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