兴华静力触探技术交流.pptx

报告大纲报告大纲n概述概述n仪器设备仪器设备n现场操作现场操作n资料整理资料整理n数据应用数据应用概述概述n静力触探试验（CPT），是利用静力以一恒定的贯入速率将标准圆锥探头通过一系列探杆压入土中，根据测得的探头贯入阻力综合判别土层类别和性质的原位试验。n适用于：软土、粘性土、粉土、（饱和）砂土适用于：软土、粘性土、粉土、（饱和）砂土和含少量碎石的土。和含少量碎石的土。静力触探的优缺点静力触探的优缺点n优点：优点：n效率高，功能多勘探与测试；n可自动记录与计算机自动处理。n缺点：缺点：n贯入机理不清，无数理模型；n对碎石类土和密实砂土难以贯入，也不能直接观测土层。n静力触探常和钻探取样联合运用。静力触探常和钻探取样联合运用。仪器设备仪器设备n静力触探设备包括：n加压系统贯入系统、探杆n量测系统探头、电缆、量测记录仪表n贯入系统贯入系统n包括触探主机与反力装置 触探主机按传动方式不同可分为机械式和液压式。液压式贯入力大（可达20t），而机械式贯入力一般小于5t，比较轻便，便于人工搬运。反力装置的作用是固定触探主机，提供探头在贯入过程中所需的反力，一般是采用地锚作为反力装置。探杆探杆n探杆用高强度钢材制成，每根1m长，直径略小于探头直径。探头探头n常用三种探头n单桥静力触探：测定比贯入阻力（Ps）n双桥静力触探：测定锥尖阻力（qc）和侧壁摩阻力（fs）n孔压静力触探（CPTU）：测定锥尖阻力（qc）和探头贯入时土中的孔隙水压力（u）锥头截面积A(cm2)探头直径D（mm）锥 角（）单桥探头双桥及孔压探头有效侧壁长度（mm）摩擦筒长度（mm）摩擦筒侧面积(cm2)1035.70.1860157133.71501543.70.2260170218.53002050.40.2560181189.5300探头探头选择选择n锥头底面积越大，锥头所能承受的抗压强度越高，探头不易受损，穿越硬土层的能力越强，所需贯入压力也越大。n在工程实践中，应根据土层性质和预估静力触探贯入阻力的大小选择探头。n在同一测试工程中，宜使用统一规格的探头，以便比较。n手摇式静探机小型探头，液压式中型探头。测记录仪器测记录仪器n常用分两种n电阻应变仪间断测记、人工绘图n可实现自动记录的静探微机可连续测记，计算机绘图和处理数据现场操作现场操作n2.1、准备工作准备工作n静力触探头的选择与标定静力触探头的选择与标定一般每三个月标定一次。异常情况时，应重新标定。n触探杆、探头、电缆触探杆、探头、电缆的检查的检查探杆应平直无损伤；摩擦筒滑动应灵活；杆长满足要求，电缆线比杆长大56米。n平整场地和安装静力触探机平整场地和安装静力触探机确定地锚的个数和排列形式；静力触探机安装要平稳。n作业前需了解勘探要求与场地概况作业前需了解勘探要求与场地概况2.2、现场操作要点n安装触探主机和反力系统。n探头、电缆、记录仪器的接插调试要正确。n贯入速率应控制在1.2m/min左右。n在贯入地面以下0.51.0m，上提510cm调零。每贯入2m记录探头归零读数，终孔调零。n贯入过程检查地锚的紧固情况。n核对实际贯入深度与记录深度，误差应小于1%。2.2、现场操作要点n在贯入过程中记录异常情况：ni.反力装置失效；nii.贯入时探杆明显弯曲；niii.探头达到额定荷载时；niv.记录仪器显示异常。n数据记录内容n记录工程名称、桩号、孔号、作业日期等基本信息。n记录时，应每贯入10cm 记录读数一次。n在收工前测量触探孔内的地下水位。资料整理资料整理 n深度修正n归零修正n触探参数的计算n绘制静力触探曲线n场地内各土层静探参数计算值确定 深度修正深度修正（1）深度修正可以按下式计算：H=nL+h-L 式中：H探头实际贯入深度（m）L每根探杆长度（m）n压入土中的探杆根数 h探头长度（m）L未压入土的探杆长度（m）归零修正归零修正（2）对各传感器的输出按归零检查的深度间隔以线性内插法加以修正，公式如下：X=X-X 式中：X某深度读数的修正值X该深度的读数 X相应深度的零漂值触探参数的计算触探参数的计算（3）各深度的触探力学指标可以按下面的公式计算：P=K*X Rf=（fs/qc）100 式中：P各触探参数代号（kPa），分别为ps、qc和fs；Rf摩阻比（%）。绘制静力触探曲线绘制静力触探曲线n应绘制psh或qch；fsh和Rfh曲线。n以深度为纵轴，比例尺一般为1100或1200；n以触探参数为横轴nPs、qc比例尺：1cm代表1000 kPa；nfs比例尺：1cm代表10 kPa；nRf比例尺：1cm代表1%。各土层静探参数计算值确定各土层静探参数计算值确定 n（1）当土质均匀、测试数据离散度较小时，按厚度加权平均法计算：各土层静探参数计算值确定各土层静探参数计算值确定 n（2）当土质不均、测试数据离散度较大时，可按下式计算其最大平均值或最小平均值：数据应用数据应用 n划分土层界线划分土层界线 n确定地基的承载力确定地基的承载力n确定砂土密实度和判别液化n确定地基土变形指标n确定不排水抗剪强度n估算单桩承载力1、划分土层界线、划分土层界线n土层划分方法根据锥尖阻力、侧摩阻力进行力学分层，结合钻探取样资料或经验进行工程地质分层。并层处理：并层处理：一般根据已有经验，当实测Ps或qc不超过下表所列的变动幅度时可合并为一层。实测范围值变动幅度Ps/qc10.10.31Ps/qc30.30.53Ps/qc60.51.0土层划分方法土层划分方法n根据工程经验，平均锥尖阻力、侧壁阻力值、平均摩阻比在不同土类中均有不同的取值范围，并有一定的规律性。由粘性粉土粉细砂，随着粘粒含量的逐步减小和土由细颗粒向粗颗粒逐渐增大，qc和fs平均值逐渐增大，Rf平均值一般逐渐减小。土层划分方法土层划分方法n（1）原铁道部第一设计院提出的qc和Rf曲线土层分类判别方法 土层划分方法土层划分方法n（2）静探指标取值范围 指标及说明土层名称摩阻比Rf（%）锥尖阻力qc（MPa）主要影响因素淤泥或淤泥质土30.7含水量和结构强度粘土或粉质粘土2.55.00.74.0状态和结构强度粉土1.22.53.06.0含水量和密度砂土1.25.0颗粒级配和密实度土层划分方法土层划分方法n（3）根据各类土的静探双桥曲线特征划分 岩土名称参数特征曲线形态 淤 泥qc0.4MPa，fs20kPa，Rf=1-30稳定平直，fs在qc右侧 淤泥质土0.4qc0.7MPa，10fs30kPa，Rf=1-30 稳定平直，fs在qc右侧 亚粘土0.5qc4MPa，20fs50kPa，Rf1.5-4 起伏变化缓慢，fs在qc右侧 粘土0.5qc4MPa，20fs4起伏变化缓慢，fs在qc右侧 粉质粘土0.7qc9MPa，Rf0.9-1.5短锯齿状或曲线呈麻花状交叉，或贴近左右一侧 粉细砂2qc10MPa，Rf3.5MPafs是稳定高值qc不太稳定，fs在qc左侧或右侧突变土层划分方法土层划分方法粘土特征曲线 粉质粘土特征曲线 土层划分方法土层划分方法粉土特征曲线 粉细砂特征曲线 分层中的超前和滞后现象分层中的超前和滞后现象 n在软硬土层界面，在一定深度范围内逐渐增大（或减小）。以探头由软地层进入硬地层为例，当深度尚未到达分层时，其锥尖阻力即开始增大（超前），直至阻力完全反应下部硬层指标时，其贯入深度已经进入硬层一定深度（滞后）。n由于所用的探头直径较小，超前、滞后段一般为1020cm，可取超前、滞后段的中点做为分层界线。2、确定地基的承载力、确定地基的承载力 n由于静力触探测定的是土的力学性质，反应了土的力学强度，因此，可利用静力触探与土的承载力等力学指标建立相关关系。目前在确定地基承载力时建立的经验公式主要是将静力触探试验结果与载荷试验求得的比例界限值进行对比，并通过对对比数据的相关分析得到用于特定地区或特定土性的经验公式。n早期使用的单桥探头测得的比贯入阻力Ps建立了很多经验公式，近年来，普遍使用了双桥探头，测试指标是锥尖阻力qc和侧壁摩阻力fs。有对比资料显示，在相同的地层中，Ps略大于qc，二者的关系约为Ps=1.11.3qc，在此情况下，可认为Ps1.1qc，这样做有一定的安全储备。确定地基承载力的经验公式确定地基承载力的经验公式n（1）工业与民用建筑工程地质勘察规范（TJ21-77）砂土：砂土：f0=0.0197ps+65.6一般粘性土：一般粘性土：f0=0.104ps+26.9老粘土：老粘土：f0=0.1ps上列式中的f0为地基承载力基本值（kPa），ps为单桥探头的比贯入阻力（kPa）。确定地基承载力的经验公式确定地基承载力的经验公式n（2）广东航运规划设计院 f0=30+0.101 ps （适用于粘性土）式中f0为地基承载力基本值（kPa），ps为单桥探头的比贯入阻力（kPa）。确定地基承载力的经验公式确定地基承载力的经验公式n（3）原铁道部铁路工程地质原位测试规程（TB100182003）老粘土老粘土（Q1Q3）：f0=0.1 ps一般粘性土一般粘性土（Q4）：软土：软土：f0=0.112 ps+5砂土及粉土：砂土及粉土：