岩土工程勘察原位测试

标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验

现场操作规程

一、标准贯入试验

1. 先用钻具钻至试验土层标高以上0.15m处，清除残土。清孔时应避免试验土层受到扰动。当在地下水位以下的土层进行试验时，应使孔内水位高于地下水位，以免出现涌砂和坍孔。必要时应下套管或用泥浆护臂。

2. 贯入应拧紧钻杆接头，将贯入器放入孔内，避免冲击孔底，注意保持贯入器、钻杆、导向杆联接后的垂直度。孔口宜加导向器，以保证穿心锤中心施力。

注：贯入器放入孔内，测定其深度，要求残土厚度不大于0.1m。

3. 采用自动落锤法，将贯入器以每分钟15~30击打入土中0.15m后，开始记录每打入0.10m的锤击数，累计0.30m的锤击数为标准贯入击数N，并记录贯入深度与试验情况。若遇密实土层，贯入0.3吗锤击数超过50击时，不应强行打入，记录50击的贯入深度。

4. 旋转钻杆，然后提出贯入器，取贯入器中的土样进行鉴别、描述、记录，并量测其长度。将需要保存的土样仔细包装、编号，以备试验之用。

5. 重复以上步骤，进行下一深度的贯入试验，直到所需深度。

2、静力触探试验

1. 平整实验场地，设置反力装置。将触探主机对准孔位，调平机座（用分度值为1mm的水准尺校准），并紧固在反力装置上。

2. 将已穿入探杆内的传感器引线按要求接到量测仪器上，打开电源开关，预热并调试到正常工作状态。

3. 贯入前应试压探头，检查顶柱、锥头、摩擦筒等部件工作是否正常。当测孔隙压力时，应使孔压传感器透水面饱和。正常后将连接探头的探杆插入导向器内，调整垂直并紧固导向装置，必须保证探头垂直贯入土中。启动动力设备并调整到正常工作状态。

4. 采用自动记录仪时，应安装深度转换装置，并检查卷纸机构运转是否正常；采用电阻应变仪或数字测力仪时，应设置深度标尺。

5. 将探头按1.2±0.3m/min匀速贯入土中0.5~1.0m左右（冬季应超过冻结线），然后稍许提升，使探头传感器处于不受力状态，待探头温度与低温平衡后（仪器零位基本稳定），将仪器调零或记录初始读数，即可进行正常贯入。在深度6m内，一般每贯入1~2m，应提升探头检查温漂并调零；6m以下每贯入5~10m应提升探头检查回零情况，当出现异常时，应检查原因及时处理。

6. 贯入过程中，当采用自动记录时，应根据贯入阻力大小合理选用供桥电压，并随时核对，校正深度记录误差，作好记录；使用电阻应变仪或数字测力计时，一般每隔0.1~0.2m记录读数1次。

7. 当测定孔隙水压力消散时，应在预定的深度或涂层停止贯入，并按适当的时间间隔或自动测读孔隙水压力消散值，直至基本稳定。

8. 当贯入到预定深度或出现下列情况之一时，应停止贯入。

—触探主机达到额定贯入力；探头阻力达到最大容许压力。

—反力装置失效。

—发现探杆弯曲已经达到不能容许的程度。

9. 试验结束后应及时起拔探杆，并记录仪器的回零情况。探头拔出后应立即清洗上油，妥善保管，防止探头被曝晒或受冻。

10. 注意事项

◆ 试验点与已有钻孔、触探孔、十字板试验孔等的距离，建议不小于20倍的已有孔径。

◆ 试验前应根据试验场地的地质情况，合理选用探头，使其在贯入过程中，仪器的灵敏度较高而又不致损坏。

◆ 试验点必须避开地下设施（管道、电缆等），以免发生意外。

◆ 由于人为或设备的故障，而使贯入中断10min以上，应及时排除。故障处理后，重新贯入前应提升探头，测记零读数。对超深触探孔分两次或多次贯入时；或在钻孔底部进行触探时，在深度衔接点以下的扰动段，其测试数据应舍弃。

◆ 应注意安全操作和安全用电

◆ 当使用液压式、电动丝杆式触探主机时，活塞杆、丝杆的行程不得超过上、下限位，以免损坏设备。

◆ 采用拧锚机时，应待准备就绪后才可启动。拧锚过程中如遇障碍，应立即停机处理。

3、动力触探试验

1. 轻型动力触探

1) 先用轻便钻具钻至试验土层标高以上0.3m处，然后对所需试验土层连续进行触探。

2) 试验时，穿心锤落距为0.50±0.02m，使其自由下落。记录每打入土层中0.30m时所需的锤击数（最初0.30m可以不记），记为N10。

3) 若需描述土层情况时，可将触探杆拔出，取下探头，换贯入器进行取样。

4) 如遇密实坚硬土层，当贯入0.30m所需锤击数超过100击或贯入0.15m超过50击时，即可停止试验。如需对下卧土层进行试验时，可用钻具穿透坚实土层后再贯入。

5) 本试验一般用于贯入深度小于4m的土层。必要时也可在贯入4m后用钻具将孔掏清后再继续贯入2m。

2. 重型动力触探

1) 试验前将触探架安装平稳，使触探保持垂直进行。垂直度的最大偏差不得超过2%。触探杆应保持平直，连接牢固。

2) 贯入时，应使穿心锤自由下落，落锤落距为0.76±0.02m。地面上的触探杆的高度不宜过高，以免倾斜与摆动太大。

3) 锤击速率宜为每分钟15~20击。打入过程应尽可能连续，所有超过5min的间断都应在记录中予以注明。

4) 及时记录每贯入0.10m所需的锤击数，记为N63.5。其方法可在触探杆上每隔0.10m划出标记，然后直接（或用仪器）记录锤击数；也可以记录每一阵击的贯入度，然后再换算为没贯入0.10m所需的锤击数。

5) 对于一般砂、圆砾和卵石，触探深度不宜超过12~15m，超过该深度时，需考虑触探杆的侧壁摩擦影响。

6) 没贯入0.10m所需锤击数连续3次超过50击时，即停止试验。如需对土层继续进行试验时，可改用超重型动力触探。

7) 本试验也可在钻孔中分段进行。一般可先进行贯入，然后进行钻探直至动力触探所及深度以上1m处，取出钻具将触探器放入孔内在进行贯入。

3. 超重型动力触探试验

贯入时穿心锤自由下落，落距为100±0.02m。贯入深度一般不宜超过20m，超过该深度时，需考虑触探杆侧壁摩阻的影响。其他步骤可参照重型动力触探试验第1~6步骤进行。

试验要点

1、标准贯入试验（SPT）（Standard Penetration Test）

1. 进行标准贯入试验之前，应检查试验所需设备组成是否齐全，设备规格是否符合标准（标准贯入试验设备组成及规格见下表）

标准贯入试验设备规格

标准贯入器示意图见下图：

2. 这种测试方法适用于砂土、粉土和一般黏性土，不适用于软塑~流塑软土。

3. 关于标准贯入试验的技术要求：

（1）根据欧洲标准，锤击速度不应超过30击/min；

（2）宜采用回转钻进标准，以尽可能减少对孔底土的扰动。钻进时应注意：

a. 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；

b. 下套管不要超过试验标高；

c. 要缓慢地下放钻具，避免孔底土的扰动；

d. 细心清孔；

e. 为防止涌砂或者塌孔，可采用泥浆护壁；

（3）需采用自动落锤法，不能采用手拉落锤法。

4. 标贯试验成果分析整理过程中应注意以下几点：

（1）实际应用N值时，应按具体岩土工程问题，参照有关规范考虑是否做杆长修正或其他修正。

（2）由于N值离

散性大，故依据单孔标贯资料提供设计参数是不可信的。在分析整理数据时，应剔除个别异常的N值。

（3）依据N值提供定量的设计参数时，应有当地的经验，否则只能提供定性的参数，供初步评定用。

2、静力触探试验(CPT) （Cone Penetration Test）

1. 进行试验之前，应检查试验所需设备组成是否齐全，设备规格是否符合标准（双桥探头机构如下图所示）：

（1）对探杆要逐根检查试接，顺序放置；

（2）核对探头标定记录，调零试压；

（3）联机调试，检查仪表是否正常；

双桥探头的规格

2. 对静力触探试验过程应注意以下几点，以确保试验成果真实可靠：

（1）以10cm2探头为例，锥头直径的de、侧壁筒直径ds的容许误差分别为：

34.8≤de≤36.0mm；

De≤de≤de+0.35mm；

锥截面积应为10.00cm2±(3%~5%)；

侧壁筒直径必须大于锥头直径，否则会显著减小侧壁摩阻力，侧壁摩擦筒侧面积应为150cm2±2%；

（2）贯入速率要求匀速，贯入速率（1.2±0.3）m/min是国际通用的标准；

（3）探头传感器室内率定误差（重复性误差、非线性误差、归零误差、温度漂移等）不应超过±1.0%FS。

现场当探头返回地面时应记录归零误差，现场的归零误差不应超过3%；探头的绝缘度不应小于500MΩ的条件，是3个工程大气压下保持2h；

（4）贯入读数间隔一般采用0.1m，不超过0.2m，深度记录误差不超过±1%；当贯入深度超过30cm或穿过软土层贯入硬土层后，应有测斜数据；当偏斜度明显，应矫正土层分层界线；

（5）为保证触探孔与垂直线见的偏斜度小，所是用的探杆偏斜度应符合标准：最初5根探杆每米偏斜小于0.5mm，其余小于1mm；当使用的贯入深度超过50m或是用15~20次，应检查探杆的偏斜度；当贯入厚层软土，再穿入硬层、碎石土、残积土，每用过一次应作探杆偏斜度检查。

触探孔一般至少距探孔20倍孔径或2m。静力触探宜在钻孔前进行，以免钻孔对贯入阻力产生影响。

3. 当对现场静力触探成果准确性产生质疑时，可在原触探孔旁边空地处重新进行试验，作对比试验，2个触探孔间距不小于2m。

3、圆锥动力触探试验（DPT）（Dynamic Penetration Test）

1. 影响圆锥动力触探的因素主要有人为因素、设备因素、其他主要影响因素（如土的性质、触探深度、地下水），在考虑这些影响因素时应重点注意下以下几点：

（1）设备规格定型化。

圆锥动力触探试验的类型分为轻型、重型、超重型三种，各种试验的类型和规格见下表：

（2）操作方法标准化。

试验前或试验过程中，应认真检查机具设备。部件磨损或发生变形超过下表的规定应及时更换和修复。

在设备安装过程中，部件连接处丝扣应完好，连接牢固。

触探架应安装平稳，在作业过程中触探架不得偏移。保持触探孔垂直。

（3）圆锥动力触探试验的适用范围

各种圆锥动力触探试验的适用范围如下表：

轻型圆锥动力触探试验一般用于贯入深度小于4m的黏性土、黏性土组成的素填土和粉土。可用于施工验槽、地基检验和地基处理效果的检测。

重型圆锥动力触探试验一般适用于砂土、中密以下的碎石土和极软岩。

超重型圆锥动力触探试验一般适用于较密实的碎石土、极软岩和软岩。

2. 其他要点：

（1）落锤方式应采用控制落距的自动落锤，保持杆件垂直，探杆的偏斜度不超过2%。锤击时防止偏心及探杆晃动。

（2）试验过程采取以下措施减少侧摩阻力影响：

1) 探杆直径应小于探头直径。在砂土中探头直径与探杆直径比应大于1.3，而在黏土中可小些；

2) 贯入一定深度后旋转探杆（每1m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，难以用一固定的修正系数处理。对于一般土层条件，用泥浆护壁钻进，触探深度小于15m时，可不考虑侧壁摩擦的影响。如果土层较密，深度较大时，摩擦侧壁有较大影响，应对贯入深度加以限制。

（3）锤击速度一般采用15~30击/min；对砂土、碎石土中，锤击速度影响不大，则可采用60击/min。

（4）贯入过程应不间断地连续击入，在黏性土中击入的间歇会使侧莫阻力增大。

（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。

3. 动力触探成果分析时应注意以下几点：

（1）根据触探击数、曲线形态进行力学分层时注意超前之后现象，不同土层的超前之后量是不同的。上为硬土层下位软土层，超前约为0.5~0.7m，滞后约为0.2m；上为软土层下位硬土层，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平均值时，超前之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。

动力触探本来是连续贯入的，但也有配合钻探，间断贯入的做法，间断贯入时临界深度以内的锤击数同样不反映真实土性，不应参加统计。