10.3.1 静力触探试验适用于软土、一般黏性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。静力触探可根据工程需要采用单桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量测的单、双桥探头,可测定比贯人阻力(Ps)、锥尖阻力(qc)、侧壁摩阻力(fs)和贯入时的孔隙水压力(u)。
10.3.2 静力触探试验的技术要求应符合下列规定:
1. 探头圆锥锥底截面积应采用10cm2或15cm2,单桥探头侧壁高度应分别采用57mm或70mm,双桥探头侧壁面积应采用150~300cm2,锥尖锥角应为60°;
2. 探头应匀速垂直压入土中,贯人速率为1.2m/min;
3. 探头测力传感器应连同仪器、电缆进行定期标定,室内探头标定测力传感器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度漂移、归零误差均应小于1%FS,现场试验归零误差应小于3%,绝缘电阻不小于500MΩ;
4. 深度记录的误差不应大于触探深度的±1%;
5. 当贯入深度超过30m,或穿过厚层软土后再贯入硬土层时,应采取措施防止孔斜或断杆,也可配置测斜探头,量测触探孔的偏斜角,校正土层界线的深度;
6. 孔压探头在贯入前,应在室内保证探头应变腔为已排除气泡的液体所饱和,并在现场采取措施保持探头的饱和状态,直至探头进入地下水位以下的土层为止;在孔压静探试验过程中不得上提探头;
7. 当在预定深度进行孔压消散试验时,应量测停止贯入后不同时间的孔压值,其计时间隔由密而疏合理控制;试验过程不得松动探杆。
10.3.3 静力触探试验成果分析应包括下列内容:
2. 根据贯入曲线的线型特征,结合相邻钻孔资料和地区经验,划分土层和判定土类;计算各土层静力触探有关试验数据的平均值,或对数据进行统计分析,提供静力触探数据的空间变化规律。
10.3.4 根据静力触探资料,利用地区经验,可进行力学分层,估算土的塑性状态或密实度、强度、压缩性、地基承载力、单桩承载力、沉桩阻力,进行液化判别等。根据孔压消散曲线可估算土的固结系数和渗透系数。
条文说明
10.3 静力触探试验
10.3.1 静力触探试验(CPT)(cone penetration test)是用静力匀速将标准规格的探头压人土中,同时量测探头阻力,测定土的力学特性,具有勘探和测试双重功能;孔压静力触探试验(piezocone penetration test)除静力触探原有功能外,在探头上附加孔隙水压力量测装置,用于量测孔隙水压力增长与消散。
10.3.2 对静力触探的技术要求中的主要问题作如下说明:
1. 圆锥截面积,国际通用标准为10cm2,但国内勘察单位广泛使用15cm2的探头;10cm2与15cm2的贯入阻力相差不大,在同样的土质条件和机具贯入能力的情况下,10cm2比15cm2的贯入深度更大;为了向国际标准靠拢,最好使用锥头底面积为10cm2的探头。探头的几何形状及尺寸会影响测试数据的精度,故应定期进行检查;
以10cm2探头为例,锥头直径de、侧壁简直径ds的容许误 差分别为:
34.8≤de≤36.0mm;
de≤ds≤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. 探头传感器除室内率定误差(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外,特别提出在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%,这是试验数据质量好坏的重要标志;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30m或穿过软土层贯入硬土层后,应有测斜数据;当偏斜度明显,应校正土层分层界线;
5. 为保证触探孔与垂直线间的偏斜度小,所使用探杆的偏斜度应符合标准: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或使用15—20次,应检查探杆的偏斜度;如贯入厚层软土,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25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。
10.3.3、10.3.4 对静力触探成果分析做以下说明:
1. 绘制各种触探曲线应选用适当的比例尺。
例如:深度比例尺:1个单位长度相当于lm;qc(或ps):1个单位长度相当于2MPa;
fs:1个单位长度相当于0.2MPa;
u(或△u):1个单位长度相当于0.05MPa
Rf=(fs/qc×100%):1个单位长度相当于1;
2. 利用静力触探贯入曲线划分土层时,可根据qc(或ps)、Rf贯入曲线的线型特征、u或△u或[△u/(qc—P’0)]等,参照邻近钻孔的分层资料划分土层。利用孔压触探资料,可以提高土层划分的能力和精度,分辨薄夹层的存在;
3. 利用静探资料可估算土的强度参数、浅基或桩基的承载力、砂土或粉土的液化。只要经验关系经过检验已证实是可靠的,利用静探资料可以提供有关设计参数。利用静探资料估算变形参数时,由于贯入阻力与变形参数间不存在直接的机理关系,可能可靠性差些;利用孔压静探资料有可能评定土的应力历史,这方面还有待于积累经验。由于经验关系有其地区局限性,采用全国统一的经验关系不是方向,宜在地方规范中解决这一问题。