静力触探实习报告.docx

交通运输工程学院 静力触探实习报告实 习 报 告实习项目： 静力触探 班 级： 姓 名： 指导教师： 2015年 月 日目录一、试验概况21.1 试验名称21.2 试验时间与地点21.3 试验设备2二、静力触探基本原理22.1 概述22.2 探头工作原理3三、静力触探现场试验要点33.1 试验准备工作33.2 现场试验工作33.3 注意事项4四、数据处理4五、成果应用65.1 划分土类65.2单孔分层贯入阻力的计算75.3 确定地基土的承载力85.4 确定砂土的密实度和内摩擦角85.5 确定粘性土的状态95.6 估算单桩承载力9一、试验概况1.1 试验名称静力触探试验1.2 试验时间与地点试验时间： 试验地点： 1.3 试验设备a、 贯入系统贯入系统由触探主机和反力装置两大部分组成。触探主机的作用是将底端装有探头的探杆一根一根压入土中，国内的静力触探仪按其加压动力装置分为手摇轻型静力触探、齿轮机械式静力触探、全液压传动静力触探三种类型。本次试验采用的是手摇轻便式。反力装置有如下三种形式：利用地锚作反力、利用重物作反力、利用车辆自重作反力。本次试验采用的是地锚。b、 量测系统量测系统由探头和记录仪器两部分组成。静力触探的探头为地层阻力传感器，是静力触探仪的关键部件。探头包括摩擦筒和锥头两部分。按功能可分为：单桥探头、双桥探头和孔压静力探头三种。本次试验采用的是单桥探头。量测记录仪器目前我国常用的有两种类型，一种为电阻应变仪，另一种为自动记录仪。本次试验采用的是电阻应变仪。c、 标定系统利用标定系统率定出测量仪表读数与荷载间的关系，得到率定系数k。二、静力触探基本原理2.1 概述静力触探是岩土工程勘察中使用最广泛的一种原位测试项目，其基本原理就是用准静力将一个内部装有传感器的标准规格探头匀速压入土中，由于地层中各种土的密实度或状态不同，探头所受阻力不同，传感器将这种大小不同的贯入阻力转化为电讯号，通过记录仪表记录下来，通过贯入阻力与图的工程地质特性之间的定性关系和统计相关关系，来实现剖分土层，提供浅基础承载力、选择桩尖持力层和预估单桩承载力等勘察目的。2.2 探头工作原理将探头压入土中时，由于土层的阻力，使探头受到一定的压力。土层的强度愈高，探头所受到的压力愈大。通过探头内的阻力传感器(以下简称传感器)，将土层的阻力转换为电讯号，然后由仪表测量出来。为了实现这个目的，需运用三个方面的原理，即材料弹性变形的虎克定律、电量变化的电阻率定律和电桥原理。传感器受力后要产生变形。根据弹性力学原理，如应力不超过材料的弹性范围，其应变的大小与土的阻力大小成正比,而与传感器截面积成反比。因此，只要能将传感器的应变大小测量出，即可知土阻力的大小，从而求得土的有关力学指标。如果在传感器上贴上电阻应变片，当传感器受力变形时，应变片也随之产生相应的应变从而引起应变片的电阻产生变化，根据电阻定律，应变片的阻值变化与电阻丝的长度变化成正比，与电阻丝的截面积变化成反比，这样就能将传感器的变形转化为电阻的变化。但由于传感器在弹性范围内的变形很小，引起电阻的变化也很小，不易测量出来。为此，在传感器上贴一组电阻应变片，组成一个电桥电路，使电阻的变化转化为电压的变化，通过放大，就可以测量出来。因此，静力触探就是通过探头传感器实现一系列量的转换：土的强度土的阻力传感器的应变电阻的变化电压的输出，最后由电子仪器放大和记录下来，达到测定土强度和其他指标的目的。三、静力触探现场试验要点3.1 试验准备工作1）设置反力装置；2）安装好压入和梁侧设备，并调平底板；3）检查电源电压；4）检查仪表是否正常；5）将探头街上试验仪器；6）将探头接上试验仪器，并对探头试压。此外，在静力触探试验前，应注意收集场区既有的工程地质资料，根据地质复杂程度及区域稳定性，结合建筑物平面布置、工程性质等条件确定触探孔位、深度，选择使用的探头类型与触探设备。3.2 现场试验工作1）确定试验前的初读数。将探头压入地表下0.5吗、左右，经过一定时间后将探头提升10cm25cm，使探头在不变压状态下与地湿平衡，此时仪器上的读书即为试验开始时的初读数。2）贯入速度应为匀速，真实速率控制在（1.20.3）m/min。3）一般要求每次贯入10cm读一次微应变，也可根据土层情况增减。4）由于初读数不是一个固定不变的数值，所以每贯入一定深度，要将探头提升5cm10cm。再次测读初读数，以校核初读数变化情况。5）拔卸钻杆时，切勿使入土钻杆转动，以防止接头处电缆被扭断，同时应严防电缆受挫。6）当贯入到预定深度出现下列情况之一，应停止贯入：触探主机打到最大容许贯入能力，探头容许压力达到最大。返利装置失效。发现探杆弯曲已达到不能容许的程度。7）试验结束后应及时起拔探杆并记录仪器的情况，探头拔出后立即清洗上油，妥善保管，防止探头被曝晒或受冻。3.3 注意事项1）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倍已有的孔径。 2）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。 3）试验点必须避开地下设施（管道、电缆等）以免发生意外。 4）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。 5）应注意安全操作和安全用电。 6）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。 7）采用拧锚机时，应待准备就绪后才可启动。拧锚过程中如障碍，应立即停机处理。四、数据处理由于本次实习试验数据不具代表性，无法很好地体现静探曲线的应用价值，这里实际处理的数据来源于南京奥体中心静力触探的数据。本小组选取的是j1孔的数据，数据见附表。根据j1孔静力触探数据作曲线，结果见下图。奥体中心静力触探试验单孔静探曲线点号：j1 孔口高程：7.45m五、成果应用5.1 划分土类1）划分要求静力触探的贯入阻力本身就是土的综合力学指标，利用其随深度的变化可对土层进行力学分层。分层时，应首先考虑静探曲线形态的变化趋势，再结合考虑本地区地层情况或钻探资料。其划分的详细程度应满足实际工程的需要，对主要受力层及对工程有影响的软弱夹层和下卧层应详细划分，每层中最大和最小贯入阻力之比应满足表5-1中的规定：表5-1 力学分层按贯入阻力变化幅度的并层标准ps或qc（mpa）最大贯入阻力与最小贯入阻力之比1.01.01.51.03.01.52.03.02.02.5在划分分层界线时，还应考虑贯入阻力曲线中的超前和滞后现象，这种现象往往出现在探头由密实土层进入软土层或由软土层进入坚硬土层时，其幅度一般为10cm20cm。其原因既有触探机理上的问题，也有仪器性能反应迟缓和土层本身在两层土交界处带有一些渐变的性质问题，情况比较复杂，在分层时应根据具体情况加以分析。一般把土质较差的土层在分层界线上划分得更宽偏安全。2）划分方法静力触探是一种力学模型试验，其比贯入阻力ps是反应地基土实际强度及变形性质的力学指标，因此也反应了不同成因、不同年代和地区的土的力学指标的差别，据此看法对不同类型的粘性土（不包括粉土）的ps总结了一个范围值，见表5-2。表5-2 按比贯入阻力ps确定粘性土种类土层软粘性土一般粘性土老粘性土ps范围值（mpa）ps3由于不同类型的土也有可能具有相同的ps、qc或fs值，因此单靠某一个指标对土层进行正确分类仍存在着一定的困难。使用双桥探头时，由于不同土的qc和fs不可能都相同，因而可利用qc和（摩阻比）两个指标来划分土类。铁道部的划分标准如表5-3所示。表5-3 按静力触探指标划分土类土的名称淤泥质土及软粘性土粘土、粉质粘土、粉土砂土类qc（mpa）0.21.71.792.520232（%）0.53.50.255.00.63.50.31.2但本次获得的数据仅有比贯入阻力。所以下面依据建研院勘察技术所、上海勘察院所采用的qc-ps的经验转化式：qc = 0.89ps - 0.31 来进行转化获得qc值和值。此外，还可依据单孔静探曲线来帮助划分，具体方法见表5-4。表5-4 不同土层单孔静探曲线特征土层qch曲线特征淤泥、淤泥质粘性土1、qc值很低，淤泥的qc小于0.5mpa，淤泥质粘性土的qc小于1.0mpa；2、qc-h曲线是平滑的，近似垂线状，一般无突变现象，只有遇到贝壳才突变。粘土、粉质粘土1、qc值较高，qc-h曲线有缓慢的波形起伏；2、qc值偏离平均值在1020%3、粘性土层中如有薄砂层或结核出现，qc会出现突变现象粉土1、曲线起伏较大，其波峰和波谷呈圆形，变化频率较小；2、qc值偏离平均值在3040%砂土1、qc值明显比上述地层偏大，且变化频率与幅度均较大；2、qc-h曲线呈锯齿状，波峰和波谷呈尖形。杂填土曲线变化无规律，往往出现突变现象。基岩风化层1、qc-h曲线起伏较大；2、qc值大，明显高于一般土层中的qc；3、qc值一般随深度增加而迅速增大。综上所述方法，划分土层如第四页所示。5.2单孔分层贯入阻力的计算在土层分界线划定之后，便可计算单孔分层平均贯入阻力。计算时，应剔除记录中的异常点以及超前和滞后值。当采用电阻应变测量仪时，可采用算数平均法。在判别砂土液化时，对贯入阻力变化较大且为较薄的夹层或互层，应分别计算各土层贯入阻力，以免误判。计算结果如表5-5所示。表5-5 单孔分层贯入阻力土层单孔分层贯入阻力ps（mpa）填土1.28粉土（硬壳层）1.46淤泥质粉质黏土0.59粉土（夹粉砂）3.25粉土6.96粉砂（夹粉土）9.18粉砂17.595.3 确定地基土的承载力在利用静力触探确定地基土承载力的研究中，国内外都根据对比试验结果提出经验公式，其中主要与载荷试验进行对比，并通过对数据的相关分析得到适用于特定地区或特定土性的经验公式，以解决生产实践中的应用问题。下面表5-6给出部分经验公式。表5-6 静力触探承载力经验公式编号公式适用范围公式来源1fak = 104ps+26.9粘性土0.3 ps6勘察规范（tj21-77）2fak = 20ps+59.5粉细砂1ps15用静探测定砂土承载力3fak = 36ps+76.6中粗砂1ps10武汉联合小组4fak = 36ps+44.6粉土勘察规范（tj21-77）根据以上经验公式求得各土层的承载力如表5-7所示。表5-7 各土层承载力fak土层ps（mpa）选用公式fak（mpa）填土1.28-粉土（硬壳层）1.46fak = 36ps+44.697.06淤泥质粉质黏土0.59-粉土（夹粉砂）3.25fak = 36ps+44.6161.71粉土6.96fak = 36ps+44.6295.28粉砂（夹粉土）9.18fak = 20ps+59.5243.16粉砂17.59fak = 20ps+59.5411.285.4 确定砂土的密实度和内摩擦角表5-8 用比贯入阻力ps确定砂土密实度单位极松疏松稍密中密密实极密南京地基基础设计规范3.53.53.56.06.012.012.022表5-9 用比贯入阻力ps确定砂土内摩擦角ps（mpa）12346111530（。）2931323334363739由此确定各砂土层密实度和摩擦角如表5-10所示。表5-10砂土密实度与内摩擦角确定结果项目粉砂（夹粉土）粉砂密实度中密密实摩擦角（。）35375.5 确定粘性土的状态表5-11静力触探比贯入阻力与粘性土液性指数的关系ps（mpa）ps0.40.4 ps0.90.9 ps3.03.0 ps5.0ilil11 il0.750.75 il0.250.25 il0il0状态流塑软塑可塑硬塑坚硬由此判断第三层淤泥质粉质粘土处于软塑状态。5.6 估算单桩承载力由于静力触探资料能直观地表示场地土质的软硬程度，所以在工程设计中选择合适的桩端持力层、预估沉桩可能性及估算桩的极限承载力等方便表现出独特的优越性。其计算公式已列入建筑桩基技术规范（jgj94-94）。选择桩顶深度为5m，桩长20m，桩径0.6m的预制圆桩。有u=1.88m，ap=0.28m2，=0.8，psk1psk2，取psk=psk2。表5-12 qsik取值表土层ps（kpa）选用曲线qsik（kpa）li（m）填土1280a150.5粉土（硬壳层）1460a152.25淤泥质粉质黏土590b29.57.4粉土（夹粉砂）3250d653.2粉土6960d1004粉砂（夹粉土）9180d1007.65粉砂1759d100-所以有：quk=qsk+qpk=uqsikli+pskap =1.88150.5+152.25+29.57.4+653.2+1004+1007.65 +0.891800.28 =5125.514k整理成果如图5-1 所示。图5-1 各土层性质psk=1280kpa qsk=15kpapsk=1460kpa qsk=15kpa fak=97.6mpapsk=590kpa qsk=29.5kpa 软塑psk=3250kpa qsk=65kpa fak=161.77mpapsk=6960kpa qsk=100kpa fak=295.28mpapsk=9180kpa qsk=100kpa fak=243.16mpa中密 摩擦角=35。psk=17590kpa qsk=100kpa fak=411.28mpa密实 摩擦角=37。 附：奥体中心静力触探试验j1孔数据（h：m ps：mpa）高程hps高程hps高程hps高程hps高程hps7.450.273.450.47-0.550.864.553.32-8.556.867.350.793.350.47-0.650.7-4.653.33-8.656.857.251.733.250.47-0.750.71-4.752.5-8.756.847.151.913.150.45-0.850.67-4.852.13-8.856.837.051.53.050.45-0.950.61-4.951.75-8.956.696.951.482.950.44-1.050.62-5.052.1-9.056.586.851.592.850.42-1.150.61-5.152.93-9.156.726.752.12.750.42-1.250.6-5.253.26-9.256.846.651.722.650.42-1.350.62-5.353.95-9.357.066.551.562.550.42-1.450.63-5.452.93-9.457.826.451.412.450.42-1.550.61-5.552.87-9.557.76.350.882.350.39-1.650.71-5.652.01-9.657.256.250.912.250.41-1.750.7-5.751.42-9.756.916.151.382.150.41-1.850.68-5.852.14-9.856.786.051.962.050.42-1.950.68-5.956.71-9.956.455.951.31.950.42-2.050.65-6.057.58-10.056.445.850.661.850.44-2.150.75-6.157.58-10.157.495.751.111.750.44-2.250.75-6.257.04-10.257.65.652.251.650.45-2.350.76-6.356.88-10.357.275.551.741.550.46-2.451.33-6.456.65-10.456.285.451.881.450.45-2.550.82-6.556.96-10.555.95.351.421.350.46-2.651.01-6.656.96-10.655.895.251.341.250.45-2.751.52-6.756.98-10.756.625.151.491.150.45-2.851.79-6.856.98-10.857.35.051.31.050.46-2.953.14-6.957.02-10.957.554.951.820.950.48-3.053.83-7.057.14-11.057.914.851.310.850.48-3.154.57-7.157.09-11.157.924.751.470.750.48-3.254.76-7.256.77-11.258.064.650.890.650.49-3.355.5-7.356.96-11.357.554.550.740.550.74-3.455.71-7.456.93-11.457.674.450.510.450.63-3.555.68-7.556.81-11.558.594.350.490.350.58-3.655.63-7.656.82-11.656.914.250.480.250.55-3.755.29-7.756.92-11.758.064.150.510.150.55-3.854.8-7.856.76-11.857.124.050.640.050.55-3.953.59-7.956.87-11.957.343.950.64-0.050.54-4.052.46-8.057.09-12.057.193.850.61-0.150.55-4.151.99-8.156.8-12.158.373.750.57-0.250.55-4.252.25-8.256.82-12.257.973.650.52-0.350.67-4.352.37-8.356.82-12.357.413.550.43-0.450.99-4.452.58-8.456.86-12.457.86高程hps高程hps高程hps高程hps高程hps-12.55 7.9-16.65 5.95-20.75 8.85-24.85 10.57-28.95 11.68-12.65 8.13-16.75 6.07-20.85 9.61-24.95 11.07-29.05 11.12-12.75 8.09-16.85 6.1-20.95 9.06-25.05 11.32-29.15 10.64-12.85 8.42-16.95 7.59-21.05 8.23-25.15 10.79-29.25 10.52-12.95 8.19-17.05 8.9-21.15 8.15-25.25 11.19-29.35 10.38-13.05 8.04-17.15 8.51-21.25 9.02-25.35 12.1-29.45 10.24-13.15 8.54-17.25 7.66-21.35 9.47-25.45 12.05-29.55 10.25-13.25 8.31-17.35 7.41-21.45 8.61-25.55 11.65-29.65 9.7-13.35 7.76-17.45 7.62-21.55 8.37-25.65 10.24-29.75 10.53-13.45 7.18-17.55 8.6-21.65 7.56-25.75 10.89-29.85 10.96-13.55 6.15-17.65 9.07-21.75 8.11-25.85 11.04-29.95 11.36-13.65 6.19-17.75 10.2-21.85 8.15-25.95 10.83-30.05 11.79-13.75 6.19-17.85 9.5-21.95 8.26-26.05 9.92-30.15 12.3-13.85 6.18-17.95 9.95-22.05 8.84-26.15 8.87-30.25 13.23-13.95 6.3-18.05 11.44-22.15 9.82-26.25 8.75-30.35 13.83-14.05 7.11-18.15 11.85-22.25 10.41-26.35 8.89-30.45 14.24-14.15 8.47-18.25 12.07-22.35 9.67-26.45 9.2-30.55 16.18-14.25 9.64-18.35 11.64-22.45 9.13-26.55 9.53-30.65 17.64-14.35 10.06-18.45 11.41-22.55 9.22-26.65 8.93-30.75 17.88-14.45 10.18-18.55 11.84-22.65 9.51-26.75 8.79-30.85 17.04-14.55 9.72-18.65 10.26-22.75 10.91-26.85 8.26-30.95 18.14-14.65 10.6