标准贯入试验在工程地质勘察应用中的若干问题-

1、收稿日期:2003-07-01作者简介:刘夕洪(1964-,男(汉族,山东诸城人,潍坊学院工程师,探矿工程专业,从事预(决算及工程施工工作,山东省潍坊市东风东街149号,(05368615358。标准贯入试验在工程地质勘察应用中的若干问题刘夕洪(潍坊学院基建处,山东潍坊261061摘要:就标准贯入试验的用途及影响试验的因素进行了系统的分析,并利用工程实例阐述了对试验成果的统计和分析方法,为地基基础的设计与施工提供了强有力的依据。关键词:标准贯入试验;工程勘察;触探杆中图分类号:TU413.5文献标识码:B 文章编号:1672-7428(200403-0024-021概述标准贯入试验(SPT 是

2、国内外应用较为广泛的一种现场测试手段。根据标准贯入试验的锤击数,可以判定砂土的密度、粘土的稠度、地基土的承载力标准值、砂土的振动液化及桩基承载力等。该项试验几乎适用于各种土层,包括地下水位以下及地下水位以上的土层,也包括部分强风化岩石,因而得到了勘察部门的广泛使用和重视。然而,该项试验成果的影响因素也较多,为了使该项测试手段能得到很好的应用和推广,笔者就多年的工作体会,谈一谈该项试验在实际工作中应用的一些问题。2标准贯入试验在应用中的若干问题对标准贯入试验成果的影响因素主要有两方面:一是在试验过程中受设备和人为因素的影响;二是对试验成果统计和分析的方法是否合理的影响。为了尽量消除这些影响因素,

3、应注意如下几点:(1试验设备要完好,并采用自动落锤方式,以保证落距的精确性,同时要保证护壁清孔的质量。一般认为回转钻进结合泥浆或套管护壁的效果较好,试验时孔底沉渣厚度不应超过510cm ,以保证试验土层的原状性。(2在试验前,应先钻少量孔,概略了解勘察区各种地层的分布情况及其物理力学特征,以便为标贯试验的设计提供依据。根据钻探情况,在不同和相同的层位的不同钻孔应相应地做系统的试验,同时配合土工试验,以便对照分析,在同一层位中试验次数不少于56次,也可在深度上每隔1115m 试验一次,以便了解薄层状或透镜状土层的情况。(3试验数据的修正。关于标准贯入试验锤击数是否要做杆长修正问题,由于目前对钻杆

4、能量损失的研究结果还不一致,故意见分歧较大。但根据笔者的经验认为,建筑地基基础设计规范(G BJ 7-89规定的对锤击数进行校正是较为合理的,其换算后的成果同新的设计规范较为吻合。建筑地基基础设计规范(G BJ 7-89只提供了21m 深度范围内的杆长校正系数,当试验深度>21m 时,可对其校正系数进行外延,但处延应在大量经验数据的总结和统计后才能进行,然而当深度>21m 后,对试验结果的影响因素较为复杂,应配合其它试验手段,以便对比分析标准贯入试验成果的统计和分析方法。标准贯入试验所得到的成果往往是客观的,但对成果的统计和分析带有主观的因素,并且目前尚无统一的规定,因而对成果的统

5、计和分析方法正确与否,将直接影响其成果的准确性。笔者认为,在统计前应结合钻探成果,根据地貌单元、地层层位、成果类型和堆积年代等对地层进行统计单元划分,对同一单元取得试验数据(应不少于56个进行检查分析。当在野外鉴别上划分为二层土,但其试验的成果比较接近时,可用为一个力学层合并为一个统计单元。当在同一单元体中出现个别离散性较大的试验数据时,应对其高值或低值认真研究分析,以确定在统计过程中是否取舍。目前对成果的统计方法很多,有最大和最小平均值法、除掉10%后的最大和最小平均值法、算术平均值法、加权平均值法和中值法等等。统计方法的选择就要根据土的物理力学性质确定。当土质均匀,试验数据的离散性较小时,

6、可采用算术平均值法或中值法;42探矿工程(岩土钻掘工程2004年第3期当土质不均匀,试验数据的离散性较大时,可采用最大和最小平均值法或除掉10%后的最大和最小平均值法。公式如下:最大(最小平均值=最大(最小指标值+算术平均值法/23工程实例该实例为山东潍坊白浪河畔一商住大厦地基基础的勘察工程。该工程为12m×72m的高层建筑,勘察要求较为严格,建筑物建在厚度为101112m的回填土上,填土的时间已很久,回填时已按规范进行了分层压实处理。在设计勘察方案时,在每个钻孔的不同深度分别作了系统的标准贯入试验设计,并在标贯试验的相应位置取原状土样作土工分析,以便对照。该场地共布设钻孔26个,标

7、准贯入试验56次。经钻探及原位测试后发现,场地的填土在垂直和水平方向上其物质成分及物理力学性质变化不大,因而在统计标贯试验成果时,分别在垂直方向上每隔2m划分为一个统计单元,统计成果见表1。表1标准贯入试验及土工试验统计成果表分层深度/m标准贯入试验试验次数试验结果(已作杆长校正/击统计方法统计结果/击(30cm-1按N=u-11645校正后地基承载力标准值/kPa土工试验样品数量/个承载力标准值/kPa021599、18、27、26、12、23、18、14、15去掉最大和最小10%再按最小平均值法15237326821154150106、4、718、18、1616、13、1318、8、161

8、6、1318、19、1814去掉最大和最小10%再按最小平均值法4151615017614、813、1318、1618、18、12、317、1516、1318、1416、1913、1715、12、1516、813、1318、1219去掉最大和最小10%再按最小平均值法6151底板20619、28、25、32、26、1515、1514、12、13、312、14、617、12、17、413、12、9、24、615、1515、1212去掉最大和最小10%再按最小平均值法因该地基为厚层状填土,物质成分主要为呈土状的强风化砂岩及强风化花岗岩,在钻探过程中发现少量的15cm×10cm的强风化岩石

9、碎块,因而在标贯试验过程中其数据的离散性也相对较大,故在成果统计时采用了去掉最大和最小值的10%,再按最小平均值法统计。在统计后,对其试验的高值及低值作了详细的分析,高值的原因是在试验中碰到了较大的强风化岩石碎块,低值是在填土压实过程中存在的局部松散现象,高低值出现的频率都不高,且无规律。统计后的成果,与土工试验的成果是较为吻合的,同时,经开挖基础做验槽测试时,其结果也与统计成果相吻合。4结语标准贯入试验是试验费用少,速度快,适用范围广的一种行之有效的原位测试手段。其关键问题是在保证试验质量的前提下,对成果统计和分析要做到科学合理。同时在含漂石及块石较多的砾砂卵石层或不均匀系数较大碎石土中,标

10、贯试验的数据将偏高,在试验过程中因受机械设备及人为因素的影响较大,应尽量配合其它试验手段,以便对其成果进行对照分析。智能弧焊机器人问世新华社消息由南昌大学主持开发的“无轨导全位置爬行式弧焊机器人”项目最近通过了江西省的科技成果鉴定。这项技术实现了无导轨、无导向、无须事先编程条件下,自主爬行和全位置多层多道自动焊缝的自动跟踪,而且焊缝质量良好,被称作智能型弧焊机器人,处于国际领先水平。“无轨导全位置爬行式弧焊机器人”是南昌大学承担的江西省重点攻关计划项目,获国家“863”项目支持和国家自然科学基金资助。项目针对大型钢结构现场空间位置焊接自动化存在的难题和质量缺陷进行研究,历时4年。目前已研制成功的弧焊机器人具备独特的轮履复合式爬行结构,具有结构小巧、负重强(超过120kg、运动控制灵活和响应速度快的特点,可以在大范围内全位置爬行。中国工程院关桥、徐滨士、林尚扬3位院士及国内外知名焊