DB21∕T 1564.7-2007 岩土工程勘察技术规程 旁压试验规程

辽宁省地方标准

七、旁压试验规程

Specifìcationsforpressurementertest

DB21/T1564.7-2007

主编单位:辽宁有色勘察研究院

批准部门:辽宁省建设厅

施行日期:2008年01月12日

2007沈阳

1总则

1.0.1为统一全省旁压试验方法，合理确定地基承载力等

岩土参数，特制定本规程。

1.O.2本规程适用于各类土木工程中旁压试验。

1.o.3旁压试验适用于粘性士、粉士、砂土、碎石土、残

积土、风化岩和软岩。

1.O.4在采用本规程时，尚应符合现行的国家标准和有关

行业标准的有关规定。

2术语、符号

2.1术语

2.1.1旁压试验(PMT)

是用可侧向服胀的旁压器，对钻孔孔壁周围的士体施加径向

压力的原位测试，根据压力和变形的关系，计算土的模量和强

度。

2.1.2初始压力值

压力与体积曲线中段直线段的起点或蠕变曲线的第一拐点相

应的压力。

2.1.3临塑压力值

压力与体积曲线中段直线段的末尾点或蠕变曲线的第二拐点

相应的压力。

2.1.4极限压力值

压力与体积曲线的渐近线对应的压力或量测腔扩张体积相当

于量测腔固有体积时的压力。

2.1.5旁压模量

根据旁压试验的压力和变形关系确定的土的模量。

.158•

2.2符号

A一量水管截面向积

Ck一不排水抗剪强度

Em一由旁压试验确定的模量

f一旁压试验确定的地基土承载力

k一安全系数

Ko静止侧压力系数

p←校正后的土豆力

Pm一压力表读数

PW一静水压力

Pi一弹性膜约束力

PO一初始压力

p/一临塑压力

PL一极限压力

S一校正后的量管水位下降值

V一校正后的体变量

V。一与初始压力PO对应的体积

冉一与临塑压力P!对应的体积

VC一旁压器量测腔初始国有体积

Z一旁压器中心点至地面的土柱高度

α一仪器综合变形校正系数

μ-j自松比

γ一重力密度(重度)

6，p一旁压试验曲线上直线变形段的压力增量

6，V一相对于6，p的体积变化增量

•159.

3仪器设备

3.1试验设备

圄3.1.1旁压仪结构框图

l一安全阀2一水箱3-;j(稍加压4→注水阀5→注水管2;

6注水管1;7一巾腔住水8排水间9→一旁压器10一上腔:

11一中腔12下腔13一导水管14…导压管15一导压管;

16一→量管17-调零阀18←汩Ij压间19----600kPa压力表20辅管;

21一低!五去阀;22一调压器23子动加压闹24一-25∞kPa压力表;

25一储气罐26一一手动加压;27-16∞kPa压力表28一氮气加压间;

29-2500kPa压力表30一减压间;31-25倒)kPa压力表;

32一氯气源间33一高压氯气源34一辅导管

.160.

3.1.2旁压器:为圆柱形骨架，外套有密封的弹性膜，预

钻式一般分上、中、r主腔，中腔为测试腔，上、下腔为辅助

膛，上、下腔用金属管连通，而与中腔严密隔离。自钻式一般为

单腔，旁压器中央为导水管，用以疏导地下水，以利于将旁压器

放到测试位置。在弹性膜外按需要可加装一层可扩张的金属保护

套(铠装保护)。其规格如表3.1.2所列。

旁压仪规格

体变管

夕i、径I(cm2)I(%)

3.1.3加压.稳压装置:压力惊为高压氯气或人工打气，并

附有加压稳压调节阀和压力表，其量程和准确度见本规程表

3.1.20

3.1.4变形测量装置:一般由体变管、量管或液位仪及辅

宫'组成，其量程和准确度见本规程在3.1.20也可采用横向变形

传感器直接测出径向变形，其技术条件应符合GB/Tl5406{土

工试验仪器的基本参数及通用技术条件》的有关规定。

3.1.5导管:为尼龙软管，连接旁压器中腔与体变管相通，

连接上下腔与辅管相通。

3.1.6成孔的钻探设备。

3.2仪器设备的检定租校准

3.2.1压力表:应按刀G52{弹簧管式一般Ek力表、压力

真主表及真空表检定规程》进行检定。

3.2.2体变管:应按JJG209(体在只管检定规程》进行检

定。变形传感器的校准与弹性膜约束力同时进行。

3.2.3试验前要进行旁压器弹性膜约束力和仪器综合变形

•161.

值的校准。校验方法按本规程附录A进行。

4操作方法

4.1预铀旁压试验

4.1.1试验前平整试瞌场地，根据土的分类和状态选择适

宜的钻头开孔。要求孔壁垂直、光滑、呈完整的圆形，尽可能减

少孔壁土体扰动。

4.1.2钻孔时，若遇松散砂层和软士地层时须用泥浆护壁

钻进，钻孔孔径应略大于旁压器外径，一般宜大2斗mmo

4.1.3旁压试验应在有代表的位置和深度进行，旁压器上

中下三腔都在同一土层中。试验点垂直间距应根据地层条件和工

程要求确定，但不宜小于1m，试验孔与已有钻孔的水平距离不

宜小于1m。取完士样或做过标贯试验的部位不得进行旁压试验。

4.1.4试验前在水箱内注满蒸锢水或无杂质的冷开水，打

开水箱安全盖。

4.1.5检查并接通管路，把旁压器的注水管和导压管的快

速接头对号插入o

4.1.6把旁压器竖立于地圃，打开水箱至量管、辅管各管

阀门，使水从水箱分别注入旁压器各个腔室，并返回到量管和辅

管，在此过程中需不停地拍打尼龙管并摇晃旁压器，以便尽量排

除旁压器和管路中滞留的气泡。为了加速注水和排出气泡，亦可

向水箱稍加压力，当量管和辅管水位升到刻度零或稍高于零时即

可终止注水，关闭注水阀和中腔注水阀。

4.1.7调零:把旁压器垂直提高，直到使中控的中点与量

管零位相平，打开调零阀，并密切注意水位的变化，当水位下降

到苓时，立即关闭调零阀、量管阀和辅管阀，然后放下旁压器。

4.1.8将旁压器放入锚孔中预定的试脸深度，其深度以中

腔中点为准，打开量管阅和辅管阀施加压力。

•162.

4.1.9用高压氨气惊加压时，接上氮气加压装置导管(于

动加压装置则应关闭).把减压阀按逆时针方向拧到最松位置，

打开气源阀，按顺时针方向调节减压阀，使高压降低到比所需要

最高试验压力大100-200kPa。然后缓慢地按顺时针方向调节调

ff阀并调到所需的试验压力。

4.1.10子动加压肘，先接上打气筒，关闭氮气加压阀，打

开手动加压阀，用打气筒向贮气罐加压，使贮气罐内的压力增加

到比所用最高试验国力大100-200kPa以上。然后按顺时针方向

缓慢旋转调节阀调到所需的试验压力。

4.1.11加压等级一般为预计临塑用力的1/5-1/7，初始

阶段加荷等级可取小值，必要时，可作卸荷再加荷试验，测定再

加荷旁压模量。也可参照表4.1.11选用。

试验加压等级表4.1.11

加压等级(kPa)

工If~.-l.在臂'1王

小于|陆塑压力大于临塑压力

淤泥、淤泥质土、软塑状态的帖性土、饱和

<15军三30

松散粉细砂

软塑状盔的粘性土、疏松的黄土、稍密很湿

15-2530-50

的粉细砂，稍密的中、粗砂

可塑状态的粘质土，一般黄土，中密至密实

25-6050-100

很湿的粉细砂，稍密至中密的中、粗彤、

坚硬状态的粘质土，密实的中、粗砂50-100l∞-200

软质岩石的强风化带~loo~2oo

软质岩百、硬质岩石的强风化带~2∞;;.500

4.1.口12各级压力下的相对稳稳、定时间标准为1口m时un或2m时m

按下列时间顺序协割测i!~记f量重管的变形值O

对1min稳定时间标准158、30s、60s;

对2min稳定时间标准15s、308、60s、12080

4.1.13当量测腔的扩张体积相当于量测腔的固有体棋时，

或压力达到仪器的容许最大压力时，应终止试验。

•163•

4.1.14试验结束后，采取以下方法使弹性膜恢复原状。

l试验深度小于2m时，把调压阀按边时针方向拧到最松

位置.即与大气相通，利用弹性膜的约束力回水至量管和辅管，

当水位接近零时，即口J关闭量管阀和辅管阀。

2试验深度大于2m时，打开水箱安全盏，再打开注水阀

和中腔注水阀，利用试验压力使旁压器回71<至水箱。

3当需排净旁压器内的水时，可打开排水阀和中腔注水阀，

利用试验压力排净旁压器内的水。

4也可引用真空泵吸回水。

4.1.15终止试验消压后，必须等2-3min后才能取出旁压

器，并仔细检查，擦洗、装箱。

4.1.16记录格式见附录BG

4.2自钻旁压试验

4.2.1试验点的布置原则参照本规程4.1.3的规定。

4.2.2在所选定的比验点上，安装自钻旁压仪，利用自动

切削装置切碎土体，用循环冲洗液将切碎的土屑输送到地面，同

时将旁压器置放于所需试验的位置O

4.2.3利用被压或气压参照本规程4.1.8和4.1.12的规定

进行加压，并测i己量管水位或传感器的输出值。

4.2.4试验结束后，参照本规程4.1.14的方法使弹性膜'恢

复原状，取出旁压器。

5资料整理

5.0.1压力和体积变形校正。

1按式(5.0.1-1)计算校正压力:

P:::0P...+PW-P.(5.O.1-1)

式中:p一校正盾的压力，kPa;

.164•

Pm一压力表读数，kPa;

PW←静水压力kPa;

Pi一弹性膜约束力kPa，查弹性膜约束力校正曲线。

2按式(5.O.1-2)校正变形量:

V=SA

S=Sm一α(Pm-Pw)(5.O.1-2)

式中v-校正后的体变章，CII13;

S一校正后的量管水位F降值cm;

Sm-m管水位下降恒，cm;

A-量水管截面积，CIE12:

α-仪器综合变形校正系数c

其余符号见本规程的公式(5.0.1-1)

5.O.2用校正后的压力p和校正后的体变V绘制p-v曲

线，如罔5.O.2，也可绘制压力和量管水位变化曲线，即p-S

曲线c必要时可绘制蠕变曲线。

g?SA。

~IÚ)②@

o

A

岛PfAp位Pa)

图5.0.2旁压曲线

作图比例:纵坐标以1cm代表体积变量l∞cm3，横坐标

•165•

(压力p值)以lcm代表lOOkPa或根据具体情况选择比例标准υ

图幅尺寸要求一般为lOcmxlOcmo

5.O.3从绘制的p-V曲线上确定气个压力特征值:Po、Pj、

Pt。

l初始压力(Po)值:旁压曲线巾段19:线段的起点或蠕变曲

线的第一拐点相应的压力O

2临塑压力(Pf)值:压力与体积曲线中段直线段的末尾点

或蠕变曲线的第二拐点相Jï世的压力O

3极限压力(PL)值:

1)压力与体积曲线的渐近线对应的压力;

2)章测腔扩张体积相当于量测腔固有体积时的压力;

引用P-(11ßV)关系，末段直线延长线与p轴的交点相应

的压力。

5.O.4从二个压力特征值确定地基士的承载力。

1临塑压力法:

f=Pj-Po(5.O.4-1)

2极限压力法:

f=(PL-Po)lk(5.0.4-2)

式中:1一旁压试验确定的地基土承载力，kPa;

Po一初始压力kPa;

PF一临塑压力，kPa;

PL一极限压力，kPa;

k一安全系数，一般取2斗，也可根据地区经验确定。

5.O.5按式5.0.5计算软粘性土不排水抗剪强度Ck:

Ck二(PL-Po)1叽(5.O.5)

式中:吭一系数，可取6.180

5.O.6按式5.0.6估算静止侧压力系数ko:

ko=Po/zγ，(5.0.6)

式中:γ-土的重度，kNI旷;

z一旁压器中心点至地面的土柱高度m。

•166•

5.O.7按式5.0.7计算旁压模量Em值:

Ern=2(1+μ)1Vu+(Vo+飞)/2).:lp/.:lV(立0.7)

式中Ern由旁压试验确定的模暨，称为旁压模量kPa;

μ一泊松比，可按地区经验确定。对于正常固结和轻度超

回结的土类可按:砂土租粉土取0.33，可塑到坚硬

状态的粘性士取0.38;

.:lp旁压试验曲线上直线变形段的压力增量，kPa;

.:lV←相应子邮的体积变化增量，cm气

凡与初始压力p。对应的体积，cm3;

Vj一与临塑压力p!对应的体积，CH13;

V，一旁压器量测腔初始固有体积，cm30

167•

附录A旁压仪校准

A.l日的租校准要求

A.l.1试验前应对仪器进行两项技准:弹性模(包括铠装

护套)的约束力校准和仪器综合变形校准。

A.l.2新仪器酋ì~使用，对两项校验均需进行，更新弹性

膜(或护套)需进行弹性膜约束力的校准。

A.1.3弹性膜一般进行20次试脸后，需复校1次。对临

塑压力po:s;;100kPa土中试验时，每10次试验后需复校l次。当

气温较大变化或置放较长时问后应重新校准O

A.l.4接长或锚短导管，更新变形传感器，需进行仪器综

合变形校准。

A.2校验方式

A.2.1弹性膜约束力校准

将旁压器竖直，使旁!王器中院中点与量水管水位齐平，让弹

性膜呈自由状态、ι

l先对弹性膜加压，使体变管达到600cm3(戎噎管相应的

F降值)时的膨胀量，再退压使其收缩，反复胀缩4-5次，然

后再进行校验。

2以加压等级为lOkPa逐级加压并按本规程4.1.12-

4.1.14规定的观测时间和终止条件的要求进行。

3对用变形传感器测定弹性膜径向变形时应记录各级压力

作用下的传感器的输出值。

4卒定记录见表A.2.1

•168•

弹性膜约束力率定记录表表A.2.1

工程名称

旁压器型号率定次数水头高度(m)

使用?x数率定温度('t:)率定日期年月日

3

压力表总压力实测体积变形量V'(cm)或实祺tl测

管水位下降值S'(cm)

级数读数P",+P,

P",(kPa)P",(kPa)30s60s1205

1

2

3

4

当

6

7

8

9

10

试验记录

A.2.2仪器综合变形校准

1将旁压器放入校验管(用有机玻璃或铜管制作的专用设

备)内使旁压器受到径向限制。

2以加压等级为lOOkPa逐级加压，按本规程4.1.12规定

的观测时间测读量管的水位下降值。一般加压至800kPa终止试

验。

3事定记录见表A.2.20

.169•

仪器综合变形枝准率定记录襄表A2.2

工程名称

旁压器型号率定次数水头高度(m)

使用次数率定温度("C)率定日期年月日

实测体积变形量V'(cm3)或

压力表读数

级数P..(kPa)实测测管水位下降位S'(cm)

60s

2

3

4

5

6

7

8

9

10

试验记录

A.3制图

A.3.1对弹性膜约束力校准:绘制压力值p和量管水位下

降值S(或压力p和传感器输出值σ)的关系曲线，即为弹性膜

约束力校准曲线，如图A.3.1

.170.

34o

r;r

1'

11

30

I

坦国f

量

与20F

斗是/

尊E

唰1/

1/

./

国..

。

10203040到创7080

压力〈弹性'集约束力)p(kPa)

图A3.1弹性酶的束力桂准曲线

A.3.2仪器综合变形校准:绘制压力p值和量管水位下降

值S的关系曲线，如图A.3.2。闺中直线的斜率ð.S/ð.p为仪器

的综合变形校准系数。

]13

局

制....--

d-

住12.---

翩而-

4司-而，而

斗是/

如/

酬11

o1∞2∞3004∞5ω600?ωs∞

压力p(kPa)

圄A.3.2仪器结合变形校准幽线

•171•

附录B旁压试验记录表

表8.0.1

工程名称

试验孔编号试验点编号旁压器编号

孔口标高试验深度地下水位

(m)(m)(m)

←一一-

量管水面离孔口距离(m)旁压器中所受静水压力

试验土层描述日期

压力p(kPa)量管水位下降值(累计值)(cm)

体积增量

V

压力表总校校。123校校

压正正在正3

mmmm111mmm(cm)

读数力值后值后

试验计算校准•

.172•

附录C本规程用词说明

C.O.l为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格

程度不同的用词说明如下:

(1)表示很严格，非这样做不可的用词:

正面词采用"必须

反面词采用"严禁"。

(2)表示严格，在正常情况下均应这样做的用词:

正面词采用"应"

反面词采用"不应"或"不得"。

(3)表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的

用词:

正面词采用"宜

反面词采用"不宜"。

表示允许有选择，在一定条件下可以这样做的用词采用

"可o

C.O.2规程中指定应按其他标准、规范执行时，写法为

"应符合……的规定"或"应按……执行"。

•173•

条文说明

1总则

1.0.1我省在岩土王程勘察中旁压试验方法使用不多、经

验较少，为使试验过程标准化、规范化，以保证工作质量，在国

家规范大原则下，广泛收集行业标准和有关于册资料，编制了本

.规程。

1.O.2本规程在各种岩土工程勘察中均可应用。

2术语、符号

2.1.1旁压仪包括预钻式、自钻式和压人式三种。同内H

前以预钻式为主，故本规程是针对顶钻式的，兼顾白钻式。压人

式目前尚无产品，故本规程未考虑。

3仪器设备

3.1仪器设备

目前国内旁压仪试验设备并不很多，常用的旁k器技术规格

见表3.1.10

.176.

常用型号旁压器的技术规格表3.1.1

测试腔测试腔测管截

总长度外径

(mm)i二度(mm)固有体积面积

32

气也(mm)(cm)(cm)

AX8∞3504453515.30

梅纳型G-AmBX6502005853515.30

NX6502007079015.30

AP4502505049115.28

PY2-A

py型保带护金套属型4502505559415.28

py习-2一般型6802006056513.20

3.2仪器设备的检查和校准

仪器设备在使用前，必须检查和校准，具体做法和要求按附

录A执付。

4操作方法

4.1.1-4.1.2成孔质量是预钻式旁压试验成败的关键，成

孔质量差，会使旁压曲线反常失真，无法应用c因此应按规范要

求严格保证成孔质量。

4.1.3旁压试验点布置，应在了解地层剖面的基础上进行，

以便能合理地在有代表性的位置上布置试验点。试验孔和试验段

应根据工程需要而定，一般情况下，每一个建筑场地不宜少于3

个试验孔;每一个主要土层不宜少于6个试验段。

4.1.12各级压力下的相对稳定时间，目前国内有"快速

法"和"慢速法"两