岩土勘察静力触探试验成果应用分析

2020年12月15日
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静力触探自1917年瑞典正式使用以来,迄今已有余年历史。目前,该项测试技术在很多国家都被列入国家技术规范中,并在世界范围内得到了广泛的应用。静力触探试验主要适合于黏性土、粉土和中等密实度以下的砂土等土质情况。由于目前尚无法提供足够大的稳固压入反力,对于含较多碎石、砾石的土和很密实的砂土一般不适合采用。此外总的测试深度不能超过80m。

优点:

连续、快速、准确,可以在现场直接得到各土层的贯入阻力指标,从而能够了解土层在原始状态下的有关物理力学参数。

划分土层;

评价地基土的承载力;

估算地基土层的物理力学参数;

选择桩基持力层、估算单桩承载力,判定沉桩的可能性;

判定场地土层的液化势。

(2)试验原理

通过一定的机械装置,用准静力将标准规格的金属探头垂直均匀地压入土层中,同时利用传感器或机械量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力,并根据测得的阻力情况来分析判断土层的物理力学性质。

(3)试验设备

静力触探试验系统组成:

①探头;

②贯入装置;

加压装置:液压传动式、手摇链条式及电动丝杆式;

反力系统:地锚、重力堆载(物探车)。

③量测系统:

土层阻力量测是通过量测变形柱的变形计算;

变形柱的变形一般是通过应变片来测量。

(4)静力触探技术要求

触探头应匀速垂直压入土中,贯入速率为1.2m/min;

触探头的测力传感器连同仪器、电缆应进行定期标定,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、温度零漂、归零误差均应小于1%FS (full scale),现场试验归零误差应小于3% ,绝缘电阻不小于500MΩ

深度记录误差不应大于触探深度的±1% ;

当贯入深度大于30m,或穿过厚层软土层再贯入硬土层时,应防止孔斜或触探杆断裂,也可配置测斜探头量测触探孔偏斜角,以修正土层界线深度。

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充满,并在现场保持探头应变腔的饱和状态,直至探头进入地下水位以下土层。在孔压静探试验中不得上提探头,以免出现真空负压,破坏应变腔的饱和状态。

当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,其计时间隔应由密而疏。试验过程中不得松动探杆。

(5)试验成果及应用

另外对于孔压静力触探试验还可以得到:初始孔压-深度曲线和孔压-时间对数曲线。

划分土层界限

土层分界线的确定必须考虑到试验时超前和滞后的影响,其具体确定方法如下:

(1)上、下层贯入阻力相差不大时,取超前深度和滞后深度的中心位置,或中心偏向小阻力土层5-10cm处作为分层界线;

(2)上、下层贯入阻力相差一倍以上时,当由软土层进入硬土层(或由硬土层进入软土层)时,取软土层最后一个(或第一个)贯入阻力小值偏向硬土层10cm处作为分层界线;

(3)上、下层贯入阻力变化不明显时,可结合 fs 和 Rf  的变化情况确定分层界线。

划分场地土的类别

①以 Rf  和 ps( 或 qc )的值共同判别土的类别;

②以 ps -h 曲线和曲线 qc-h 形态判别土的类别;

③以 Rf 和 qc-h 曲线形态综合判别土的类型。

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