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动力触探动力触探是一种用于评估地基土层物理力学性质的原位测试方法,广泛应用于岩土工程勘察中。其基本原理是通过将一定形状和重量的探头以标准的方式贯入土层,并记录贯入过程中所需的能量或阻力,从而间接推断土体的密实度、强度和其他相关参数。
动力触探的主要设备包括探头、落锤和导杆系统。根据探头尺寸和贯入方式的不同,动力触探可分为轻型(N10)、中型(N30)和重型(N63.5)三种类型。每种类型的贯入能量不同,适用于不同的土层条件。例如,轻型动力触探适合浅层松散土层,而重型动力触探则适用于较深且较为密实的地层。
动力触探的结果通常以贯入阻力(blowsperpenetrationunit)表示,即单位贯入深度所需的锤击数。通过分析这些数据,工程师可以判断土层的均匀性、承载力以及是否存在软弱夹层或空洞等不良地质现象。此外,动力触探还可以为地基处理方案的设计提供依据,如确定换填厚度或加固措施。
该方法具有操作简便、成本低、适用性强等优点,但也存在一定的局限性。例如,测试结果可能受人为因素影响,且无法直接获取土样的具体物理指标。因此,在实际工程中,动力触探通常与其他勘察手段结合使用,以提高勘察精度和可靠性。
表3.1.1动力触探设备规格
3.1.2重型和超重型动力触探设备须备有自动落锤装置
3.1.3探头的尺寸见图3.1.3一1和图3.1.3一2。重型和超重型 动力触探探头直径的最大允许磨损尺寸为2mm;探头尖端的最大 允许磨损尺寸为5mm
3.1.4触探杆应符合GB/T15406—94标准的8.2和8.3的规定。 触探杆的接头应与触探杆具有相同的直径。每个接头的容许最大 偏心为0.2mm。 重型和超重型动力触探的锤座直径应小于100mm,并不大于 锤底面直径的一半。锤座、导向杆与触探杆的轴中心必须成一直 线。锤座和导杆的总质量不应超过30kg。
3.2仪器设备的检定和校准
3.2.1落锤的质量:应按产品生产厂规定的方法进行校准。其结
4.1.1先用轻便钻具钻至试验土层标高以上0.3m处,然后对所 需试验土层连续进行触探 4.1.2试验时,穿心锤落距为0.50士0.02m,使其自由下落。记录 每打入土层中0.30m时所需的锤击数(最初0.30m可以不记)。 4.1.3若需描述土层情况时,可将触探杆拨出,取下探头,换贯入 器进行取样。 4.1.4如遇密实坚硬土层,当贯入0.30m所需锤击数超过100击 或贯入0.15m超过50击时,即可停止试验。如需对下卧土层进行 试验时,可用钻具穿透坚实土层后再贯入。 4.1.5本试验一般用于贯入深度小于4m的土层。必要时也可在 贯入4m后用钻具将孔掏清后再继续贯入2m
4.2.1试验前将触探架安装平稳,使触探保持垂直地进行。垂直
4.2.1试验前将触探架安装平稳,使触探保持垂直地进行。垂直 度的最大偏差不得超过2%。触探杆应保持平直,连接牢固。 4.2.2贯入时,应使穿心锤自由下落,落锤落距为0.76士0.02m。
地面上的触探杆的高度不宜过高,以免倾斜与摆动太大。 4.2.3锤击速率宜为每分钟15~30击。打入过程应尽可能连 续,所有超过5min的间断都应在记录中予以注明。 4.2.4及时记录每贯入0.10m所需的锤击数。其方法可在触探 杆上每隔0.10m划出标记,然后直接(或用仪器)记录锤击数;也可 以记录每一阵击的贯入度,然后再换算为每贯入0.10m所需的锤 击数。 4.2.5对于一般砂、圆砾和卵石,触探深度不宜超过12~15m,超 过该深度时,需考虑触探杆的侧壁摩阻影响。 4.2.6每贯入0.10m所需锤击数连续3次超过50击时,即停止 试验。如需对土层继续进行试验时,可改用超重型动力触探。 4.2.7本试验也可在钻孔中分段进行。一般可先进行贯入,然后 进行钻探直至动力触探所及深度以上1m处,取出钻具将触探器 放入孔内再进行贯入。
5.0.1可按下列公式计算触探指标:
63.5= 10 AS e=
式中 1N63.5—每贯入0.10m所需的锤击数;超重型动力触探为 N120;
每击贯入度,mm; 1S 阵击的贯入度,mm;
每击贯入度,mm; S 阵击的贯入度,mm;
5.0.2按式(5.0.2)计算动贯入阻力94;
式中 动贯入阻力,kPa; Q一—落锤重,kN; 4一 触探器,即被打入部分(包括探头、触探杆、锤座和 导向杆)的重量,kN; H一落距客运专线改良土填筑施工工艺,m; A一探头面积,㎡²; e— 每击贯入度,mm; 1000一单位换算系数。
5.0.3动力触探曲线。
? 计算单孔分层贯入指标平均值时,应剔除超前和滞后影响 范围内及个别指标的异常值。 2绘制贯入指标与触探深度曲线,如图5.0.3
6记录6.0.1本试验记录格式如表6.0.1。表6.0.1重型、超重型动力触探试验记录表工程名称孔号试验者工程地点探杆直径记录者孔口标高探杆质量校核者地下水位锤座质量日期小层累计触探杆总长触探深度一阵锂贯入度每贯入0.1m贯入度小层平均击数(mm)锤击数说明(m)(m)锤击数(mm)376