一、静力触探
1.定义
静力触探是指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层,通过量测系统测土的贯入阻力,可确定土的某些基本物理力学特性,如土的变形模量、土的容许承载力等。
2.原理
静力触探的基本原理就是用准静力(相对动力触探而言,没有或很少冲击荷载)将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中,由于地层中各种土的软硬不同,探头所受的阻力自然也不一样,传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来,再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系,来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载力等工程地质勘察目的。
拖挂式静力触探车
3.特点
静力触探既是一种原位测试手段,也是一种勘探手段,加压方式有机械式、液压式和人力式三种。它和常规的钻探 取样 室内试验等勘探程序相比,具有快速、准确、经济和节省人力等特点。此外,在采用桩基工程勘察中,静力触探能准确地确定桩端持力层等特征也是一般常规勘察手段所不能比拟的。
静力触探在现场进行试验,将静力触探所得比贯入阻力(Ps)与载荷试验、土工试验有关指标进行回归分析,可以得到适用于一定地区或一定土性的经验公式,可以通过静力触探所得的计算指标确定土的天然地基承载力。静力触探的贯入机理与建筑物地基强度和变形机理存在一定差异性,故不经常使用。
静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。就黄河下游各类水利工程、工业与民用建筑工程、公路桥梁工程而言,静力触探适用于地面以下50m内的各种土层,特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察,更适合采用静力触探进行勘察。
4.应用范围划分土层,判定土层类别,查明软硬夹层及土层在水平和垂直方向的均匀性;评价地基土的工程特性、容许承载力、压缩性质、不排水抗剪强度、水平向固结系数、饱和砂土液化度、砂土密实度等;探寻和确定桩基持力层,预估打入桩沉桩可能性和单桩承载力;检验人工填土的密实度及地基加固效果。
二、动力触探
1.定义
动力触探是动力检测试验的一种,即圆锥动力触探试验,一般将圆锥动力触探试验简称为动力触探或动探。动力触探试验(DPT)是岩土工程勘察中十分常用的原位测试方法,利用一定的落锤质量,将一定尺寸、一定形状的探头打入土中,依据贯入锤击数,判定土层名称和工程性质。若将锥形探头换成管式标准贯入器,采用质量63.5kg的落锤,则可称之为标准贯入试验(SPT)。
2.原理
动力触探的锤击能量(重锤重量与落距的乘积),一部分用于克服土对探头的贯入阻力,称为有效能;另一部分消耗于锤与触探杆的碰撞、探杆的弹性变形、克服探杆与孔壁土的摩擦,以及触探器贯人时地基土产生塑性变形所消耗能量、贯入时土的弹性变形消耗的能量等。
履带式动力触探车
3.特点和应用
动力触探是在静力触探试验的基础上发展而来。对于粗颗粒土或贯人阻力大的地基土,需要用动力才易于将探头贯人。根据圆锥动力触探试验指标和地区经验,可进行力学分层,评定土的均匀性和物理性质(状态、密实度)、土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力、查明土洞、滑动面、软硬土层界面,检测地基处理效果等。
动力触探分为轻型、重型和超重型3种试验,三种重锤的重量分别为10kg、63.5kg和120kg。轻型动力触探适主要用于粘性土和粉土,常用来检测浅基础地基承载力和基坑验槽。重型动力触探适用于砂土和砾卵石,超重型动力触探适用于砾卵石,标准贯入试验适用于粘性土、粉土和砂土。
4.技术要求采用自动落锤装置;触探杆最大偏斜度不应超过2%,锤击贯入应连续进行;同时防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动,保持探杆垂直度;锤击速率每分钟宜为15~30击;每贯入1m,宜将探杆转动一圈半;当贯入深度超过10m,每贯入20cm宜转动探杆一次;对轻型动力触探当N10 100或贯入15cm锤击数超过50时,可停止试验;对重型动力触探,当连续三次N63.5 50时,可停止试验或改用超重型动力触探。