付瑞勇　張力卡

【摘 要】目前在巖土工程勘察中為了鉆進(jìn)的安全性，許多鉆機(jī)配備的是50mm鉆桿，對50mm鉆桿的標(biāo)貫擊數(shù)究竟該怎樣修正。

【關(guān)鍵詞】標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗；50mm鉆桿；42mm鉆桿；巖土工程勘察

【Abstract】At present in the geotechnical engineering investigation for the safety of drilling， many drilling machine s are equipped with 50 mm drill pipe， and on earth how to revise the standard penetration test blow count in allusion to the 50 mm drill pipe.

【Key words】standard penetration test；50 mm drill pipe；42 mm drill pipe； geotechnical engineering investigation

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗（SPT）是巖土工程勘察中一種常用的方法，是一種集勘探與原位測試與一體的技術(shù)手段，這種方法可簡單快捷地判定土的性質(zhì)，在我國和世界大多數(shù)國家都得到廣泛應(yīng)用，但目前在實際勘察工作中存在一些問題，本文探討的是自己曾遇到的一個問題。眾所周知，我國《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009年版）中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗應(yīng)采用42mm外徑的鉆桿，但是目前在巖土工程勘察中為了鉆進(jìn)的安全性，有不少鉆機(jī)配備的是50mm鉆桿，在標(biāo)貫過程中嚴(yán)格要求其換用42mm鉆桿是不太實際的，應(yīng)用50mm鉆桿進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗這種目前我國不規(guī)范的做法，很多時候是我們不得不接受的事實，對50mm鉆桿的標(biāo)貫擊數(shù)究竟該怎樣修正？如何對比42mm所建立的修正體系？相信各位同仁也都進(jìn)行過深刻的思考，對與國外不同規(guī)格的鉆桿規(guī)格又是如何考慮的！

對與標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗數(shù)值N，國外的傳統(tǒng)修正包括飽和粉細(xì)砂的修正、土的上覆壓力修正、地下水位的修正，我國規(guī)范并不考慮這些修正，而著重考慮桿長的修正。

桿長修正是依據(jù)牛頓碰撞原理，下面是我對50mm鉆桿標(biāo)貫修正對比42mm鉆桿的一些理論分析，按主次關(guān)系論述如下：

1.能量及動量守恒方面對比

相同長度的50mm鉆桿要比42mm鉆桿質(zhì)量大，因此其具有的動能要比用42mm鉆桿所具有的動能要小，對應(yīng)標(biāo)貫器慣入相同土層能克服摩擦力做功就相對小，也就是說理論狀態(tài)下慣入相同深度（30cm）所需要的擊數(shù)就大。

碰撞后的動能比值，42mm鉆桿內(nèi)徑32mm，50mm鉆桿內(nèi)徑39mm，底面積分別為5.809×10-4m2和7.685×10-4m2，鉆桿材料一致，則相同長度m桿50=1.32297m桿42。我們研究比例關(guān)系式不難看出其為遞減函數(shù)，且最大值小于1；不難看出深度越大50mm鉆桿的動能損失越大，擊數(shù)偏差也越大。鉆桿鋼材型號YB235-70，其密度按7.8×103kg/m3，將已知常量代入上式得到

2.摩擦力方面對比

在實際操作中很難保證鉆桿完全垂直，鉆桿與孔壁的摩擦無可避免。鉆桿與土體之間的摩擦為滑動摩擦，根據(jù)滑動摩擦力的大小計算公式：f =μN，摩擦力僅與鉆桿的正壓力N有關(guān)，毋庸置疑50mm鉆桿對土體的擠壓大于42mm鉆桿，因此慣入相同深度的土層，50mm鉆桿需要克服更多的摩擦力做功，因此也會使擊數(shù)較42mm鉆桿擊數(shù)偏大。

3.彈、塑性變形方面對比

以上兩個方面都是影響擊數(shù)相對42mm鉆桿偏大的因素，但是50mm鉆桿其本身剛度大，在標(biāo)貫錘與鉆桿碰撞過程中彎曲變形較42mm鉆桿小，塑性變形小損失的能量也就小。

但是個人認(rèn)為，標(biāo)貫試驗較淺的情況下鉆桿的塑性彎曲變形很小，僅彈性卸荷影響微弱。

綜合以上三點，我認(rèn)為：50mm鉆桿進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗其慣入30cm所需擊數(shù)偏大，但是筆者能力有限無法給出具體比例參數(shù)。考慮第二點與第三點在鉆具合格的情況下影響較小，可認(rèn)為二三相互抵消，僅考慮第一點。

對與實際工程中應(yīng)用，我想每人都有自己的理解與經(jīng)驗，建議各位同仁共同試驗研究、討論，建立修正體系，更希望有關(guān)專家能盡快完善修改相應(yīng)規(guī)范、手冊，在實際工作中給我們以指導(dǎo)幫助。

參考文獻(xiàn)：

1.《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001 2009年版）

2.《工程地質(zhì)手冊》（第四版）

作者：付瑞勇 聯(lián)系方式：濟(jì)南市無影山中路85號 504室 Email：furuiyong@163.com