李明陽(yáng) 柴建峰 陳智勇

(1.國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心,北京 100161； 2.中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司,上海 200032)

淺海深孔標(biāo)準(zhǔn)貫入值隨深度變化特征分析

李明陽(yáng)1柴建峰1陳智勇2

(1.國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心,北京 100161； 2.中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司,上海 200032)

通過(guò)統(tǒng)計(jì)珠三角地區(qū)某填海工程勘察資料中約1 400個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入值，分析了SPT值隨深度的變化特征，發(fā)現(xiàn)相同地質(zhì)地層條件下，SPT值標(biāo)準(zhǔn)差隨深度增加而變大、離散性愈發(fā)顯著；測(cè)試深度越大，偏差愈明顯，建議結(jié)合其他測(cè)試和試驗(yàn)手段，綜合應(yīng)用深孔中SPT值，以提高勘察成果的可靠性。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，測(cè)試深度，標(biāo)準(zhǔn)差，可靠性

1 概述

目前國(guó)內(nèi)巖土工程勘察，孔深20 m以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(Standard Penetration Test,SPT)擊數(shù)修正，國(guó)標(biāo)《巖土工程勘察規(guī)范》有相對(duì)成熟的桿長(zhǎng)修正規(guī)定。但對(duì)于深度大于20 m，尤其是大于50 m的砂性土，勘察時(shí)鉆桿長(zhǎng)度如何修正等問(wèn)題系統(tǒng)性的研究成果相對(duì)較少。

深厚覆蓋層在沿海三角洲地區(qū)廣泛分布，如珠江口和長(zhǎng)江口地區(qū)，沖洪積層厚度最大可達(dá)百余米。近期深厚覆蓋層上的大型工程建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，尤其是填海工程等，查明深厚覆蓋層的工程地質(zhì)特性是勘察關(guān)鍵問(wèn)題之一。深厚砂性地層取原狀樣難度大，原位測(cè)試多采用SPT，但實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，甚至同一場(chǎng)地條件下，SPT值相差也較大，影響原因復(fù)雜，其準(zhǔn)確性和可靠性值得進(jìn)一步探討。

文獻(xiàn)[1]～[7]不僅系統(tǒng)分析了鉆探設(shè)備差異對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，如鉆桿尺寸、鉆桿和套管尺寸匹配情況、時(shí)間效應(yīng)、錘墊質(zhì)量、標(biāo)貫器尺寸等；還定性探討了鉆桿撓曲或彎曲回彈、鉆桿振動(dòng)和晃動(dòng)、重錘擊打頻率等對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。本文擬在文獻(xiàn)[1]基礎(chǔ)上，對(duì)同一地塊約1 400個(gè)SPT值按深度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析SPT值隨測(cè)試深度的變化規(guī)律。希望本文能起到拋磚引玉的作用，引起越來(lái)越多的人在熱衷于研究巖土體本構(gòu)關(guān)系的同時(shí)，也重視勘察手段、原位測(cè)試等勘察技術(shù)的研究，提高勘察資料的可信度。

2 工程實(shí)例分析

2.1 填海工程的地層特征

2.2SPT值隨深度變化特征

圖1為A地塊的SPT測(cè)試結(jié)果散點(diǎn)圖[1]；表1為SPT值隨深度變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果；圖2為SPT統(tǒng)計(jì)結(jié)果隨深度變化柱狀圖，按10m間隔分層統(tǒng)計(jì)。

對(duì)比分析圖1,圖2和表1可見(jiàn)：1)同一深度統(tǒng)計(jì)區(qū)間，SPT離散性較大；2)同一場(chǎng)地且地層條件相同，隨著測(cè)試深度增加，SPT離散性隨之增加；3)隨著深度增加，分層統(tǒng)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)差隨之增加，標(biāo)準(zhǔn)差由9.1增大到20左右，增加了2倍多，標(biāo)準(zhǔn)差受測(cè)試深度影響明顯。

表1 A地塊SPT值統(tǒng)計(jì)分析

SPT值隨著深度增加而變化顯著這一現(xiàn)象，顯然大大超過(guò)了由于鉆桿直徑差異、施工機(jī)械不同等引起的系統(tǒng)誤差。文獻(xiàn)[1]認(rèn)為隨著測(cè)試深度的增加，鉆桿撓曲回彈，甚至彎曲振動(dòng)晃動(dòng)，可能是引起上述差異的主要原因，加之船載式勘探平臺(tái)隨著波浪的起伏晃動(dòng)難免會(huì)引起重錘打歪，現(xiàn)場(chǎng)工作人員的不同測(cè)試習(xí)慣或熟練程度可能也會(huì)影響單位時(shí)間內(nèi)重錘擊打次數(shù)，不可避免發(fā)生錘擊和撓曲回彈在某一時(shí)間發(fā)生疊加和相互影響。

3 結(jié)語(yǔ)

就國(guó)內(nèi)目前巖土工程勘察技術(shù)水平和勘察市場(chǎng)大環(huán)境而言，深孔中SPT測(cè)試可能為一種相對(duì)粗糙、準(zhǔn)確性較低的原位測(cè)試手段。測(cè)試深度越大，偏差可能愈明顯，可靠性可能越低，實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)給予一定重視。

以上結(jié)論僅限于淺海深孔、船載式工程勘察平臺(tái)，不足之處是缺少類似其他工程的勘察資料用來(lái)對(duì)比分析；陸地勘察深孔中SPT是否有類似的規(guī)律，也缺少相關(guān)資料驗(yàn)證。

[1] 柴建峰，陳智勇.鉆桿撓曲變形對(duì)淺海深孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的影響[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2016,36(10)：40-43.

[2] 陳智勇，陳曉東，柴建峰.影響標(biāo)準(zhǔn)貫入(SPT)擊數(shù)因素淺析[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2009(5)：13-16.

[3] 范建好.對(duì)標(biāo)貫擊數(shù)桿徑換算的探討[J].工程勘察，2014(S1):36-40.

[4] 姜仁利，王國(guó)敬，譚海軍.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)操作中影響因素的探討[J].港工技術(shù)，2010,47(4)：55-57.

[5] 廖先斌.英標(biāo)和國(guó)標(biāo)標(biāo)貫設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果相關(guān)性分析[J].巖土力學(xué)，2013，34(1)：143-147.

[6] 萬(wàn)江南，劉裕華.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)測(cè)量擊打能量的試驗(yàn)研究[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2013(6)：14-18.

[7] 馮銘璋，王如金.標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N63.5值桿長(zhǎng)彎曲修正的探討[J].勘察科學(xué)技術(shù)，1989(4)：27-31.

Discussion on the relation between the test depth and the Standard Penetration Test results in deep bore-holes in maritime spaces

Li Mingyang1Chai Jianfeng1Chen Zhiyong2

(1.TechnologyCenter，StateGridXinyuanCompanyltd,Beijing100161,China; 2.CCCCThirdHarborConsultantsCo.,Ltd,Shanghai200032,China)

Based on about 1 400 test results of Standard Penetration Test in one coastal reclamation project of the Zhujiang Triangle, analyzed the variation characteristics of SPT value with depth, finding the test results, especially standard deviation, are connected with the change of test depth in boreholes. The more the test depth, the more disperse the test result. The results may help to enhance the reliability of SPT in soil investigation.

Standard Penetration Test, test depth, standard deviation, reliability

1009-6825(2017)03-0070-02

2016-11-16

李明陽(yáng)(1985- )，男，工程師； 柴建峰(1977- )，男，博士，高級(jí)工程師，注冊(cè)土木工程師(巖土)； 陳智勇(1970- )，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，注冊(cè)土木工程師(巖土)

TU473.1

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