張 毅 房 明

(1.廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510010； 2.廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)，廣東 廣州 510320)

1 概述

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)(通常簡(jiǎn)稱“標(biāo)貫試驗(yàn)”)是目前巖土工程勘察工作中十分常用的原位測(cè)試方法，它用質(zhì)量為63.5 kg的重錘按照規(guī)定的落距(76 cm)自由下落，將貫入器打入地層，每10 cm記錄一次錘擊數(shù)，并根據(jù)貫入器在土層貫入30 cm深度得到的累計(jì)錘擊數(shù)來判定土層力學(xué)性質(zhì)[1,2]。標(biāo)貫試驗(yàn)適用于砂土、粉土和一般黏性土[2]。

在我國(guó)甚至是世界范圍內(nèi)的巖土工程勘察工作中，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)(通常簡(jiǎn)稱“重型動(dòng)探試驗(yàn)”)是現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試中常用的兩種方法，兩者具有不同的適用范圍，都具有評(píng)價(jià)土的狀態(tài)和承載力的作用[2-7]；國(guó)內(nèi)一些學(xué)者也對(duì)土的標(biāo)貫試驗(yàn)和重型動(dòng)探成果與物理力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系及其實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探討[8-11]。

一般來說，這兩種試驗(yàn)均是采用修正后擊數(shù)評(píng)價(jià)土層的地基承載力，原因是由于鉆孔深度和鉆桿長(zhǎng)度的逐漸增加，使得標(biāo)貫試驗(yàn)和重型動(dòng)探單次錘擊能量的損失隨之加大，實(shí)測(cè)擊數(shù)偏高[2,12]。

從本質(zhì)上來講，兩者均屬于觸探試驗(yàn)的類別，采用的落錘重量均為63.5 kg，兩者的修正方法也相似，所不同的是標(biāo)貫試驗(yàn)采用的是標(biāo)貫器，重型動(dòng)探采用的是圓錐，因此兩者原位測(cè)試是具有一定的相通性。

為此，本文首先結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行分析，并結(jié)合多年實(shí)際巖土工程勘察工作的工程經(jīng)驗(yàn)，初步提出了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)與圓錐重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)擊數(shù)之間的換算關(guān)系。

2 舉工程實(shí)例分析標(biāo)貫擊數(shù)與重型動(dòng)探擊數(shù)之間的關(guān)系

2.1 歷史背景

上文所陳述的問題其實(shí)廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司的工程師們?cè)趯?shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)中探討和總結(jié)已久，結(jié)合幾十年的實(shí)際工程勘察的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)換算公式，建立起了兩個(gè)原位測(cè)試試驗(yàn)成果的關(guān)系，如式(1)所示：

(1)

即：

(2)

式中：N′——實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)；

該公式的意義在于：實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)除3，取每10 cm擊數(shù)的平均值再乘以1.5后的值，等于實(shí)測(cè)重型動(dòng)探擊數(shù)。

2.2 工程實(shí)例

搜集幾個(gè)比較有代表性的工程實(shí)例，實(shí)例中的標(biāo)貫試驗(yàn)和重型動(dòng)探試驗(yàn)盡量選取同一鉆孔中兩個(gè)試驗(yàn)位于相鄰近深度，且屬于同一土層，若兩個(gè)試驗(yàn)深度有重疊的情況，是采用的在原孔位旁重新開孔，專門進(jìn)行的自地面開始的連續(xù)的重型動(dòng)探試驗(yàn)。具體數(shù)據(jù)如表1，表2所示。

表1 工程實(shí)例重型動(dòng)探擊數(shù)

表2 工程實(shí)例標(biāo)貫試驗(yàn)擊數(shù)

對(duì)表1和表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析，見圖1,圖2(圖中X軸均為重型動(dòng)探擊數(shù)，Y軸均為標(biāo)貫擊數(shù))。

由圖1和圖2所示：

N≈2.089N63.5。

其中,N為修正后標(biāo)貫擊數(shù)；N63.5為修正后重型動(dòng)探擊數(shù)。

從圖1和圖2不難發(fā)現(xiàn)：

1)無論是實(shí)測(cè)擊數(shù)還是修正后擊數(shù)，標(biāo)貫試驗(yàn)擊數(shù)約為動(dòng)探試驗(yàn)擊數(shù)的2倍；

2)由于數(shù)據(jù)數(shù)量偏少，圖1和圖2的數(shù)據(jù)均有一定的離散性，但是線性回歸所確定的關(guān)系有一定的適應(yīng)性。

故根據(jù)工程實(shí)例和結(jié)合以往的工程經(jīng)驗(yàn)，提出標(biāo)貫試驗(yàn)成果與重型動(dòng)探試驗(yàn)成果的經(jīng)驗(yàn)換算公式如下：

(3)

N=2N63.5

(4)

3 結(jié)語

本文通過列舉工程實(shí)例，分析了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)和重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)擊數(shù)的關(guān)系，結(jié)合以往幾十年的巖土工程勘察經(jīng)驗(yàn)，提出了兩種原位測(cè)試成果之間換算的經(jīng)驗(yàn)公式，該成果對(duì)以后的巖土工程勘察工作具有比較重要的指導(dǎo)價(jià)值和意義。