重型动力触探试验方式

圆锥动力触探适用于强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩石及各类土。根据锤击能量可按表3-33分为轻型、重型和超重型三种。

表3-33 圆锥动力触探类型 

类 型 轻型 重型 超重型 

锤的质量（kg） 10±0.2 63.5±0.5 120±1 

落距(cm) 50±2 76±2 100±2 

直径(mm) 40 74 74 

锥角（°） 60 60 60 

探杆直径（mm） 25 42 50～60 

深度（cm） 30 10 10 

锤数 N10 N63.5 N120 

(1)轻型动力触探（N10）试验： 

适用于深度小于4m的一般粘性土、粘性素填土和砂土层。 

A.试验设备：

轻型动力触探设备主要由圆锥探头、触探杆、穿心落锤三部分组成(图3-6 ),落锤升降由人工操纵。

图3-6 轻型动力触探试验设备示意图

1.穿心杆 2.穿心锤 3.锤垫 4.触探杆 5.探头

B.试验步骤：

（a）探头贯入土层之前，先在触探杆上标出从锥尖起向上每30cm的位置。

（b）一人将触探杆垂直扶正，另一人将10Kg穿心锤从锤垫顶面以上50cm处自由落体放下, 锤击速度以每分钟15-30击为宜。

（c）记录每贯入土层30cm的锤击数N10′(击/30cm)。

（d）为避免因土对触探杆的侧壁摩檫而消耗部分锤击能量，应采用分段触探的办法，即贯入一段距离后，将锥尖向上拔，使探孔壁扩径，再将锥尖打入原位置，继续试验。或每贯入10cm，转动探杆一圈。

（e）当N10′＞100或贯入15cm锤击数超过50时，可停止试验。

C.资料整理：

（a）轻型动力触探由于贯入深度浅，可不作杆长修正，即N10′= N10。

（b）绘制轻型动力触探击数N10与深度h的关系曲线（图3-7）。

图3-7 轻型动力触探击数N10与深度h的关系曲线

D.试验成果的应用：

确定地基承载力特征值fa, 见表3-34、3-35及3-36。

表3-34 一般粘性土承载力特征值fa与N10的关系

N10（击/30cm） 15 20 25 30 

fa（Kpa） 105 145 190 230 

注：本表引自《建筑地基基础规范》（GBJ7-）

表3-35 素填土承载力特征值fa与N10的关系

N10（击/30cm） 10 20 30 40 

fa（Kpa） 85 115 135 160 

注：本表引自《铁路动力触探技术规范》(TBJ18-87) 

表3-36 含少量杂质的素填土承载力特征值fa与N10的关系

N10（击/30cm） 15~20 18~25 23~30 27~35 32~40 35~50 

fa（Kpa） 40~70 60~90 80~120 100~150 130~180 150~200 

空隙比e 1.25~1.15 1.20~1.10 1.15~1.00 1.05~0.90 0.95~0.80 <0.80

本表引自西安市资料.

(2)重型动力触探（N63.5）试验：

主要用于碎石土、砂土及一般粘性土。

A.试验设备：

重型动力触探试验的设备主要由触探头、触探杆及穿心锤三部分组成（可参见图2-3）。落锤升降由钻机操纵

B.试验步骤：

（a）探头贯入土层之前，先测出锥尖到锤垫底面之间长度，即触探杆长度。

（b）待锤尖打入到预测位置时，从触探杆上标出，从地面向上每10cm的位置。

（c）穿心锤自由落距76cm，记录每贯入土层10cm的锤击数N63。.5′。锤击速率宜为15-30击/min。

（d）每加上一根触杆时，需记录所加杆的长度，重新统计触探杆长度。

（e）若土质较松软、探头贯入速度较快时，亦可记录锤击5次的贯入深度。

（f）对触探杆侧壁摩擦影响较大的土层，可考虑采用分段触探的办法。（参见轻型动探相关内容）。

（g）如N63.。5′＞50，连续三次，可停止试验。

C.资料整理：

(a)触探杆长度的校正：

当触探杆长度大于2m时，需按下式校正：

N63。.5＝a·N63。.5′

式中：N63。.5—修正后的重型动探击数

a--为触探杆长度校正系数，查表3-37。

(b)触探杆侧壁摩擦影响的校正：

对于砂土和松散-中密的圆砾、卵石层触探深度在15m内，一般可不考虑侧壁摩擦的影响。

(c)地下水影响的校正：

对于地下水位以下的中、粗、砾砂和圆砾、卵石,锤击数(N63.5)可按下式修正：

N63.5=1.1N’63.5＋1.0

(d) 绘制重型动探击数N63.5与深度h的关系曲线。

表3-37 动探杆长度校正系数α

5 10 15 20 25 30 35 40 ≥50 

≤2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 

4 0.96 0.95 0.93 0.92 0.90 0.98 0.87 0.86 0.84 

6 0.93 0.90 0.88 0.85 0.83 0.81 0.79 0.78 0.75 

8 0.90 0.86 0.83 0.80 0.77 0.75 0.73 0.71 0.67 

10 0.88 0.83 0.79 0.75 0.72 0.69 0.67 0. 0.61 

12 0.85 0.79 0.75 0.70 0.67 0. 0.61 0.59 0.55 

14 0.82 0.76 0.71 0.66 0.62 0.58 0.56 0.53 0.50 

16 0.79 0.73 0.67 0.62 0.57 0.54 0.51 0.48 0.45 

18 0.77 0.70 0.63 0.57 0.53 0.49 0.46 0.43 0.40 

20 0.75 0.67 0.59 0.53 0.48 0.44 0.41 0.49 0.36 

注：l为杆长。

D.试验成果的应用：

（a）确定地基土承载力特征值fa（原规范为标准值fk）（表3-38，3-39）：

表3-38 碎石土、砂土地基承载力特征值fa与N63.5关系

 N63.5 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 

碎石土fa(Kpa) 140 170 200 240 280 320 360 400 470 540 600 660 720 850 930 970 1000 

中、粗、砾砂fa(Kpa) 120 150 180 220 260 300 340 380 

注：本表引自《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

表3-39 粘性土、粉土N63。.5与承载力特征值fa的关系

N63。.5 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 

fa(Kpa) 60 90 120 150 180 210 240 265 290 320 350 375 400 

状态 流塑 软塑 可塑 硬塑—坚硬 

注：本表引自广东省建筑设计研究院

(b)确定地基土的变形模量E0(表3-40)：

表3-40 圆砾、卵石土的变形模量E0与N63。.5击数平均值的关系

N63。.5 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 35 40 

E0(Mpa) 10 12 14 16 18.5 21 23.5 26 30 34 37.5 41 44.5 48 51 54 56.5 59 62  

注:本表引自铁道部第二勘测设计院(1988年)

(c)确定地基土(碎石土)的密实度(表3-41)及地基土(砂土)的密实度(表3-42)：

表3-41 碎石土密实度与N63。.5平均值的关系

N63。.5 ≤5 5＜N63。.5≤10 10＜N63。.5≤20 ＞20 

密实度 松散 稍密 中密 密实 

注：本表引自《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），本表适用于平均粒径小于等于50mm, 且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。

表3-42 砂土密实度与N63。.5平均值的关系

砂土 N63。.5 砂土密实度 孔隙比 

＜5 松散 ＞0.65 

5—8 稍密 0.65—0.50 

8—10 中密 0.50—0.45 

＞10 密实 ＜0.45 

＜5 松散 ＞0.80 

5—6.5 稍密 0.80—0.70 

6.5—9.5 中密 0.70—0.60 

＞9.5 密实 ＜0.60 

＜5 松散 ＞0.90 

5—6 稍密 0.90—0.80 

6—9 中密 0.80—0.70 

＞9 密实 ＜0.70 

注：N63.5系指因杆长影响校正而未经地下水影响校正的锤击数。

本表引自《工程地质手册》第三版表3-2-13。

E.记录格式：

动力触探记录表

工程名称 地 点 动探类型

钻孔编号 钻孔标高 地下水位 

深 度

（m） 杆长

（m） 实 测

击 数

（击） 修正

系数 修正击数

N 深 度

（m） 杆长

（m） 实 测

击 数

（击） 修正

系数 修正击数

N 

0 .0 

. 1 .1 

. 2 .2 

. 3 .3 

. 4 .4 

. 5 .5 

. 6 .6 

. 7 .7 

. 8 .8 

. 9 .9 

时间： 校核： 记录： 

3.2.6.5标准贯入试验

标准贯入试验适用于砂土、粉土及一般粘性土。

标准贯入实际上是一种特殊的动力触探试验，适用于砂土、粉土、一般粘性土及强风化岩等。

该试验用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的自由落距，将一定规格的标准贯入器预先打入土中0.15cm，然后再打入0.30cm，记录0.30cm的锤击数，称为标准贯入击数（N）。

标准贯入试验的工程目的是：

（a）划分土层类别、采集扰动试样；

（b）判断砂土的密实度或粘性土及粉土的稠度；

（c）估测土的强度及变形指标、确定地基土的承载力；

（d）评价砂土及粉土的振动液化；

（e）估算单桩承载力及沉桩可能性；

（f）检验地基加固处理质量。

(1) 试验设备：

标准贯入试验由触探头（又称贯入器、对开式管筒）、锤垫及导向杆、落锤（质量为63.5kg的穿心锤）三部分组成（图3-8）。落锤距离由自动脱钩装置控制。

图3-8 标准贯入试验设备

1.穿心锤；2.锤垫；3.探杆；4.贯入器；5.出水孔；6.贯入器内壁；7.贯入器靴

(2) 试验步骤 ：

(a)先用钻具钻至欲测土以上15cm。且钻具拔出后孔底与孔壁应保证无软粘土等挤出堵塞钻孔。

(b)标贯探头入土之前，先测出探头靴口到锤垫底面之间的长度，及探杆长度。

(c)将探头压入欲测土表面，然后进行锤击，锤击速率为15-30击/min，锤击落距76±2cm，先记录贯入15cm的预打击数，然后记下再贯入30cm 的标贯实测击数N′。

(d)若30cm内锤击数超过50，则停止试验。

(e)若需进行下一深度的贯入试验时，一般应隔1m后在进行。

(f)整个标贯过程中，孔壁不能有垮坍或孔壁上软粘土等挤出，造成探杆侧壁摩擦加大。

(g)拔出探入器，分开对开式管筒，取出筒内土样描述和试验。

(3) 资料整理：

A.探杆长度校正：

当探杆长度大于3m时，需按下式修正

N=αN·N′

式中：N—修正后的标贯击数（击/30cm）

αN—杆长修正系数，按表3-43确定

B.土的自重压力的影响：

(a) 图表法：锤击数、上覆土压力—砂土的相对密度。

(b) 美国Peck得出砂土自重压力对标准贯入试验的影响为：

N = CN N’

式中CN--自重压力影响修正系数,查表取值。

(c) 地下水影响的校正：

砂层的贯入击数N’大于15时,有效击数按下式校正：

N=15＋1/2(N’－15)

表3-43 标贯试验杆长修正系数αN

探杆长度（m） ≤3 6 9 12 15 18 21 

αN 1.00 0.92 0.86 0.81 0.77 0.73 0.70 

注：《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）对杆长修正作以下说明：我国一直用经过修正后的N值确定地基承载力，用不修正的N值判别液化和判别砂土密实度。因此应按具体岩土工程问题，确定是否修正，且需在报告中说明。

(4) 试验成果的应用：

(a) 确定地基承载力特征值fa（表3-44、表3-45）：

表3-4 4 砂土承载力特征值fa（Kpa）与N的关系

N（击/30cm） 10 15 30 50 

中、粗砂 180 250 340 500 

粉、细砂 140 180 250 340 

表3-45 粘性土承载力特征值fa（Kpa）与N的关系

N（击/30cm） 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 

fa（Kpa） 105 145 190 235 280 325 370 430 515 600 680 

注：表2-11、表2-12引自《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-）

(b) 确定地基土压缩模量Es及变形模量E0（表3-46）：

表3-46 E0(Mpa)或Es(Mpa) 与N的关系

研究者 关系式 适用范围 

湖北省水利电力勘察设计院 E0=1.0658N+7.4306 粘性土、粉土 

冶金部武汉勘察公司 Es=1.04 N+4. 中南、华东地区粘土 

西南综合勘察院 Es=0.276 N+10.22 唐山粉、细砂（地下水位以下） 

Schultze（德国） Es=0.49N+7.1 细砂（地下水位以下） 

(c)确定砂土的抗剪指标（表3-47）：

表3-47 砂土内聚力c、内摩擦角φ与N（手）的关系

N 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 25 29 31 

c（Kpa） 17 36 49 59 66 72 78 83 87 91 98 103 107 

φ（度） 17.7 19.8 21.2 22.2 23.0 23.8 24.3 24.8 25.3 25.7 26.4 27.0 27.3 

注：此表引自冶金部武汉勘察公司。N（手）是用手拉绳方式测得，与机械化自动落锤所得N（机）的关系式为：N（手）=0.74+1.12 N（机）

(d)判定砂土的密实度（表4-48）：

表3-48 标贯击数N与砂土的密实度的关系

标贯锤击数N（击/30cm） 密实度 

N≤10 松散 

10＜N≤15 稍密 

15＜N≤30 中密 

N≥30 密实 

注：本表引自《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），表中N值未加修正。

(e)判定粘性土的稠密度状态（表3-49）：

表3-49 粘性土的液性指数IL与N的关系

N ＜2 2-4 4-7 7-18 18-35 ＞35 

IL ＞1 1-0.75 0.75-0.50 0.50-0.25 0.25-0 ＜0 

稠密

状态 流动 软塑 软可塑 硬可塑 硬塑 坚硬 

注：此表引自冶金部武汉勘察公司。

(f)预估单桩竖向承载力（表30-5）：

表3-50 桩尖阻力Pp、桩侧阻力Pf与N的关系

土名 Pp（Kpa） Pf（Kpa） 

各种密度的砂土 324.4 N 2.03 N 

粉土、粉砂及泥炭土 171.2 N 4.28 N 

可塑状态粘土 74.9 N 5.35 N 

注：本表引自《工程地质手册第三版》Schmerfman提出。

(g)判别饱和砂土、粉土的液化：

《建筑抗震设计规范》（GBJ11-）明确规定对饱和砂土、粉土液化判定应采用标贯试验，在地面以下15m深度范围内，当饱和砂土、粉土实测标贯击数N′（未经杆长修正）小于下式Ncr时，应判为可液化土。

Ncr=No×[0.9+0.1×(ds-dw)] 

式中：Ncr—饱和土液化临界标贯锤击数；

No—饱和土液化判别基准标贯锤击数，按表3-51选用；

ds—标贯试验深度（m）；

dw—地下水位深度（m）；

ρc—饱和土的粘粒含量百分率（%），当ρc＜3时，取ρc=3。