工程地质原位试验

1. 如何做工程地质勘察报告

摘要：岩土工程勘察报告是建筑地基基础设计和施工的重要依据。在保证外业和实验资料准确可靠的基础上,文字报告和有关图表应按合理的程序编制。要重视现场编录、原位测试和实验资料检查校核,使之相互吻合,相互印证。地基岩土分层是一个重要环节,要根据岩土地质时代、土的成因类型、岩土性质、状态、岩石风化程度和物理力学特征合理划分。岩土的工程力学性质是根据原位测试和实验资料的数理统计值综合判定。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价建筑场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为工程设计和施工提供合理适用的建议。

关键词：岩土工程勘察 报告 图表 编制程序 岩土分层

岩土工程勘察报告是工程地质勘察的最终成果,是建筑地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和建筑施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同;有关规范、规程对报告的编写也有相应的要求。下面着重谈一谈有关工业与民用建筑的岩土工程勘察报告编写工作,且侧重于详细勘察阶段。

1报告的编制程序

一项勘察任务在完成现场放点、测量、钻探、取样、原位测试、现场地质编录和实验室测试等前期工作的基础上,即转入资料整理工作,并着手编写勘察报告。岩土工程勘察报告编写工作应遵循一定的程序,才能前后照应,顺当进行。不然的话,常会出现现场编录与实验资料的矛盾、图表间的矛盾、文图间的矛盾,改动起来费时费力,影响效率,影响质量。

通常的编制程序是:

(1)外业和实验资料的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是实验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)平面位置图。

(2)对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与实验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和实验资料相矛盾。例如:野外定名为粘土的,实验出来的塑性指数却<17;野外定名为细砂的,实验资料为中砂,其0.25～0.5ｍｍ颗粒含量百分比达50%以上;野外定为可塑状态粘性土的,实验出来的液性指数却<0;野外定为稍密状态的砂性土,标准贯入击数却<10击;野外定为淤泥或淤泥质土的,实验出的孔隙比却<1;野外定为硬塑粘性土的,标贯击数却<18击……产生诸如此类的矛盾,或由于野外分层深度和定名不准确,或试验资料不准确,应找出原因,并修改校正,使野外对岩土的定名及状态鉴定与实验资料和原位测试数据相吻合。

(3)编绘钻孔工程地质综合柱状图。

(4)划分岩土地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。然后编制分层统计表,包括各岩土层的分布状态和埋藏条件统计表,以及原位测试和实验测试的物理力学统计表等。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。

(5)编绘工程地质剖面图和其它专门图件。

(6)编写文字报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。在较大的勘察场地或地质地貌条件比较复杂的场地,应分区进行勘察评价。

2报告论述的主要内容

报告应叙述工程项目、地点、类型、规模、荷载、拟采用的基础形式;工程勘察的发包单位、承包单位;勘察任务和技术要求;勘察场地的位置、形状、大小;钻孔的布置者和布置原则,孔位和孔口标高的测量方法以及引测点;施工机具、仪器设备和钻探,取样及原位测试方法;勘察的起止时间;完成的工作量和质量评述;勘察工作所依据的主要规范、规程;其它需要说明的问题。报告应附勘探点(钻孔)平面位置图、勘探点测量成果表和勘察工作量表。倘若勘察工作量少,可只附图而省去表。一个完整的岩土工程勘察报告,由下面几部分组成。

2.1地质地貌概况

地质地貌决定了一个建筑工地的场地条件和地基岩土条件,应从以下三个方面加以论述:(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,勘察场地所在的构造部位;岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度。由于勘察场地大多地处平原,应划分第四系的成因类型,论述其分布埋藏条件、土层性质和厚度变化。(2)地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分。如果场地小且地貌简单,应着重论述地形的平整程度、相对高差。(3)不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。如在碳酸盐岩类分布区,则要叙述岩溶的发育及其分布、埋藏情况。如果勘察场地较大,地

2. 岩土工程勘探与原位测试实物工作收费附加调整系数叠加吗

地质勘探收费标准如下：

1，工程勘察收费＝工程勘察收费基准价 ×（1±浮动幅度值） 。

2，工程勘察收费基准价＝工程勘察实物工作收费＋工程勘察技术工作收费 。

3，工程勘察实物工作收费＝工程勘察实物工作收费基价×实物工作量×附加调整系数 4 工程勘察技术工作收费=工程勘察实物工作收费×技术工作收费比例。

工程勘察收费是指勘察人根据发包人的委托，收集已有资料、现场踏勘、制订勘察纲要，进行测绘、勘探、取样、试验、测试、检测、监测等勘察作业，以及编制工程勘察文件和岩土工程设计文件等收取的费用。

3. 原位测试的一般规定

第1条 软土地区工程地质勘察应增加原位测试工作量，其布置应与钻探、室内试验的配合和对比，以提高勘察质量。原位测试成果的使用应考虑地区性和经验性。
第2条 原位测试一般包括静力触探试验、十字板剪切试验，标准贯入试验、旁压试验、载荷试验及波速试验等。选用原位测试方法应以土层情况、设计参数的要求以及建筑物等级等因素确定。
第3条 采用静力触探方法评价土的强度和变形指标时，应结合本地区经验取值。应用静力触探曲线分层时，应综合考虑土的类别，成因和地下水条件等因素。
第4条 十字板剪切试验适用于测定软土的抗剪强度。对重荷载的大型建筑，应测定其残余强度并计算其灵敏度。
第5条 标准贯入试验可用于评价土的均匀性和定性地划分不同性质的土层，以及软土中夹砂层的密实度和承载力。
第6条 旁压试验宜采用自钻式旁压仪。依据仪器设备和土质条件，选择适当的钻头、转速、进速、泥浆压力和流量、刃口的距离等以确定最佳自钻方式。
第7条 用载荷试验确定地基承载力时，承压板面积不宜小于5000 。承载力基本值的选用，应根据压力和沉降、沉降与时间关系曲线的特征，结合地区经验取值。
第8条 场地土的动力参数可采用弹性波速单孔法测试，测点间距宜采用1～1.5M。当地层复杂时，宜采用跨孔法。跨孔法的两测孔间距宜采用4～5M。并应测量孔斜。

4. 建筑地质勘察报告

摘要：岩土工程勘察报告是建筑地基基础设计和施工的重要依据。在保证外业和实验资料准确可靠的基础上,文字报告和有关图表应按合理的程序编制。要重视现场编录、原位测试和实验资料检查校核,使之相互吻合,相互印证。地基岩土分层是一个重要环节,要根据岩土地质时代、土的成因类型、岩土性质、状态、岩石风化程度和物理力学特征合理划分。岩土的工程力学性质是根据原位测试和实验资料的数理统计值综合判定。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价建筑场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为工程设计和施工提供合理适用的建议。

关键词：岩土工程勘察 报告 图表 编制程序 岩土分层

岩土工程勘察报告是工程地质勘察的最终成果,是建筑地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和建筑施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同;有关规范、规程对报告的编写也有相应的要求。下面着重谈一谈有关工业与民用建筑的岩土工程勘察报告编写工作,且侧重于详细勘察阶段。

1 报告的编制程序

一项勘察任务在完成现场放点、测量、钻探、取样、原位测试、现场地质编录和实验室测试等前期工作的基础上,即转入资料整理工作,并着手编写勘察报告。岩土工程勘察报告编写工作应遵循一定的程序,才能前后照应,顺当进行。不然的话,常会出现现场编录与实验资料的矛盾、图表间的矛盾、文图间的矛盾,改动起来费时费力,影响效率,影响质量。

通常的编制程序是:

(1)外业和实验资料的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是实验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)平面位置图。

(2)对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与实验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和实验资料相矛盾。例如:野外定名为粘土的,实验出来的塑性指数却<17;野外定名为细砂的,实验资料为中砂,其0.25～0.5mm颗粒含量百分比达50%以上;野外定为可塑状态粘性土的,实验出来的液性指数却<0;野外定为稍密状态的砂性土,标准贯入击数却<10击;野外定为淤泥或淤泥质土的,实验出的孔隙比却<1;野外定为硬塑粘性土的,标贯击数却<18击……产生诸如此类的矛盾,或由于野外分层深度和定名不准确,或试验资料不准确,应找出原因,并修改校正,使野外对岩土的定名及状态鉴定与实验资料和原位测试数据相吻合。

(3)编绘钻孔工程地质综合柱状图。

(4)划分岩土地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。然后编制分层统计表,包括各岩土层的分布状态和埋藏条件统计表,以及原位测试和实验测试的物理力学统计表等。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。

(5)编绘工程地质剖面图和其它专门图件。

(6)编写文字报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。在较大的勘察场地或地质地貌条件比较复杂的场地,应分区进行勘察评价。

2 报告论述的主要内容

报告应叙述工程项目、地点、类型、规模、荷载、拟采用的基础形式;工程勘察的发包单位、承包单位;勘察任务和技术要求;勘察场地的位置、形状、大小;钻孔的布置者和布置原则,孔位和孔口标高的测量方法以及引测点;施工机具、仪器设备和钻探,取样及原位测试方法;勘察的起止时间;完成的工作量和质量评述;勘察工作所依据的主要规范、规程;其它需要说明的问题。报告应附勘探点(钻孔)平面位置图、勘探点测量成果表和勘察工作量表。倘若勘察工作量少,可只附图而省去表。一个完整的岩土工程勘察报告,由下面几部分组成。

2.1 地质地貌概况

地质地貌决定了一个建筑工地的场地条件和地基岩土条件,应从以下三个方面加以论述:(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,勘察场地所在的构造部位;岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度。由于勘察场地大多地处平原,应划分第四系的成因类型,论述其分布埋藏条件、土层性质和厚度变化。(2)地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分。如果场地小且地貌简单,应着重论述地形的平整程度、相对高差。(3)不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。如在碳酸盐岩类分布区,则要叙述岩溶的发育及其分布、埋藏情况。如果勘察场地较大,地

5. 什么是工程地质原位测试

现场原位测试是指在工程地质勘察现场，在不扰动或基本不扰动地层的情况下对地层进行测试,以获得所测地层的物理力学性质指标及划分地层的一种勘察技术。
比如：静力触探、动力触探、旁压试验、十字板剪切试验、静力载荷试验、标准贯入试验、现场剪切试验。

6. 高层建筑工程地质勘察要点有哪些

高层建筑工程地质勘察要点为：
1、勘探孔布置见附图，勘探单位可根据现场情况适当调整，但应满足：控制性孔占勘察孔总数约1/3，取土样试样和进行原位测试的勘察孔在平面上均匀分布，其数量占勘探孔总数为1/3~1/2。
2、钻孔深度：因没有提供初勘报告，一般勘察孔的深度，由勘察单位根据当地土层情况按《岩土工程勘察规范GB50021-2001》和《高层建筑岩石工程勘察规程JGJ 72—2004》定，控制孔深度宜到满足沉降计算要求。如预定的孔深未见良好持力层时，钻孔应加深，直至进入良好持力层。查明基岩面起伏状况，钻孔进入持力层深度不小于5m。
3、应判定各土层的成因时代，对场地的工程地质条件作出评价；提供场地土类别及场地地震效应评价。
4、查明各土层的类别、厚度、坡度、土性参数。并对地基土的稳定性和承载能力作出评价。提供各土层的一般物理力学指标、抗剪（固结快剪、快剪）强度指标等设计要素。提供桩基设计所需的岩土参数，要求提供桩侧极限摩阻力标准值、桩端极限阻力标准值并推荐指标，建议桩的类型、长度及施工方法，提供桩的垂直极限承载力设计推荐值。
5、提供地基土的变形参数，建议基础的合理形式并估算相应的沉降值。
6、提供基坑开挖所需岩土技术参数。
7、钻孔取样间距一般为1.0m，当土层变化大时，应加取土样或连续取样。
8、查明浅层地质的小螺孔间距及孔深根据当地土层情况，由勘察单位自定，若遇地质不良(软土及液化砂土、溶洞等)或场地土层复杂(岩层起伏)时应适当增加布孔数量或孔深。

7. 什么是工程地质原位测试

原位测试是指在工程地质勘察现场，在不扰动或基本不扰动地层的情况下对地版层进行测试权,以获得所测地层的物理力学性质指标及划分地层的一种勘察技术。
比如：静力触探、动力触探、旁压试验、十字板剪切试验、静力载荷试验、标准贯入试验、现场剪切试验。

8. 　土体原位测试对碎石桩加固填土地基质量的检测

（一）碎石桩质量检测结果

某工程位于沟谷之中，现已用土填平，并经过初步碾压，并对填土地基进行了碎石桩加固。建设和设计方要求对碎石桩加固填土地基的质量进行检测，并对检测提出以下要求：

（1）本次碎石桩加固地基的质量检测点分为A、B两类。A类点按正六边形布置，计5处（A₁—A₅）；B类点按菱形布置，有7处（B₁—B₇）；其具体位置见附图（略）。

（2）地基质量检测要求达到以下几点：

①根据设计要求，提出碎石桩加固地基承载力和变形模量值，加固后的地基承载力不应小于180kPa，压缩模量大于10MPa；

②提供碎石桩密实度资料；

③给出由桩和桩间土测试数据求解复合地基承载力和变形模量的计算过程。

检测方法是：

检测复合地基质量，可根据工程规模、土类、桩型等选用不同方法。鉴于此项工程为一低层建筑，桩间土中混有大小不等的碎石，故选用了动力触探和旁压测试两种方法。虽也可采用载荷测试和静力触探测试，但前者成本高，后者遇碎石会损坏仪器，故放弃。为了验证旁压试验的准确性，曾与在同一测试地点的检验本填土质量的载荷测试成果进行了对比，如表8—1所示。

表8—1PMT与PLT试验成果对比

由表8—1知，E₀=2.36Em，说明旁压测试检测桩间土的方法可靠。

用重型动力触探检测碎石桩承载力、变形模量和密实度及桩间土质量，并和旁压测试成果对比，互相验证，可确保检测质量有较高的可靠性。

（二）复合地基质量检测结果

1.地层情况

该工程包括化工厂食堂及小餐厅。地基土主要由粘性土和少量砂土以及混有一些碎石的填土组成。原始地表高程为99.5—100.0m左右，位于阶地面区，现填土压实后的地面高程为104.5m左右，填土厚度则为4.5—5.0m左右。填土龄期已有一年半时间，经过碾压，比较密实。但存在碾压不均，各处强度差别较大的情况，不宜作为天然地基，必须进行地基处理。

填土经过碎石桩挤密后，桩间土的强度有不同程度的提高，地基强度的均一性也得到了加强。如表8—2所示。但随深度增加，提高幅度减小，可能和桩长不足有关。

表8—2碎石桩加固地基前后，填土强度变化比较表

根据旁压试验钻孔取土直接观察描述，可得到准确的地层剖面。自地表至地下8m深度范围内可将地基土分为以下四层（挤密碎石桩加固地基工程地质剖面图略）：

①粘土层：分布深度为0—2.7m左右。此层可细分为三层：0—0.36m为杂填土层，褐黄色粘土夹砖、石碎块，其最大直径为20cm;0.36—0.92m为粘土层，褐色，均一，硬塑；0.92—2.7m为粘土层，铁锰质薄膜浸染，均一，硬塑至坚硬。

第①层土表层（0—1.0m）承载力较低，下部较高。

②砂层：灰白色，细砂夹砖块、石块或少量粘性土，分布深度一般为2.7—3.5m，个别地点达4.0m。处于密实状态，承载力高，旁压成孔时人力钻进困难，重型（2）动力触探锤击数N_63.5平均值为10左右。

③粉质粘土层：褐黄色，分布深度一般为3.5—5.0m，处于硬塑状态，土层均一，承载力较高。

④粘土层：以深褐色（栗色）为特征，为晚更新世老粘土，广泛分布在5.0m深度以下，处于硬塑至坚硬状态，承载力高，且随深度增加，承载力有随之增高的趋势。

2.桩间土质量

（1）桩间土层试验指标统计：设计碎石桩按正三角形布设，间距为1.5m，桩径为0.6m，桩长为8.0m。桩间土出露面积占复合地基总面积的80%，桩间土的强度对复合地基的强度大小起着决定性的作用。

表8—3食堂及小餐厅地基桩间土旁压测试成果统计表

鉴于上述原因，对桩间土进行了全面的，自上而下的旁压和动力触探试验。试验孔位置一般定在正三角形的中心，求得了大量的第一手的可靠的试验数据。对其进行统计、分析、取值，为获取计算复合地基承载力等关键参数是必不可少的。参数选得准确，可靠，才会使计算结果符合实际，也是提高检测工作质量的前提。

试验指标统计原则：①按土层不同分别统计；②按不同测试方法分别统计；③按软弱区与正常区分别统计；④按一定的数理统计方法选取计算参数值。

（2）计算指标的选取：通过对表8—3、表8—4、表8—5试验成果初步统计，求得各土层试验指标的算术平均值。根据均值的大小，可将食堂及小餐厅桩间土划分为正常区和软弱区。软弱区为B₆,B₇检测点及其附近，以及A₁检测点上部地基土，其它检测点均属正常区。然后，进行分区统计。

按上述方法得到的各指标均值，可作为地基土参数基准值，再经过一定修正，可得到参数标准值。

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中：f_k——岩土参数标准值；

r_s——统计修正系数；

f_m——岩土参数平均值。

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中，n为统计频数。

或

因r_s服从t分布函数，可得置信区间α＝0.05时的β值，而变异系数δ取值如下：对于旁压模量E_m，取δ＝0.30；对于旁压极限荷载P_L和土层承载力f_k，取δ＝0.40。

根据上述方法和原则，所得地基桩间土层参数标准值如表8—6所示。

上表是根据旁压试验数据，经数理统计分析后得出的，准确性好。动力触探检测桩间土的锤击数可作为参考。

3.碎石桩质量

用重型（2）动力触探检测桩的总数占检测区总桩数的2.4%，符合地基验收规范≥2%的规定。检测深度一般达到桩的长度，有的已超过实际桩长。检测孔最深达10.2m。

经检测，碎石桩直径为50—55cm左右，碎石为灰岩碎块，多呈板状或块状。碎石块最大直径（以长轴计）为12cm，约占碎石含量的15%；碎石块直径一般为3—5cm，约占碎石含量的75%，其他粒径石块含量约占10%，碎石中不含泥土。在成桩过程中，重1.2t的落锤以3—4m的落距分层（每层约30cm厚）将桩管中的碎石击实，每层击数6次左右。落锤端部为圆锥形，可将碎石桩中心的岩块击成粉末状，粉末强度比岩块强度低。

在本次检测中，发现有一部分桩（主要集中在B6和B7检测点及其附近）的桩长及密度均未达到设计要求，最短一根桩只有2.8m，最长桩也只有4.4m，且测桩击数N_63.5自上而下变化不大，只有3—10击左右，明显低于正常区桩的锤击数和密实度，加上此区桩间土强度也很低（78kPa），桩的承载力为200kPa，孔隙比e=0.5。所以将此区定为软弱区，必须补打碎石桩，桩长8m，补打在三角形中心，对原有桩也应重新加长、击实，并派人监督施工，以确保地基强度一致，减少地基不均匀沉降至允许程度，以保证小餐厅的安全与正常使用。

表8—4食堂及小餐厅地基桩间土动力触探试验成果统计表

注：1.锤击数

为厚度加权平均值。

2.因触探杆长度较短（一般小于10m），对N_63.5均未进行杆长修正。

表8—5试验区成果统计表

注：静力载荷试验求地基承载力方法，以直线端点所对应的压力值为准。

表8—6食堂及小餐厅桩间土层强度参数标准值

其他检测点的碎石桩桩长一般为6m左右，桩的密实度由上而下递增，如以基础埋深1.5m为界，则碎石桩在1.5m深度以下的桩的承载力f_p,k≥400kPa，密实，孔隙比e≤0.35。

（三）复合地基强度指标计算

根据《建筑地基处理技术规范》所推荐的求复合地基强度指标的计算公式，并应用前面提供的计算参数和设计参数，即可求得复合地基强度指标。

1.复合地基承载力f_sp,k（8-1）

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中：f_zp,k——复合地基承载力标准值；

f_s,k——桩间土承载力标准值；

f_p,k——碎石桩单位截面积承载力标准值；

m——面积置换率。

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中：d——桩的直径，0.55m;

d_c——等效影响圆直径，按等边三角形布置时，d_c=1.05s;

s——桩的间距，1.5m。

计算结果如表8—7所示。

表8—7复合地基承载力标准值表

注：同一层中，线上指标为软弱区的，线下指标为正常区的。

2.复合地基变形模量E_spo

根据《建筑地基处理技术规范》所推荐的求复合地基压缩模量的公式：

E_sp=[1+m（n-1）]E_s和理论公式

可推导出：

土体原位测试机理、方法及其工程应用

式中：E_sp——复合地基压缩模量；

E_spo——复合地基变形模量；

n——桩土应力比，在此取2;

E₀——土的变形模量；

E_so——桩间土变形模量；

μ——土的泊松比，其值由土类及其稠度状态决定。

其他符号意义同前。

求得复合地基各变形模量值如表8—8所示。

表8—8复合地基变形模量标准值表

（本实例图件略）

（四）结论和建议

经过现场测试及室内资料整理和计算，可以得到如下结论：

（1）经碎石桩加固后的复合地基承载力和变形模量标准值如表8—9所示。

表8—9食堂、小餐厅复合地基承载力和变形模量标准值表

（2）碎石桩体的密实度分正常区和软弱区（B₆、B₇检测点及其周围地区），正常区内的碎石桩密度顶部（地表下1.5m深度范围内）较差，下部密实，考虑到基础埋深1.5m，所以正常区碎石桩的密度（1.5m深度以下）的孔隙比指标e小于和等于0.35，其承载力为400kPa。软弱区的桩密实度上、下都不密实，e=0.5桩长≤4.4m。

（3）化工厂厂前区食堂及小餐厅复合地基强度不均一，可分为软弱区和正常区。正常区范围大，包括A₂、A₃、A₄、A₅、B₁、B₂、B₃、B₄、B₅检测点及其邻近地区，经碎石桩加固后的地基强度已满足设计要求，可进行基坑开挖和建筑施工。

软弱区范围较小，包括B₆、B₇检测点及其邻近地区，桩长及密度，桩间土强度都远低于设计要求，必须重新加固处理。建议将软弱区中的原桩加长到8m，并击实，还需在每个正三角形中心再补打一根碎石桩，以提高桩间土强度，桩长仍为8m，并击实。A₁检测点及其邻近地区也应再处理，以提高桩间土及复合地基强度。

（4）软弱区重新处理后，建议再作检测，以验证补打碎石桩后，复合地基强度是否达到设计要求，确保建筑物安全和正常使用。

9. 标准贯入试验

一、试验设备及操作技术要点

1.试验设备

标准贯入试验的设备包括：标准贯入器、触探杆、穿心锤与锤垫四部分，见图4-4所示。目前，国际上常用的设备规格已经统一，见表4-8。

表4-8 标准贯入试验设备规格

图4-4 标准贯入试验设备(单位：mm)

1—贯入器靴；2—由两半圆形管合成的贯入器身；3—出水孔；4—贯入器头；5—触探杆；6—锤垫；7—穿心锤

2.试验的操作技术要点

(1)为保证标准贯入试验孔的质量，要求采用回转钻进，以尽可能减少对孔底土的扰动。当钻进至试验标高以上15cm处，停止钻进。

还应注意的是：①仔细清除孔底残土到试验标高；②在地下水位以下钻进时，或遇承压含水砂层时，孔内水位应始终高于地下水位，应保持孔底土处于平衡状态，以减少对土的振动扰动；③当下套管时，要防止套管超过试验标高，否则会使N值偏大；④缓慢下放钻具，避免孔底土的扰动；⑤为防止涌砂或塌孔，应采用泥浆护壁。

(2)为保证锤击时钻杆不发生侧向晃动，钻杆应定期检查，使钻杆弯曲度小于0.1%，接头应牢固。

(3)穿心锤落距为76cm，应采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并减小导向杆与锤之间的摩阻力，避免锤击时的偏心和侧向晃动，以保持锤击能量恒定。

(4)试验时，先将整个杆件系统连同静置于钻杆上端的锤击系统，一起下到孔底。首先将贯入器以每分钟15～30击的速度打入土层中15cm，以后开始记录打入30cm的锤击数，即为实测锤击数N。当N＞50击，而贯入度未达30cm时，可记录50击的实际贯入深度，终止试验。按实际50击时的贯入度ΔS(cm)，按式(4-15)计算贯入30cm的锤击数。

土体原位测试与工程勘察

(5)提出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别、描述、记录，保存土样备用。

(6)最后绘出击数N和贯入深度(H)的关系曲线(图4-3)。

二、成果的校正

试验的影响因素是很复杂的。其中有些因素可通过标准化的办法使其统一以减少对试验成果的影响，如设备、落锤方法、试验方法等影响因素属于此类；但另一些因素如杆长，地下水位、上覆压力等，则是无法人为控制的。

1.杆长的影响

触探杆长度对测试结果的影响，国内外存在不同的看法。有两种代表性的分析理论，即：古典的牛顿碰撞理论及弹性杆件中波动理论。

按牛顿碰撞理论，随杆长增长，杆件系统受锤击碰撞后用于贯入土中的有效能量逐渐变小；而按弹性波动理论，随杆长的增长，有效能量却是逐渐增大，超过一定杆长后，有效能量趋于定值。

国内对此因素有两种不同的处理意见：

《建筑地基基础设计规范》(GBJ 7-89)规定杆长＞3m时锤击数按下式进行杆长修正：

N=αN′ (4-16)

式中：N为标贯试验经杆长修正后的锤击数；N′为实测的标贯击数；α为长度修正系数，查表4-9。

表4-9 探杆长度校正系数α表

该表中α值，实际上是以牛顿碰撞理论为基础计得的。

如用弹性杆件波动理论，当杆长 l≥14m，α=1.0；当杆长小于14m，由于输入钻杆的锤击能量随着杆长变短而变小，使击数值偏大，α偏小，故不做杆长修正。

《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-1999)及《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)规定不进行杆长修正。

2.地下水位影响的校正

Terzaghi和Peck提出，当实测N′＞15的饱和粉细砂，建议用下式校正：

土体原位测试与工程勘察

交通部《港口工程地质勘察技术规范》规定，当用N值确定砂土的相对密度D_r及内摩擦角φ值时，对地下水位以下的中、粗砂层的N值，宜按下式校正：

N=N′+5 (4-18)

3.上覆压力影响的校正

长期以来国内不考虑上覆压力的影响。

三、标准贯入试验成果的应用

根据标准贯入试验的锤击数，可对砂土、粉土、粘性土的物理状态，土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，砂土和粉土的液化，成桩的可能性等作出评价。

1.评定土的强度指标

评定砂土的内摩擦角φ及粘性土的不排水抗剪强度C_u有多种方法：

(1)Terzaghi和Peck提出粘性土不排水抗剪强度C_u为：

C_u=(6～6.5)N (4-19)

(2)Gibbs和Holtz统计的砂土经验关系式为：

土体原位测试与工程勘察

式中：σ_v0为上覆压力(t/m²)。

(3)Behpoor结合60项工程，对伊朗的亚粘土及粉质粘土(N＜25击)，得：

q_u=15N(kPa) (4-21)

(4)南京水利科学研究院于1950～1960年期间，在我国东南沿海诸省的101项工程中积累了大量的试验资料，统计出标贯击数与无侧限抗压强度q_u的关系式有：

对粘土地基，有792个标贯试验，I_p＞17，粘粒含量0%～87%，得：

q_u=14N+3(kPa) (4-22)

对壤土地基，共有596个标贯试验，I_p=7～17，粘粒含量为0%～54%，得：

q_u=15.3N(kPa) (4-23)

2.评定砂土的相对密度和密实程度

直接按N值判定砂土的密实程度，见表4-10。

表4-10 直接按N值判定砂土的紧密程度

3.评定粘性土的稠度状态

用N与粘性土的稠度状态建立相关关系，国内外均有研究。Terzaghi和Peck(1946)提出的标贯击数与稠度状态关系，见表4-11。武汉冶金勘察公司曾用149组资料得到标贯击数与稠度状态统计的经验关系，基本上与Terzaghi及Peck(1948)的结果相近。据表4-12就可以得到土对应于N值的稠度状态。

表4-11 粘性土N与稠度状态关系(Terzaghi和Peck)

表4-12 N与液性指数I_L的关系

4.评定地基土的承载力

国外在以标贯试验确定粘性土地基的承载力时，一般是由N值推求抗剪强度或无侧限抗压强度q_u，再按理论公式计算承载力。

在国内，着重开展标贯试验与载荷试验对比研究，并提出经验关系。

《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)，对砂性土承载力标准值，列于表4-13，对粘性土承载力标准值，列于表4-14。

表4-13 N值与砂性土承载力标准值f_k的关系

表4-14 N值与粘性土承载力标准值f_k的关系

国内很多单位也提出不少地区性的经验公式，使用时要注意地区性、土类的差异。

5.评定土的变形参数

用标贯试验估算土的变形参数时有两种途径：一种是与平板载荷试验对比，得出变形模量E₀；另一种是与室内压缩试验对比，得出压缩模量E_s值。一些经验关系式见表4-15所列。

表4-15 N值与E₀或E_s的经验关系式

6.预估单桩承载力及选择桩尖持力层

(1)求单桩承载力 用标贯击数直接估算桩端和桩周极限承载力，国外已有些经验可供借鉴。施默特曼(J H Schmertmann，1969)提出按表4-16估算打入桩单桩承载力。应用范围：N=5～60。N＜5时，用N=0计；N＞60时，用N=60计。

表4-16 利用N值估算桩端极限阻力q_bu和桩周极限阻力q_su

注：q_c为静力触探的贯入阻力；摩阻比即静力触探侧壁阻力和锥尖阻力之比。

日本《建筑钢管桩基础设计规范》规定：在持力层为砂土时，桩端极限阻力为：

土体原位测试与工程勘察

式中：N₁为桩尖以下2d范围内的N平均值；N₂为桩尖以下10d范围内的N平均值；d为桩身直径。

桩周总极限摩阻力为：

土体原位测试与工程勘察

式中：N_s为桩周为砂土部分N的平均值；N_c为桩周为粘性土部分N的平均值；A_s，A_c分别为桩在砂土层和粘性土层部分的侧面积。

北京地质勘察处研究所，曾收集31组试桩与标准贯入试验求单桩承载力的对比资料，提出以下公式求钻孔灌注桩极限承载力q：

土体原位测试与工程勘察

式中：q为灌注桩极限承载力(t)；l_c、l_s分别为桩身在粘性土部分与砂土部分的长度(m)；

、

分别为桩身在粘土层部分与砂土层部分的标准贯入击数之平均值；U为桩身周长(m)；AN_63.5为桩端截面积与标准贯入击数的乘积(m²)；H为孔底虚土厚度(m)。

当孔底虚土厚度H＞0.5m时，则采用下式：

土体原位测试与工程勘察

(2)选择桩尖持力层 利用标准贯入试验选择桩尖持力层，从而确定桩的长度是一个比较简便和有效的方法，特别是地层变化较大的情况更具突出的优点。

根据国内、外的工程实践，对于打入式预制桩，常选N=30～50击作为持力层。对广州地区的残积层N=30就可满足桩长15～20m对持力层的要求。但应用时应结合地区经验来考虑，如上海，一般在60m以下才出现N≥30击的地层；多用半支承半摩擦桩，即可把桩尖持力层选在地下35m及50m上下的N=15～20击的中密粉细砂及粘土层上。实践证明，这也是合理可靠的。

7.液化判别

20世纪60年代，Seed等人在对美国阿拉斯加地震及日本新泻地震的研究中，提出以标准贯入试验的N值为主要指标的“剪应力比-标准贯入法”是很有影响的。

在中国邢台、海城、唐山地震后，结合现场调查并进行理论分析研究，参考Seed等人的成果，提出了以标贯击数N值为主要参数，同时考虑地震烈度、有效覆盖压力和地下水位等主要因素的砂土和轻亚粘土的可能液化判别式。该公式纳入国家标准《建筑抗震设计规范》。

现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中规定：当饱和土标贯锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入击数的临界值时，应判为液化土。

液化判别标准贯入击数临界值可按下式计算：

土体原位测试与工程勘察

土体原位测试与工程勘察

式中：N_cr为液化判别标准贯入锤击数临界值；N₀为液化判别标准贯入锤击数基准值(表4-17)；d_s为饱和土标准贯入点所处深度(m)；d_w为地面到地下水位的深度(m)；p_c为粘粒含量(%)，当小于3或为砂土时，应采用3。

表4-17 标准贯入锤击数基准值

注：括号内数值用于设计基本地震加速度为0.15 g和0.30 g的地区。

参考文献

中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ 7-89，北京：中国建筑工业出版社

中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001，北京：中国建筑工业出版社

中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001，北京：中国建筑工业出版社

林宗元主编.2003.《简明岩土工程勘察设计手册》，北京：中国建筑工业出版社

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南京水利科学研究院土工所.2003.土工试验技术手册，北京：人民交通出版社

唐贤强，谢瑛，谢树彬等.1993.《地基工程原位测试技术》，北京：中国铁道出版社

王锺琦，孙广忠，刘双光等.1986.《岩土工程测试技术》，北京：中国建筑工业出版社

张喜发，刘超臣，栾作田，张文殊.1984.《工程地质原位测试》[M].地质出版社