靜力觸探和動(dòng)力觸探

一、靜力觸探

1.定義

靜力觸探是指利用壓力裝置將有觸探頭的觸探桿壓入試驗(yàn)土層，通過(guò)量測(cè)系統(tǒng)測(cè)土的貫入阻力，可確定土的某些基本物理力學(xué)特性，如土的變形模量、土的容許承載力等。

2.原理

靜力觸探的基本原理就是用準(zhǔn)靜力（相對(duì)動(dòng)力觸探而言，沒(méi)有或很少?zèng)_擊荷載）將一個(gè)內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭以勻速壓入土中，由于地層中各種土的軟硬不同，探頭所受的阻力自然也不一樣，傳感器將這種大小不同的貫入阻力通過(guò)電信號(hào)輸入到記錄儀表中記錄下來(lái)，再通過(guò)貫入阻力與土的工程地質(zhì)特征之間的定性關(guān)系和統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)取得土層剖面、提供淺基承載力、選擇樁端持力層和預(yù)估單樁承載力等工程地質(zhì)勘察目的。

拖掛式靜力觸探車(chē)

3.特點(diǎn)

靜力觸探既是一種原位測(cè)試手段，也是一種勘探手段，加壓方式有機(jī)械式、液壓式和人力式三種。它和常規(guī)的鉆探——取樣——室內(nèi)試驗(yàn)等勘探程序相比，具有快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)和節(jié)省人力等特點(diǎn)。此外，在采用樁基工程勘察中，靜力觸探能準(zhǔn)確地確定樁端持力層等特征也是一般常規(guī)勘察手段所不能比擬的。

靜力觸探在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，將靜力觸探所得比貫入阻力（Ps）與載荷試驗(yàn)、土工試驗(yàn)有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行回歸分析，可以得到適用于一定地區(qū)或一定土性的經(jīng)驗(yàn)公式，可以通過(guò)靜力觸探所得的計(jì)算指標(biāo)確定土的天然地基承載力。靜力觸探的貫入機(jī)理與建筑物地基強(qiáng)度和變形機(jī)理存在一定差異性，故不經(jīng)常使用。

靜力觸探主要適用于粘性土、粉性土、砂性土。就黃河下游各類(lèi)水利工程、工業(yè)與民用建筑工程、公路橋梁工程而言，靜力觸探適用于地面以下50m內(nèi)的各種土層，特別是對(duì)于地層情況變化較大的復(fù)雜場(chǎng)地及不易取得原狀土的飽和砂土和高靈敏度的軟粘土地層的勘察，更適合采用靜力觸探進(jìn)行勘察。

4.應(yīng)用范圍

1. 劃分土層，判定土層類(lèi)別，查明軟硬夾層及土層在水平和垂直方向的均勻性；
2. 評(píng)價(jià)地基土的工程特性、容許承載力、壓縮性質(zhì)、不排水抗剪強(qiáng)度、水平向固結(jié)系數(shù)、飽和砂土液化度、砂土密實(shí)度等；
3. 探尋和確定樁基持力層，預(yù)估打入樁沉樁可能性和單樁承載力；
4. 檢驗(yàn)人工填土的密實(shí)度及地基加固效果。

二、動(dòng)力觸探

1.定義

動(dòng)力觸探是動(dòng)力檢測(cè)試驗(yàn)的一種，即圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)，一般將圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)簡(jiǎn)稱(chēng)為動(dòng)力觸探或動(dòng)探。動(dòng)力觸探試驗(yàn)（DPT）是巖土工程勘察中十分常用的原位測(cè)試方法，利用一定的落錘質(zhì)量，將一定尺寸、一定形狀的探頭打入土中，依據(jù)貫入錘擊數(shù)，判定土層名稱(chēng)和工程性質(zhì)。若將錐形探頭換成管式標(biāo)準(zhǔn)貫入器，采用質(zhì)量63.5kg的落錘，則可稱(chēng)之為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）。

2.原理

動(dòng)力觸探的錘擊能量（重錘重量與落距的乘積），一部分用于克服土對(duì)探頭的貫入阻力，稱(chēng)為有效能；另一部分消耗于錘與觸探桿的碰撞、探桿的彈性變形、克服探桿與孔壁土的摩擦，以及觸探器貫人時(shí)地基土產(chǎn)生塑性變形所消耗能量、貫入時(shí)土的彈性變形消耗的能量等。

履帶式動(dòng)力觸探車(chē)

3.特點(diǎn)和應(yīng)用

動(dòng)力觸探是在靜力觸探試驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。對(duì)于粗顆粒土或貫人阻力大的地基土，需要用動(dòng)力才易于將探頭貫人。根據(jù)圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)指標(biāo)和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，可進(jìn)行力學(xué)分層,評(píng)定土的均勻性和物理性質(zhì)(狀態(tài)、密實(shí)度)、土的強(qiáng)度、變形參數(shù)、地基承載力、單樁承載力、查明土洞、滑動(dòng)面、軟硬土層界面，檢測(cè)地基處理效果等。

動(dòng)力觸探分為輕型、重型和超重型3種試驗(yàn)，三種重錘的重量分別為10kg、63.5kg和120kg。輕型動(dòng)力觸探適主要用于粘性土和粉土，常用來(lái)檢測(cè)淺基礎(chǔ)地基承載力和基坑驗(yàn)槽。重型動(dòng)力觸探適用于砂土和礫卵石，超重型動(dòng)力觸探適用于礫卵石，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)適用于粘性土、粉土和砂土。

4.技術(shù)要求

1. 采用自動(dòng)落錘裝置;
2. 觸探桿大偏斜度不應(yīng)超過(guò)2%，錘擊貫入應(yīng)連續(xù)進(jìn)行;同時(shí)防止錘擊偏心、探桿傾斜和側(cè)向晃動(dòng)，保持探桿垂直度;錘擊速率每分鐘宜為15～30擊;
3. 每貫入1m，宜將探桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈半;當(dāng)貫入深度超過(guò)10m，每貫入20cm宜轉(zhuǎn)動(dòng)探桿一次;
4. 對(duì)輕型動(dòng)力觸探當(dāng)N10>100或貫入15cm錘擊數(shù)超過(guò)50時(shí)，可停止試驗(yàn);對(duì)重型動(dòng)力觸探，當(dāng)連續(xù)三次N63.5>50時(shí)，可停止試驗(yàn)或改用超重型動(dòng)力觸探。