2019年岩土工程勘察原位测试成果应用.doc

1

1 触探试验

1.1 动力触探试验（Dynamic penetration test 1.1.1轻型动力触探（N o ）试验成果应用

1?确定地基承载力特征值f a

、压缩模量E s

及孔隙比e 等物理力学性质指标

⑴《建筑地基基础设计规范》 GBJ7-89的规定 地基承载力按表1-1与表1-2确定。

⑵广东省建筑设计研究院资料

广州地区一般粘性土和新近沉积粘性土承载力经验公式见式 1-4（ 51组资料回归

方程，相关系数r=0.99），结果见表1-3。

f a =24+4.5N 10

式中：fa ——粘性土承载力特征值（kpa ）;

N 0――轻型动力触探击数。

《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》 DBJ01-501-92给出的N 0与地基土承载 力标准值fa 及压缩模量的关系见表1-4。

J-JU

岩

匚程勘察原位测试成果应用

一般粘性土承载力特征值f a 与N 0的关系 表1-1

素填土承载力特征值f a 与Nl

表1-2 注：本表只适用于粘性土与粉土组成的素填土。

广州地区N 0与f a 的关系

表1-3

⑶北京地区

）成果应用

（1-1）

2

北京地区N o 与承载力f ka (kpa)、压缩模量Es(Mpa)的关系

注：a 、在饱和粘性土中不宜单一采用轻型动力触探击数 N10确定承载力f ka

，应和其他原位测试方法综合确定;

b 、粉土指粘质粉土及Ip > 5的砂质粉土， Ip < 5的砂质粉土按粉砂考虑; C 、k 0.08

系承压板面积为50cmx 50cm 的平板载荷试验当沉降量为

1cm 时的附加压力;

d 表中素填土及变质炉灰栏目适于自重固结完成后，饱和度为 0.60或0.90时，可分别按表中上下限取值采用;

e 、变质炉灰的k 0.08

和E s

与素填土的相同。

⑷西安地区

西安地区含少量杂质的素填土承载力特征值 f a 与N 。及空隙比e 的关系见表1-5 0

粘性土与素填土的极限承载力标准 f uk 与N 0的关系见表1-6和表1-7 0

表1-4

0.75的均匀素填土及变质炉灰当饱和度为

表1-5

a 0注：本表引自西安市资料，当饱和度

Sr > 0.60取下限，Sr < 0.50取以上限。

⑸四川省地方标准《成都地区建筑地基基础设计规范》

(DB51/T5026-2001)

uk

3

表1-7

素填土极限承载力标准f uk

2?确定砂土密实度

N o 与砂土密实度关系见表1-8。

表1-8 N

10

与砂土密实度的关系

注：本表引自《岩土工程试验监测手册》

，林宗元主编，年。

1.1.2重型动力触探（^3.5 ）试验成果应用

1?确定地基土承载力f a

及变形模量&

⑴《工业与民用建筑工程地质勘察规范》 TJ21-77推荐使用的中、粗、砾砂及碎 石承载力特征值f a 与N33.5的关系见表1-9和表1-10。

⑵铁道部《动力触探技术规定》TBJ18-87的规定 砂土、碎石土基本承载力f 0及变形模量E o 与N33.5的关系见表1-11?表1-13 0

中、粗、砾砂承载力特征值f a 与23.5关系

表1-9

注：本表一般适用于冲积和洪积的砂土，但中、粗砂的不均匀系数不大于 6;砾砂的不均匀系数不大于 20

。

碎石土承载力特征值f a 与N33.5关系 表 1-10 注：本表一般适用于冲积和洪积的碎石土，其 d 60不大于30mm 不均匀系数不大于120,密度以稍密?中密为主。

中砂?砾砂地基承载力基本值 f 0与23.5关系

表 1-注：a 、本表适用于冲积和洪积的中砂、粗砂和砾砂； b 本表适用于深度范围为 1?20m

碎石土地基承载力基本值f 0及变形模量&与^3.5关系

表 1-12

注：a 、本表适用于冲积、洪积的圆砾、角砾、卵石和碎石；

b 本表适用的深度范围为 1?20no

表1-13 粉细砂的承载力标准值f k与N63.5关系

⑶黄土每击贯入度e与承载力标准值f k、变形模量E o的关系（原一机部勘察公

司资料）（表1-14）

表1-14 黄土贯入度e与承载力标准值f k、变形模量&的关系

⑷《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（条文说明）（表1-15）

N 63.5

注：、适用的深度范围为?、表内的为经杆长修正后的平均击数。

⑸广东省建筑设计研究院广东地区资料（表1-16?表1-17）

表1-16 3.5a

表1-17 砂土承载力f a （kp a）与陽5的关系

⑹细粒土承载力与N33.5的关系（表1-18 ）

表1-18 细粒土23.5与承载力（kpa）的关系

⑺铁道部第二勘测设计研究院资料利用N33.5确定地基土基本承载力f0与变形模量E0（表1-

19）

4

表 1-19 地基土承载力基本值f o 及变形模量E 与23.5关系

5

注：本表引自铁道部第二勘测设计院 （1988年）O

⑻四川省地方标准《成都地区建筑地基基础设计规范》 （DB51/T5026-2001） 松散卵石、圆砾、砂土极限承载力标准值 f uk 与N33.5的关系见表1-20 0 ⑼《四川省建筑地基基础质量检测若干规定（修订本） 》（2004年6月） 表1-20

松散卵石、圆砾、砂土极限承载力标准值

f uk （kpa ）与N53.5的关系

卵石土承载力特征值f ak 及变形模量E 与N53.5关系见表1-21 0

卵石土承载力特征值f ak 及变形模量E o 与Ni 3.5关系

表 1-21

⑽利用Ni3.5试验成果确定地基土变形模E o 的经验公式 ①铁道部第二勘测设计研究院的研究成果（1988年） 圆砾、卵石土地基变形模 E 0 （Mpa 按式1-7取值

0.7554

&=4.48 N

63.5

(1-2)

②冶金部建筑科学研究院和武汉冶金勘察公司资料

重型动力触探的动贯入阻力q d 与变形模量E o 的关系见式1-8和式1-9 0 粘性土、粉土:

E 0=5.488q d 1-468

(1-3)

填土:

&=10 (q d -0.56 )

(1-4)

2?确定地基土（砂土、碎石土）的密实

度

⑴《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）与《岩土工程勘察规范》

(GB50021-2001)

利用N63.5确定碎石土密实度见表1-22。

23.5

注：、本表适用于平均粒径小于等于且最大粒径不超过的卵石、碎石、圆砾、角砾。、表内为经综合修正后的平均击数。

⑵砂土密实度与N33.5的关系见表1-23。

3.5

注：、 3.5系指因杆长影响校正而未经地下水影响校正的锤击数。

b、本表引自《工程地质手册》（第三版）。

⑶四川省地方标准《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001）

利用N33.5划分碎石土密实度见表1-24。

23.5

⑷确定地基土孔隙比e （机械工业部第二勘察研究院）

地基土孔隙比e与N33.5的关系见表1-25。

3.确定桩基承载力

⑴沈阳地区确定单桩承载力经验公式（沈阳市桩基础试验研究小组资料）

(1-5)

R=24.3N63.5/ +365.4 (1-6)

6

63.57

注：本表引自《工程地质手册》 第三版。

式中：P a ――单桩竖向承载力（KN ；

L —桩长（m ；

i ――桩进入持力层的长度（m ；

E --- 打桩贯入度，米用最后10击的每一击贯入度（cm ）;

e ――动力触探在桩尖以上10cm 深度内修正后的平均每击贯入度（cm ）； 由地面至桩尖处，重型动力触探平均每 10cm 修正后的锤击数;

a ――系数，按表1-26确定。

对大桩机:

Pa

=

QH +QH (2N 63.5) 9(0.15+e) 12000

对中桩机:

经验系数a 值

表 1-26

⑵广东地区确定单桩承载力经验公式（广东省建筑设计研究院资

料）

N 63.5

(1-7)

8

P

=

QH ++QH(2N 63.5) '8(0.15+e) 4500

式中：P a ――单桩竖向承载力（KN ；

Q ――打桩机的锤重（KN ; H ——打桩机锤的落距（m ）;

e —

打桩机最后30

锤平均每一锤的贯入度，e

=35需（

叽 23/、N33.5――重型动力触探持力层的锤击数和总锤击数。

1.1.3超重型动力触探（N I 20）试验成果应用

1?确定地基土承载力f a

、变形模量E 及压缩模量E

⑴四川省地方标准《成都地区建筑地基基础设计规范》 （DB51/T5026-2001） 卵石土极限承载力标准值f uk 及变形模量&与N 20关系见表1-27。

根据N I 20试验成果按表1-27确定出变形模E o ,再按式1-10计算压缩模量Es 。

(1-9)

式中P 可按式1-10计算或按表1-28取值。

(1-10)

式中：卩——土的泊松比，卵石取 0.22?0.30，砂土取0.30。

卵石土极限承载力标准值f uk 及变形模量&

表 1-27

卵石土、砂土压缩模量Es 的确定

1-28 ⑵《四川省建筑地基基础质量检测若干规定（修订本） 》（2004年6月）

卵石土承载力特征值f ak 及变形模量E o 表 1-29

(1-8)

⑶中国建筑西南勘察院《120公斤锤重动力触探试验暂行规定》（1984年）

表1-30

⑷水利电力部动力触探规程说明书资料

表1-31 N I20

⑸成都地区卵石承载力f k及变形模量&

中国建筑西南勘察院王顺富（1986）、朱锦云（1981）研究资料见表1-32。

表1-32

2?确定地基土的密实度

⑴《岩土工程勘察规范》GB50021-2001的规定

N I20

⑵四川省地方标准《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001）

利用N I20划分碎石土密实度见表1-34。

2O

3.确定桩基承载力

⑴《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

干作业挖孔桩（清底干净，D=800m m极限端阻力标准值q pk利用碎石土密实度确定方法见表1-35 0

9

10

1-35 D=800m)m q pk (kpa)

注：碎石土密实度可利用

2O

动力触探试验成果按表 或表确定。

⑵四川省地方标准《成都地区建筑地基基础设计规范》 (DB51/T5026-2001)

表1-36

桩的极限端阻力标准值q pk (kpa)

注：碎石土密实度可利用

2O

动力触探试验成果按表 或表确定。

⑶《四川省建筑地基基础质量检测若干规定(修订本) 》(2004年6月)

表1-37

人工挖孔桩桩端卵石土极限端阻力特征值

q ua (k pa)

⑷中国建筑西南勘察院《120公斤锤重动力触探试验暂行规定》(1984年)

1-38

B(kpa)N 20

打入式预制桩桩端阻力经验公式:

⑸中国建筑西南勘察院王顺富的资料(经验公式及表 1-39?表1-41 )

经验公式

(1-12)

表1-40

沉管灌注桩桩端端阻力标准值 q p (kpa)与N I 2O 关系

预制桩桩端端阻力标准值q p (kpa)与N 20关系

表 1-39

B=2OON 2O +15OO

(1-11)

q p =55ON 2O

11

表1-41

钻（冲）孔灌注桩桩端端阻力标准值q p （kpa ）与NU 关系

1.2

标准贯入试验(Standart penetration test )

1?确定地基承载力

⑴《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）

确定地基承载力时，标准贯入试验锤击数按下式修正（计算值取至整数）

试验监测手册》）

砂土承载力特征值f a （ Kpa ）与N 的关系 表 1-47

粘性土承载力特征值f a （ Kpa ）与 N 的关系

表 1-48

砂土极限承载力标准值f uk （ Kpa ）与N 的关系

表 1-49

粉土极限承载力标准值f uk （ 表 1-50 粘性土极限承载力标准值f uk （Kpa ）与N 的关系

表 1-51

⑶交通部《港口工程设计规范》给出的地基承载力（引自林宗元主编《岩土工程

砂土地基承载力标准值f k （Kpa ）与N 的关系

表 1-52

"=平均击数卩-1.645（T (1-13)

表 1-53

老粘土和一般粘性土地基承载力标准值 f k （Kpa ）与N 的关系

12

⑷花岗岩残积土承载力（《深圳地区建筑地基基础设计试行规程》 SJG1-88的规

定）

对于二、三级建筑物的花岗岩残积土地基，当基础持力层为同一土层时，其承载 力基本值f o 可根据标准贯入试验锤击数 N 的平均值按表1-54确定。该值乘以回归修 正系数后为承载力标准值。

花岗岩残积土的承载力基本值f o （ Kpa ）与N 的关系

注：a 、括号中的数值提供内插用； b 、标准贯入值系校正后的 N,其值过高或过低时应专门研究； C 、标贯采用自 由落锤；d 砾质粘性土、砂质粘性土和粘性土，分别指大于 2mm 勺颗粒含量> 20% < 20% 0%勺花岗岩残积土。

⑸地基土承载力与标准贯入击数 N 的经验关系（引自林宗元主编《岩土工程试验 监测手册》）

地基土承载力与标准贯入击数 N 的经验关系见表1-55。

o k 手械化自动落锤方法所得锤击数

N 机略高。N 机与N 手的关系：N 手0.738+1.12N 机，适用范围为2< N 机<23。

表 1-54

2?确定粘性土状态与无侧限抗压强度

q u （k

pa ）

13

⑴标准贯入试验锤击数N 手与粘性土状态的关系（冶金部勘察公司资料） 经验公式为

⑵标准贯入试验锤击数与粘性土状态及无侧限抗压强度 q u （kpa ）的关系

① Terzaghi & Peck 资料

对一般粘性土

q u =14N

对老堆积土

q u =14N

式中：qu --- 无侧限抗压强度（kpa ）。

3?判定砂土的密实度

岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） 及四川省地方标准《成都地区建筑地基基础设计规范》 （DB51/T5026-2001）的规定

致，详见表1-59。

⑴各地区确定E 或E 的经验公式

粘性土液性指数I I 与N 手的关系

表 1-56

注：a 、适用于冲积、洪积一般粘性土； b 、N 机与N 手的关系按表1-55所注进行换算。

稠度状态与N 的关系

表 1-57

②《港口工程地质勘察规范》对长江中下游粘性土提出的关系 表 1-58

标贯击数N 与砂土的密实度的关系

4.确定地基土抗剪强度指标（C 、©）及变形参数（压缩模量 E 及变形模量&）

Igl L =0.2942-0.672lgN 手

(1-14)

(1-15)

(1-16)

表1-59 E 0（Mpa）或巳（Mpa）与N的关系

⑵冶金部武汉勘察公司资料

表1-60 N 手与Es、内聚力C内摩擦角©的关系

⑶标准贯入试验锤击数与地基土抗剪强度指标（C、©）关系（冶金工业部武汉勘察公司）

表1-61 粘性土内聚力C内摩擦角©与N手的关系

⑷标准贯入试验锤击数与地基土抗剪强度指标（C、©）关系（江苏省水利工程总队）（杆长均不作修正）

表1-62 粘性土内聚力C、内摩擦角©与N手的关系（经验值）

表1-63 砂土内摩擦角©与N手的关系（经验值）

⑸国外有关资料

①国外有关砂土©值与N的关系式

14

表 1-64

砂土内摩擦角©与N 手的关系

15

注：日本国铁土构筑物设计施工指针规定采用

Peck 公式（N 值应进行钻杆长度和地下水的修正 ），但该式在上述公

② 国外用N 值推算砂土剪切角©

③ 西德E.Schultze & H.Menzenbach 确定地基土变形参数 Es 、的经验公式

表1-66 不同土类的C 值

国外用N 值推算砂土剪切角© （°）

表 1-65

注：国外用N 值推算出©值，再用Terzaghi 公式求砂基的极限承载力。

式中: N> 15, Es=4.0+C ( N-6) Nv 15, Es=C( N+6)

饱和细砂和粉砂，Es=C+GN

Es ――压缩模量（Mpa ；

、C 、C 2

(1-17) (1-18)

(1-19)

系数，由表1-66和表1-67确定。

1-67 G C2

5?预估单桩竖向承载力

⑴《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004的规定

规程JGJ72-2004附录D明确规定：采用标准贯入试验成果可估算预制桩、预应

力管桩和沉管灌注桩单桩竖向极限承载力，计算公式为:

Q二Ps U送q sish+q psA (1-20)

式中：q sis —第i层土的极限侧阻力（kpa），可按表1-68采用;

q ps—桩端土极限端阻力，可按表1-69米用;

P s—桩侧阻力修正系数，土层埋深h（m）:当10< h< 30时取1.0 , 土层埋深h> 30m 时取 1.1 1.2。

表1-68 极限侧阻力q sis

16

表1-69 极限端阻力q ps

注?表中数据可以内插；?表中数据对无经验的地区应先用试桩资料进行验证。

⑵ Schmerfman (1967 年)

表1-70 桩尖阻力Pp桩侧阻力P f与N的关系

注：本表用于预制打入混凝土桩，,当时，取;当>时，取。

⑶Meyerhof计算公式（1976年）

对排土量多的打入桩

P u=428NA+2.14N/ As (1-21)

对排土量少的打入桩（H型桩等）

P u=428NA+1.07N/ As (1-22)

式中：P u――桩的极限承载力（KN;

Ap 桩的断面积（m）；

As 桩身表面积（m）；

桩尖附近的N平均值;

N / ――桩贯入深度内的的N平均值。

注：①上式适用于砂土，但对饱和粉、细砂，由于超孔隙水压力，N值往往偏大，当N> 15时，应按式1-21进行修正；②上式不适用于桩长与桩径比（L/d ）> 10的情况。

⑷单桩承载力计算公式

17

表 1-71

单桩承载力计算

18

注：①式3和式4系根据原北京市地质勘测处（1978年）公式改写后的公式；②式 5中W 为桩身自重减去桩身所

排开土的重力，qu/2 < 50kpa ，无实测值取 qu=12.5N （kpa ）。

6?判别饱和砂土、粉土的液化

⑴《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001 （2008年版）的规定与判别方法 《建筑抗震设计规范》（GB50011-200D （2008年版）明确规定：当初步判别认 为需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验判别法判别地面下 15m 深度范围内 的液化；当采用桩基或埋深大于5m 的深基础时，尚应判别15?20m 范围内土的液化。， 当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于液化判别标准贯入锤击数临界值时, 应判为可液化土。

在地面下15m 深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:

在地面下15?20m 深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:

式中：Zr —液化判别标准贯入锤击数临界值;

N —液化判别标准贯入锤击基准值，按表 1-72选用;

符号说明

R u —桩基础极限承载力 （KN ） ； ~~ A p —桩端截面积（m 2）;

R a —长期容许承载力（KN ）; A s —桩侧表面积（m 2

）; H —孔底虚土厚度（m ）; L s —砂土层中桩长（m ）;

L c —粘性土和粉土中桩长 （m ）; U —桩周长（m ）;

q u —粘性土、粉土无侧限抗压强度 （kpa ）; N —桩尖附近土的标贯平均值；

N ，—桩端上 4D 至桩端下1D 范围内实测标贯 平均值，N^< 50;

N=—桩侧粘性土和粉土层的标贯平均值； No —桩端下4D 范围内标贯平均值；

Ns —桩侧砂土层的标贯平均值； 叫一桩端下2D 范围内标贯平均值；

%—桩端上10D 范围内标贯平均值；

a —桩端地喜忧参半系数， 东京砾石层为1.0， 砂层为0.85 ;

p —桩端直径系数，P =1-0.3 X

D -1.5

----------- ,当 D< 1.5m 时，取 p =1.0

2.5

2r

=N[0.9+0.1 X (d s -d w )] 眉(d

"

15

)

(1-23)

2r

=N(2.4-0.1ds)

—(15< d < 20) r.

(1-24)

表 1-72

标准贯入锤击数基准值 19

注：括号内数值用于设计基本地震加速度为 和的地区。

d s —饱和土标准贯入点深度（m ；

d w — 地下水位深度（m ；

P c

—粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应米用3。 ⑵四川省地方标准《成都地区建筑地基基础设计规范》 DB51/T5026-2001给出的 判别方法

规范附录P 明确规定：当初步判别认为需进一步进行液化判别时， 可采用标准贯 入试验差别法。在地面下15m 深度范围内的可液化土应符合下式要求， 当有成熟经验 时，尚可采用其它判别方法:

(1-25)

2r= [5.4+0.6 X (d s -d w )] I — r

式中：N —饱和砂土标准贯入锤击数实测值（未经杆长修正）

Ns r

—液化判别标准贯入锤击数临界值; d s —饱和土标准贯入深度（m ；

d w —地下水深度（m ；

P c —饱和粉土的粘粒含量百分率，当P c < 3时取P c

=3。 ⑶石油天然气行业标准《油气田及管道岩土工程勘察规范》

SY/T0053-2004给出

的判别方法 规范附录E 明确规定：当初步判别认为需进一步进行液化判别时， 应采用标准贯 入试验判别法判别地面下7m 深度范围内的液化；当饱和土标准贯入试验锤击数（未 经杆长修正）小于液化判别标准贯入试验锤击数临界值时，应判为液化土。当有成熟 经验时，也可采用其他判别方法。

在地面下7m 深度范围内，液化判别标准贯入试验锤击数临界值可按下式计算:

NV N Cr (1-26)

20

3

Z 「=N[0.9+0.1 X (d s -d w )] (_

A c

式中：Zr —液化判别标准贯入试验锤击数临界值;

d s —饱和土标准贯入试验点深度（m ； d w —地下水位深度（m ；

P c

—粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，均应米用3。

⑷水利部标准《堤防工程地质勘察规程》 SL/T188-96给出的砂土地震液化可能 性判别方法

① 判定地震液化的可能性

基础下1.5m 范围内有饱和砂土层时，可用下式判定砂土液化的可能性:

N/ =N [1+0.125(H-3)-0.05(h-2)]

式中：N/—砂土振动时的临界贯入击数;

N —砂土振动液化临界贯入数，当 H=3m h=2m 时，按表1-75求出。

位在建筑物建成运行有较大改变时，N 可按与（H+h+7.8）成正比例关系换算。

对于软粘土，当N K 4击时，属一般情况常见的可能液化范围；当 N K 2击时，属 较常见的可能液化范围。

② 判定液化时强度降低的可能性

标准贯入锤击数基准值

表 1-73

注：括号内数值用于设计基本地震加速度为

0.15g 和0.30g 的地区。

砂土振动液化临界贯入数N （H=3m h=2m ）

表 1-74

当HV 5m 时，N/采用H=m 的计算值；当进行标准贯入试验时地面高程与地下水 (1-27)

N 0—液化判别标准贯入试验锤击基准值，应按表

1-73选用;

N> NJ/

不易液化 (1-28)

NV N/

可能或容易液化

(1-29)

(1-30)

21

日本《土构筑物设计施工指南》根据日本新泻地震和其他地震灾害实例， 认为设 计水平加速度为0.2g ?0.3g(g 为重力加速度)，地震时土的强度衰减按下式规定处 理:

A 砂性土:

N>20击时，砂土的强度不减;

N=A 20击时，砂土的内摩擦角按下式减小:

([)/ 二© -Q

式中：©/—地震时砂土的内摩擦角(° );

© —平时砂土的内摩擦角(° );

Q —由于地震而减少的内摩擦阻角( K —水平地震加速度。

当NV 5击时，地震时会发生液化而丧失强度。

B 、粘性土:

对于Nv 5击时的敏感度大的软粘土，地震时凝聚力减少 70%

7?标准贯入试验与波速法的对比

1.土层划分与土层分类

分类方法：利用静力触探进行土层分类，由于不同类型的土可能有相同的

标准贯入试验与波速法对比关系一览表

表 1-75

注：本表引自《岩土工程试验监测手册》 ，表中Vs 以m/s 计。

1.3 静力触探试验(Cone penetration test)

(1-31)

Q=F) ?京

(1-32)

成果应用

p s 、q c

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