46 静力触探试验
46.1 一 般 规 定
46.1.1 土样为原位的软土、一般黏性土、粉土、砂土或含少量碎 石的土层。其中孔压静力触探试验中土样为饱和土。
46.1.2 静力触探可根据工程需要采用单桥探头、双桥探头或带 孔隙水压力测量的单、双桥探头。试验时将圆锥形探头按一定速 率匀速压入土中，可量测比贯入阻力、锥尖阻力、侧壁摩阻力和贯 入时的孔隙水压力。
46.1.3 静力触探试验可用于：
1 划分土层，判定土层类别，查明软、硬夹层及土层在水平和垂直方向的均匀性；
2 评价地基土的工程特性，包括容许承载力、压缩性质、 不排水抗剪强度、水平向固结系数、土体液化判别、砂土密实度；
3 探寻和确定桩基持力层，预估打入桩沉桩可能性和单桩承载力；
4 检验人工填土的密实度及地基加固效果。
46.2 仪 器 设 备
46.2.1 本试验贯入装置可采用图46.2.1所示的形式。
46.2.2 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：
1 触探主机：应能匀速地将探头垂直压入土中，其额定贯入力和贯入速度应满足现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通 用技术条件》GB/T 15406 的规定。
2 反力装置：可用地锚、压重、车辆自重提供所需的反力。
3 探头：探头的结构按功能分为单桥探头、双桥探头和孔压 探头：
1)规格和结构：单桥探头用于测定比贯入阻力 ps,其结构 主要由探头管、顶柱、变形柱(传感器)及锥头组成 (图46.2.2-1);双桥探头用于测定锥尖阻力 qc和侧壁摩 阻力 fs,它与单桥探头的区别主要是有2个传感器(2个 电桥)分别测定锥头阻力和侧壁摩阻力，其结构可参照 图46.2.2-2;孔压静探探头，除测定锥尖阻力和侧壁摩 阻力外，同时还测定孔隙压力及其消散，其结构可参照 图46.2.2-3。探头的锥头截面积最大允许误差为±3%, 双桥摩擦筒表面积最大允许误差为±2%,锥头高度允许 误差范围为-10%～0;
2)材料和机械要求应符合现行国家标准《土工试验仪器 触探仪》GB/T 12745 的规定；
3)探头传感器最大允许误差应符合现行国家标准《岩土工 程仪器基本参数及通用技术条件》GB/T 15406 标准的规定。
4 探杆：探杆应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数 及通用技术条件》GB/T 15406 的规定。
5 量测仪器可采用下列仪器：
1)静态电阻应变仪：最大允许误差为±2%,分度值为5 με;
2)静力触探数字测力仪：最大允许误差，自动挡为0.3%,手动挡为0.5%;
3)电子电位差计：0.5级；
4)深度记录装置：最大允许误差为±1%。
6 其他：水 准尺、管钳。
图46.2.1 贯入装置示意图
1一触探主机；2一导线；3一探杆；4—深度转换装置；5一测量记录仪；
6一反力装置；7一探头
图46.2.2-1 单桥探头
1一顶柱；2— 电阻片；3一变形柱；4—探头筒；
5—密封圈；6— 电缆；7—锥头
图46.2.2-2 双桥探头
1一变形柱；2—电阻片；3一摩擦筒
图46.2.2-3 孔压静力探头
1一透水石；2一孔压传感器；3一变形柱；4— 电阻片
46.3 操 作 步 骤
46.3.1 平整试验场地，设置反力装置。将触探主机对准孔位，调 平机座，用分度值为1mm 的水准尺校准，并紧固在反力装置上。
46.3.2 将已穿入探杆内的传感器引线按要求接到量测仪器上， 打开电源开关，预热并调试到正常工作状态。
46.3.3 贯入前应试压探头，检查顶柱、锥头、摩擦筒等部件工作 是否正常。当测孔隙压力时，应使孔压传感器透水面饱和。正常后将连接探头的探杆插入导向器内，调整垂直并紧固导向装置，必 须保证探头垂直贯入土中。启动动力设备并调整到正常工作状态。
46.3.4 采用自动记录仪时，应安装深度转换装置，并检查卷纸机 构运转是否正常；采用电阻应变仪或数字测力仪时，应设置深度标尺。
46.3.5 将探头按(1.2±0.3)m/min 均速贯入土中0.5m～1.0m 左右，冬季应超过冻结线，然后稍许提升5cm～10cm,使探头传感器处于不受力状态。待探头温度与地温平衡后(仪器零位基本稳 定),将仪器调零或记录初读数，即可进行正常贯入。在深度6m内， 一般每贯入1m～2m, 应提升探头检查温漂并调零；6m 以下每 贯入5m～10m 应提升探头检查回零情况，当出现异常时，应检查 原因及时处理。
46.3.6 贯入过程中，当采用自动记录时，应根据贯入阻力大小合 理选用供桥电压，并随时核对，校正深度记录误差，做好记录；使用 电阻应变仪或数字测力计时，一般每隔0. 1m～0.2m记录读数 1次。
46.3.7 孔压探头在贯入前，应采用抽气饱和等方法确保探头应 变腔为已排除气泡的液体所饱和，并在现场采取措施保持探头的 饱和状态，直至探头进入地下水位以下的土层为止，在进行孔压静 探过程中应连续贯入，不得中间提升探头。
46.3.8 当测定孔隙水压力消散时，应在预定的深度或土层停 止贯入，立即锁定钻杆并同时启动测量仪器，测定不同时间的孔 隙水压力消散值，直至基本稳定，在消散过程中不得碰撞和松动探杆。
46.3.9 为保证探头孔压系统的饱和，在地下水位以上的部分应 预先开孔，注水后在进行贯入。
46.3.10 当贯入预定深度或出现下列情况之一时，应停止贯入：
1 触探主机达到额定贯入力，探头阻力达到最大容许压力；
2 反力装置失效；
3 发现探杆弯曲已达到不能容许的程度。
46.3.11 试验结束后应及时起拔探杆，并记录仪器的回零情况。 探头拔出后应立即清洗上油，妥善保管，防止探头被曝晒或受冻。
46.3.12 试验应注意下列事项：
1 试验点与已有钻孔、触探孔、十字板试验孔等的距离，不宜小于20倍已有的孔径，且不宜小于2m;
2 试验前应根据试验场地的地质情况，合理选用探头，使其 在贯入过程中，仪器的灵敏度较高而又不致损坏；
3 试验点必须避开地下设施，以免发生意外；
4 由于人为或设备的故障而使贯入中断10min 以上时，应 及时排除故障。故障处理后，重新贯入前应提升探头，测记零读 数。对超深触探孔分两次或多次贯入时，或在钻孔底部进行触探 时，在深度衔接点以下的扰动段，其测试数据应舍弃；
5 应注意安全操作和安全用电；
6 当使用液压式、电动丝杆式触探主机时，活塞杆、丝杆的行 程不得超过上、下限位，以免损坏设备；
7 采用拧锚机时，应待准备就绪后才可启动。拧锚过程中如 遇障碍，应立即停机处理；
8 锥尖阻力及侧壁阻力的“采零”应在试验终止时进行，孔压 的“采零”应在探头提出地面更换透水元件时进行；
9 探头测力传感器应连同仪器、电缆进线定期标定，室内探 头标定测力传感器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度漂 移、归零等最大允许误差应为±1%F.S, 现场归零误差应为 士3%,绝缘电阻不应小于500MQ。
46.4 计算、制图和记录
46.4.1 原始数据的处理应按下列规定进行：
1 零点读数：当有零点漂移时，一般按回零段内以线性内插 法进行校正，校正值等于读数值减零读数内插值；
2 记录深度与实际深度有误差时，应按线性内插法进行 调整。
46.4.2 比贯入阻力 ps 、锥头阻力 qc、侧壁摩阻力 fs、摩阻比 Fm 及孔隙水压力 u 应按下列公式分别计算：
ps=kpεp (46.4.2-1)
qc=kqEq (46.4.2-2)
fs= kfεf (46.4.2-3)
u=kuεu (46.4.2-4)
(46.4.2-5)
式中：kp 、kq 、kf 、ku——p s、qc 、fs, 、u 对应的率定系数(kPa/με 或kPa/mV);
εp、εq、εr、εu—— 单桥探头、双桥探头、摩擦筒及孔压探头传 感器的应变量或输出电压(με或 mV)。
46.4.3 静探径向固结系数Ch应按下式估算：
(46.4.3)
式中：T50—— 与圆锥几何形状、透水板位置有关的相应于孔隙压力 消散度50%的时间因数(对锥角60°、截面积为 10cm²、透水板位于锥底处的孔压探头，取 T50=5.6);
Rt—— 探头圆锥底半径(cm);
t50——实测孔隙消散度达50%的经历时间(s)。
46.4.4 以 深 度(H) 为纵坐标，以锥头阻力 qc (或比贯入阻力 ps)、侧壁摩阻力 fs、摩阻比F及孔隙压力u为横坐标，绘制 qc-H (ps-H) 、fs-H 、F-H及 u-H关系曲线。
46.4.5 孔隙水压力消散曲线按下列规定绘制：
1 数据取舍应符合下列规定：由于土的变异、孔压传感器含 气以及操作等原因，使实测的初始孔隙水压力滞后很多或波动太大的，这些数据应舍弃；
2 将消散数据归一化为超孔隙压力，消散度
应按下式计算：
(46.4.5)
式中：
——t 时孔隙水压力消散度(%);
u1——t时孔隙水压力实测值(kPa);
u0——初始孔隙水压力，即静水压力(kPa);
ui——开始(或贯入)时的孔隙水压力(t=0)(kPa)。
3 以消散度为纵坐标，以时间为横坐标，绘制-lgt 的关系曲线。
46.4.6 本试验的记录格式应符合本标准附录 D表D.79的规定。
