适应性论贯入试验在软土地层中适应性网

摘要：本文首先对标准贯入试验包括定义、流程影响因素等进行了一个系统性的论述，然后对软土层进行了分析，软土层本身具有较弱的抗剪力、压缩性强、很强的流动性以及渗透性较小等特点，因此其承载力较低，容易引发变形，在以软土层为地基的建筑物会因此产生倾斜、开裂等问题，直接破坏建筑本身的使用功能。本文将结合以上两点综合探讨标准贯入试验在软土层中的适用性，以期为其在软土层的进一步应用提供依据。
关键字：标准贯入试验；软土层；适应性

标准贯入试验在地质勘测能领域已经得到了较为广泛的应用，王冲在其研究中将标准贯入试验应用于地质勘测中，分析了其在花岗岩等岩石风化的程度划分，评价了砂土的密实度，评价了地基土中砂以及黏土承载力的标准值等，同时也提出在应用中应该注意的相关问题等；魏义敏在其相关研究中，结合了工程实例，通过标准贯入试验的运用，对处理之后液化场地进行了液化检测并得出了用标准贯入试验进行液化检测的可行性结论；李治中[3]在他的相关研究中，根据先关的地质勘测事件结果，整理了标准贯入试验在砂土中的各种应用方法以及理论等；郭振强[4]等在相关的研究中，论述了土工布在软土层的施工工艺与施工过程的质量检测标准；本文将再次基础上通过对标准贯入试验的系统性探讨，结合软土层的一些特性，论述标准贯入试验在软土层中的适用性。

1.标准贯入试验综述

标准贯入试验也称作SPT实验，是一种目前应用较广的原位测试技术，一般会结合钻孔应用于实际工程中，并且在国内外的地质勘测中应用也较为广泛。其设备主要包括标准贯入器、穿心锤以及触探杆等，其中标准贯入器一般是指对开式贯入器，穿心锤的质量为63.5千克，触探杆的标准直径为42毫米，在实验过程中，穿心锤会沿着触探导杆自由落体76厘米的距离，然后把贯入器从钻孔的底部高程提前击入土内15厘米，接着继续击入30厘米，并记录击入30厘米深度时的锤击数N（N表示标贯器击数）。然后就可以根据N的值对土层的变化以及工程性质等进行判别，另外，扰动土样也会随贯入器一同被带出，如此一来就可以现场对土样进行初步的鉴别与描述，还可以在室内进行相关的土工等试验。因此，对于一些不易直接取样的的砂土或砂质粉土可以通过标准贯入试验钻探来获得解决。

1.1具体操作过程

标准贯入试验的具体操作过程主要有以下三个步骤：
（1）放杆。在钻孔达到试验标高之上的15厘米处时，就要停止钻进，接着清楚钻孔内的残土直至达到试验标高为止，然后把标准贯入器与一段钻杆放进孔内，如果未能接触孔低，就接上另外的一段钻杆并继续向下放，这样反复的进行直到贯入器接触孔底。
（2）锤击。在标准贯入器到达试验标高的孔底之后，进行锤具的暗转，接着用低于30击每分钟的锤击速率结合自由落锤法（自动脱钩）进行锤击。在把贯入器击入土内15厘米之后，继续贯入（这时开始记录每击入10厘米距离的锤击数）并当累积击入30厘米时记录总锤击数为N。如果土层较硬，锤击数已经达到50击时，贯入度还未达到30厘米的情况下，就直接终止试验，并记录当前贯入度与累积锤击数。
（3）拔杆。在锤击停止，将所有的钻杆与贯入器拔出，并将贯入器带出的土样进行鉴别与描述或者室内土工试验等。
在上述实际操作过程中应注意选用回转钻孔技术来尽可能的降低钻孔过程中对孔底土的扰动，另外为了避免涌砂及坍孔的出现，在对地下水位之下的土层进行实验时，应保持钻孔内的水位高于地下水位，在必要时还应下套管，并保持套管的高度高于试验标高。

1.2操作中的影响因素分析

对于同一土体而言，应保证标贯击数N的客观唯一性，因为N的取值是土体结构、状态以及土体密度等各种因素的直接综合反应，其结果不应当因实验操作者而异，这也是标准贯入试验所谓的“标准”表示的内涵，不然N也就失去了其应有的价值，导致试验的失败。但在实际的实验过程中，往往能够发现同一区域内出现某种特殊的土层，不同的勘察单位以至于同一个勘察单位的不同标贯实验都有可能得出大小不一的N值，总结其原因主要有以下几个方面：
（1）钻进方法。在试验中选用回转钻进或者冲击钻进一般会得到不同的试验结果（N值），特别是在砂层中表现的更加明显，根据相关的实验，其差别可达1/5左右，通过实践验证表明目前采用回转钻进得到的结果会更加符合现实，而在砂层中首选泥浆护壁。
（2）贯入速度。通常在饱和的粉细砂或粉土地层中，试验设备的性能与操作人员的熟练程度会直接影响的贯入的速度，一般情况下，如果贯入速度在5秒/击-10秒/击的范围内，对试验结果的影响会相对较小。
（3）试验孔径。在一般的试验钻探89mm-146mm的孔径范围内进行时，孔径的影响可以忽略不计，但试验如果是在

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基坑底的表面等特殊情况下进行时，因为上部超载的缺失，N值会偏小。
（4）贯入深度。在标准试验中要求首次贯入深度15厘米为预打和30厘米的贯入，总计45厘米。但若试验孔有缩孔或者坍塌现象的出现，就要适当的加大贯入的深度，同时试验设备的阻力与摩擦力也会跟着增大，从而引起N值的增大。所以，保持孔底的干净不扰动就成为了保证试验精度的重要影响因素。
（5）钻杆垂直度。试验中钻杆倾斜会与孔壁产生摩擦，这样就在一定程度上降低了贯入器的打击能量，一起N值的偏大。因此，在进行钻杆的打击过程中，应不断的对钻杆进行人工调整，避免其出现倾斜。

2.软土层的相关特性与工程概况

软土是指孔隙比较大，天然含水量较高，渗透性较差，压缩性较高，强度较低的流塑、软塑状的粘性土。其主要包括淤泥质、淤泥、泥炭以及有机质土等。其成土的环境分布规律为静水环境下的絮状结果。
软土层的地基因为具有较高的含水量，土质孔隙也相对较大，导致了其地基较低的承载能力。软土层本身具有较弱的抗剪力、压缩性强、很强的流动性以及渗透性较小等特点，在加上各种难以控制的外界环境因素：比如地下水流失，彼此间的震动等就很可能造成软土的地基失效。这也是以软土作为地基的不利原因所在。另外，因为其强度低，天然的地基承载力一般为50-80kPa，无法承受过大的荷载，否则容易产生地基局部破裂甚至整体滑动；再者，因为软土较高的压缩性，所以会有较大的建筑基础沉降或不均匀沉降，比如对于4-7层的砌体结构的房屋，最大沉降可达20-50厘米，对于更大荷载的建筑物甚至能够达到大于50厘米的基础沉降，更有甚者达到2米以上。另外由于软土较高的灵敏度，在进行地基的施工过程中若采用振动、搅拌与挤压等作用，还可能导致软土结构的破坏，以及其强度的降低。

3.适应性探讨

大多数因河流冲击而形成的盆地，都属于软土层，在进行标准贯入试验过程中，需要在土中进行锤击等操作，锤击会产生较大的震动，通常会影响预打15厘米的精确度，同时在击入过程中达到30厘米深度的击入次数也可能较小，即N值较小。另外，在击入过程中使用的钻杆很可能因为软土的流动产生倾斜的情况，这样以来就会增大钻杆与孔壁的摩擦，导致N值的偏大，但是因为软土的灵敏度较高，也就是说倾斜产生的摩擦对N值的影响时有限的或者说是较小的，因此可以通过多次的试验来找出这一影响系数，检测设为f，那么只要在计算的或者土工试验中将f对结果的影响考虑在内，并进行有效的排除，还是可以得到相对正确的结果。然后，就是对贯入速度的控制，由于软土的强度较低，在试验中比较容易贯入，因此要求贯入工作人员严格控制贯入速度。另外，由于不同因素的综合影响，还应科学合理的做到对标准贯入试验的成果统计与分析，加强对试验结果的对照分析。本问主要是定性的分析了标准贯入试验在软土层中的是影响，还需通过实践数据来保证研究的科学性。
参考文献：
王冲.标准贯入试验在工程地质勘察中的应用[J].山西建筑.2008,(4)
魏义敏.标准贯入试验判别液化在工程中的应用[J].西部探矿工程.2010,(7).
[3] 李治中.标准贯入试验成果在砂土中的应用[J].甘肃地质.2010,(01)