關于標貫擊數與重型動探擊數的相互關系的探討

張 毅 房 明

(1.廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510010； 2.廣東財經大學，廣東 廣州 510320)

1 概述

標準貫入試驗(SPT)(通常簡稱“標貫試驗”)是目前巖土工程勘察工作中十分常用的原位測試方法，它用質量為63.5 kg的重錘按照規定的落距(76 cm)自由下落，將貫入器打入地層，每10 cm記錄一次錘擊數，并根據貫入器在土層貫入30 cm深度得到的累計錘擊數來判定土層力學性質[1,2]。標貫試驗適用于砂土、粉土和一般黏性土[2]。

在我國甚至是世界范圍內的巖土工程勘察工作中，標準貫入試驗和重型圓錐動力觸探試驗(通常簡稱“重型動探試驗”)是現場原位測試中常用的兩種方法，兩者具有不同的適用范圍，都具有評價土的狀態和承載力的作用[2-7]；國內一些學者也對土的標貫試驗和重型動探成果與物理力學性質的關系及其實際應用進行了探討[8-11]。

一般來說，這兩種試驗均是采用修正后擊數評價土層的地基承載力，原因是由于鉆孔深度和鉆桿長度的逐漸增加，使得標貫試驗和重型動探單次錘擊能量的損失隨之加大，實測擊數偏高[2,12]。

從本質上來講，兩者均屬于觸探試驗的類別，采用的落錘重量均為63.5 kg，兩者的修正方法也相似，所不同的是標貫試驗采用的是標貫器，重型動探采用的是圓錐，因此兩者原位測試是具有一定的相通性。

為此，本文首先結合工程實例進行分析，并結合多年實際巖土工程勘察工作的工程經驗，初步提出了標準貫入試驗擊數與圓錐重型動力觸探試驗擊數之間的換算關系。

2 舉工程實例分析標貫擊數與重型動探擊數之間的關系

2.1 歷史背景

上文所陳述的問題其實廣東省建筑設計研究院有限公司的工程師們在實際的工程經驗中探討和總結已久，結合幾十年的實際工程勘察的經驗，總結出一個經驗換算公式，建立起了兩個原位測試試驗成果的關系，如式(1)所示：

(1)

即：

(2)

式中：N′——實測標貫擊數；

該公式的意義在于：實測標貫擊數除3，取每10 cm擊數的平均值再乘以1.5后的值，等于實測重型動探擊數。

2.2 工程實例

搜集幾個比較有代表性的工程實例，實例中的標貫試驗和重型動探試驗盡量選取同一鉆孔中兩個試驗位于相鄰近深度，且屬于同一土層，若兩個試驗深度有重疊的情況，是采用的在原孔位旁重新開孔，專門進行的自地面開始的連續的重型動探試驗。具體數據如表1，表2所示。

表1 工程實例重型動探擊數

表2 工程實例標貫試驗擊數

對表1和表2中的數據進行線性回歸分析，見圖1,圖2(圖中X軸均為重型動探擊數，Y軸均為標貫擊數)。

由圖1和圖2所示：

N≈2.089N63.5。

其中,N為修正后標貫擊數；N63.5為修正后重型動探擊數。

從圖1和圖2不難發現：

1)無論是實測擊數還是修正后擊數，標貫試驗擊數約為動探試驗擊數的2倍；

2)由于數據數量偏少，圖1和圖2的數據均有一定的離散性，但是線性回歸所確定的關系有一定的適應性。

故根據工程實例和結合以往的工程經驗，提出標貫試驗成果與重型動探試驗成果的經驗換算公式如下：

(3)

N=2N63.5

(4)

3 結語

本文通過列舉工程實例，分析了標準貫入試驗擊數和重型圓錐動力觸探試驗擊數的關系，結合以往幾十年的巖土工程勘察經驗，提出了兩種原位測試成果之間換算的經驗公式，該成果對以后的巖土工程勘察工作具有比較重要的指導價值和意義。