标准贯入试验
一、试验设备及操作技术要点
1.试验设备
标准贯入试验的设备包括：标准贯入器、触探杆、穿心锤与锤垫四部分，见图4-4所示。目前，国际上常用的设备规格已经统一，见表4-8。
表4-8 标准贯入试验设备规格
图4-4 标准贯入试验设备(单位：mm)
1—贯入器靴；2—由两半圆形管合成的贯入器身；3—出水孔；4—贯入器头；5—触探杆；6—锤垫；7—穿心锤
2.试验的操作技术要点
(1)为保证标准贯入试验孔的质量，要求采用回转钻进，以尽可能减少对孔底土的扰动。当钻进至试验标高以上15cm处，停止钻进。
还应注意的是：①仔细清除孔底残土到试验标高；②在地下水位以下钻进时，或遇承压含水砂层时，孔内水位应始终高于地下水位，应保持孔底土处于平衡状态，以减少对土的振动扰动；③当下套管时，要防止套管超过试验标高，否则会使N值偏大；④缓慢下放钻具，避免孔底土的扰动；⑤为防止涌砂或塌孔，应采用泥浆护壁。
(2)为保证锤击时钻杆不发生侧向晃动，钻杆应定期检查，使钻杆弯曲度小于0.1%，接头应牢固。
(3)穿心锤落距为76cm，应采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并减小导向杆与锤之间的摩阻力，避免锤击时的偏心和侧向晃动，以保持锤击能量恒定。
(4)试验时，先将整个杆件系统连同静置于钻杆上端的锤击系统，一起下到孔底。首先将贯入器以每分钟15～30击的速度打入土层中15cm，以后开始记录打入30cm的锤击数，即为实测锤击数N。当N＞50击，而贯入度未达30cm时，可记录50击的实际贯入深度，终止试验。按实际50击时的贯入度ΔS(cm)，按式(4-15)计算贯入30cm的锤击数。
土体原位测试与工程勘察
(5)提出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别、描述、记录，保存土样备用。
(6)最后绘出击数N和贯入深度(H)的关系曲线(图4-3)。
二、成果的校正
试验的影响因素是很复杂的。其中有些因素可通过标准化的办法使其统一以减少对试验成果的影响，如设备、落锤方法、试验方法等影响因素属于此类；但另一些因素如杆长，地下水位、上覆压力等，则是无法人为控制的。
1.杆长的影响
触探杆长度对测试结果的影响，国内外存在不同的看法。有两种代表性的分析理论，即：古典的牛顿碰撞理论及弹性杆件中波动理论。
按牛顿碰撞理论，随杆长增长，杆件系统受锤击碰撞后用于贯入土中的有效能量逐渐变小；而按弹性波动理论，随杆长的增长，有效能量却是逐渐增大，超过一定杆长后，有效能量趋于定值。
国内对此因素有两种不同的处理意见：
《建筑地基基础设计规范》(GBJ 7-89)规定杆长＞3m时锤击数按下式进行杆长修正：
N=αN′ (4-16)
式中：N为标贯试验经杆长修正后的锤击数；N′为实测的标贯击数；α为长度修正系数，查表4-9。
表4-9 探杆长度校正系数α表
该表中α值，实际上是以牛顿碰撞理论为基础计得的。
如用弹性杆件波动理论，当杆长 l≥14m，α=1.0；当杆长小于14m，由于输入钻杆的锤击能量随着杆长变短而变小，使击数值偏大，α偏小，故不做杆长修正。
《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-1999)及《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)规定不进行杆长修正。
2.地下水位影响的校正
Terzaghi和Peck提出，当实测N′＞15的饱和粉细砂，建议用下式校正：
土体原位测试与工程勘察
交通部《港口工程地质勘察技术规范》规定，当用N值确定砂土的相对密度Dr及内摩擦角φ值时，对地下水位以下的中、粗砂层的N值，宜按下式校正：
N=N′+5 (4-18)
3.上覆压力影响的校正
长期以来国内不考虑上覆压力的影响。
三、标准贯入试验成果的应用
根据标准贯入试验的锤击数，可对砂土、粉土、粘性土的物理状态，土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，砂土和粉土的液化，成桩的可能性等作出评价。
1.评定土的强度指标
评定砂土的内摩擦角φ及粘性土的不排水抗剪强度Cu有多种方法：
(1)Terzaghi和Peck提出粘性土不排水抗剪强度Cu为：
Cu=(6～6.5)N (4-19)
(2)Gibbs和Holtz统计的砂土经验关系式为：
土体原位测试与工程勘察
式中：σv0为上覆压力(t/m2)。
(3)Behpoor结合60项工程，对伊朗的亚粘土及粉质粘土(N＜25击)，得：
qu=15N(kPa) (4-21)
(4)南京水利科学研究院于1950～1960年期间，在我国东南沿海诸省的101项工程中积累了大量的试验资料，统计出标贯击数与无侧限抗压强度qu的关系式有：
对粘土地基，有792个标贯试验，Ip＞17，粘粒含量0%～87%，得：
qu=14N+3(kPa) (4-22)
对壤土地基，共有596个标贯试验，Ip=7～17，粘粒含量为0%～54%，得：
qu=15.3N(kPa) (4-23)
2.评定砂土的相对密度和密实程度
直接按N值判定砂土的密实程度，见表4-10。
表4-10 直接按N值判定砂土的紧密程度
3.评定粘性土的稠度状态
用N与粘性土的稠度状态建立相关关系，国内外均有研究。Terzaghi和Peck(1946)提出的标贯击数与稠度状态关系，见表4-11。武汉冶金勘察公司曾用149组资料得到标贯击数与稠度状态统计的经验关系，基本上与Terzaghi及Peck(1948)的结果相近。据表4-12就可以得到土对应于N值的稠度状态。
表4-11 粘性土N与稠度状态关系(Terzaghi和Peck)
表4-12 N与液性指数IL的关系
4.评定地基土的承载力
国外在以标贯试验确定粘性土地基的承载力时，一般是由N值推求抗剪强度或无侧限抗压强度qu，再按理论公式计算承载力。
在国内，着重开展标贯试验与载荷试验对比研究，并提出经验关系。
《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)，对砂性土承载力标准值，列于表4-13，对粘性土承载力标准值，列于表4-14。
表4-13 N值与砂性土承载力标准值fk的关系
表4-14 N值与粘性土承载力标准值fk的关系
国内很多单位也提出不少地区性的经验公式，使用时要注意地区性、土类的差异。
5.评定土的变形参数
用标贯试验估算土的变形参数时有两种途径：一种是与平板载荷试验对比，得出变形模量E0；另一种是与室内压缩试验对比，得出压缩模量Es值。一些经验关系式见表4-15所列。
表4-15 N值与E0或Es的经验关系式
6.预估单桩承载力及选择桩尖持力层
(1)求单桩承载力 用标贯击数直接估算桩端和桩周极限承载力，国外已有些经验可供借鉴。施默特曼(J H Schmertmann，1969)提出按表4-16估算打入桩单桩承载力。应用范围：N=5～60。N＜5时，用N=0计；N＞60时，用N=60计。
表4-16 利用N值估算桩端极限阻力qbu和桩周极限阻力qsu
注：qc为静力触探的贯入阻力；摩阻比即静力触探侧壁阻力和锥尖阻力之比。
日本《建筑钢管桩基础设计规范》规定：在持力层为砂土时，桩端极限阻力为：
土体原位测试与工程勘察
式中：N1为桩尖以下2d范围内的N平均值；N2为桩尖以下10d范围内的N平均值；d为桩身直径。
桩周总极限摩阻力为：
土体原位测试与工程勘察
式中：Ns为桩周为砂土部分N的平均值；Nc为桩周为粘性土部分N的平均值；As，Ac分别为桩在砂土层和粘性土层部分的侧面积。
北京地质勘察处研究所，曾收集31组试桩与标准贯入试验求单桩承载力的对比资料，提出以下公式求钻孔灌注桩极限承载力q：
土体原位测试与工程勘察
式中：q为灌注桩极限承载力(t)；lc、ls分别为桩身在粘性土部分与砂土部分的长度(m)； 、 分别为桩身在粘土层部分与砂土层部分的标准贯入击数之平均值；U为桩身周长(m)；AN63.5为桩端截面积与标准贯入击数的乘积(m2)；H为孔底虚土厚度(m)。
当孔底虚土厚度H＞0.5m时，则采用下式：
土体原位测试与工程勘察
(2)选择桩尖持力层 利用标准贯入试验选择桩尖持力层，从而确定桩的长度是一个比较简便和有效的方法，特别是地层变化较大的情况更具突出的优点。
根据国内、外的工程实践，对于打入式预制桩，常选N=30～50击作为持力层。对广州地区的残积层N=30就可满足桩长15～20m对持力层的要求。但应用时应结合地区经验来考虑，如上海，一般在60m以下才出现N≥30击的地层；多用半支承半摩擦桩，即可把桩尖持力层选在地下35m及50m上下的N=15～20击的中密粉细砂及粘土层上。实践证明，这也是合理可靠的。
7.液化判别
20世纪60年代，Seed等人在对美国阿拉斯加地震及日本新泻地震的研究中，提出以标准贯入试验的N值为主要指标的“剪应力比-标准贯入法”是很有影响的。
在中国邢台、海城、唐山地震后，结合现场调查并进行理论分析研究，参考Seed等人的成果，提出了以标贯击数N值为主要参数，同时考虑地震烈度、有效覆盖压力和地下水位等主要因素的砂土和轻亚粘土的可能液化判别式。该公式纳入国家标准《建筑抗震设计规范》。
现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中规定：当饱和土标贯锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入击数的临界值时，应判为液化土。
液化判别标准贯入击数临界值可按下式计算：
土体原位测试与工程勘察
土体原位测试与工程勘察
式中：Ncr为液化判别标准贯入锤击数临界值；N0为液化判别标准贯入锤击数基准值(表4-17)；ds为饱和土标准贯入点所处深度(m)；dw为地面到地下水位的深度(m)；pc为粘粒含量(%)，当小于3或为砂土时，应采用3。
表4-17 标准贯入锤击数基准值
注：括号内数值用于设计基本地震加速度为0.15 g和0.30 g的地区。
参考文献
中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ 7-89，北京：中国建筑工业出版社
中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001，北京：中国建筑工业出版社
中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001，北京：中国建筑工业出版社
林宗元主编.2003.《简明岩土工程勘察设计手册》，北京：中国建筑工业出版社
孟高头.1997.《土体原位测试机理、方法及其工程应用》[M].北京：地质出版社
南京水利科学研究院土工所.2003.土工试验技术手册，北京：人民交通出版社
唐贤强，谢瑛，谢树彬等.1993.《地基工程原位测试技术》，北京：中国铁道出版社
王锺琦，孙广忠，刘双光等.1986.《岩土工程测试技术》，北京：中国建筑工业出版社
张喜发，刘超臣，栾作田，张文殊.1984.《工程地质原位测试》[M].地质出版社
根据桩基规范5.2.8按下式计算 ：Quk = Qsk + Qpk
一、设计资料
1. 基桩设计参数
成桩工艺: 混凝土预制桩
承载力设计参数取值: 根据建筑桩基规范查表
孔口标高0.00 m
桩顶标高0.50 m
桩身设计直径: d = 0.80 m
桩身长度: l = 18.00 m
2. 岩土设计参数
层号 土层名称 层厚(m) 层底埋深(m) 岩土物理力学指标 极限侧阻力qsik(kPa) 极限端阻力qpk(kPa)
1 填土 3.00 3.00 N =5.00 17 -
2 红粘土 3.00 6.00 αw =0.70，IL =0.50 26 -
3 红粘土 3.00 9.00 αw =0.70，IL =0.50 29 -
4 红粘土 3.00 12.00 αw =0.70，IL =0.50 32 -
5 红粘土 3.00 15.00 αw =0.70，IL =0.50 33 -
6 红粘土 3.00 18.00 αw =0.70，IL =0.50 34 2700
7 红粘土 3.00 21.00 αw =0.70，IL =0.50 32 -
8 红粘土 3.00 24.00 αw =0.70，IL =0.50 32 -
3. 设计依据
《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94) 以下简称 桩基规范
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002) 以下简称 基础规范
二、单桩竖向抗压承载力估算
1. 计算参数表
土层 计算厚度li(m) 极限侧阻力qsik(kPa) 极限端阻力qpk(kPa)
1 3.00 17 0
2 3.00 26 0
3 3.00 29 0
4 3.00 32 0
5 3.00 33 0
6 2.50 34 2700
2. 桩身周长u、桩端面积Ap计算
u = × 0.80 = 2.51 m
Ap = × 0.802 / 4 = 0.50 m2
3.单桩竖向抗压承载力估算
根据桩基规范5.2.8按下式计算
Quk = Qsk + Qpk
土的总极限侧阻力标准值为：
Qsk = uqsikli = 2.51 × (17 × 3.00 + 26 × 3.00 + 29 × 3.00 + 32 × 3.00 + 33 × 3.00 + 34 × 2.50) = 1243 kN
总极限端阻力标准值为：
Qpk = qpkAp = 0.50 × 2700 = 1357 kN
单桩竖向抗压极限承载力标准值为：
Quk = Qsk + Qpk = 1243 + 1357 = 2600 kN
单桩竖向承载力特征值Ra计算，根据基础规范附录Q条文Q.0.10第7条规定
Ra = Quk/2 = 2600 / 2 = 1300 kN
扩展资料：
桩的刚度较小时，桩顶截面的位移较大而桩底较小，桩顶处桩侧摩阻力常较大；当桩刚度较大时，桩身各截面位移较接近，由于桩下部侧面土的初始法向应力较大，土的抗剪强度也较大，以致桩下部桩侧摩阻力大于桩上部。
由于桩底地基土的压缩是逐渐完成的，因此桩侧摩阻力所承担荷载将随时间由桩身上部向桩下部转移。
在桩基施工过程中及完成后桩侧土的性质、状态在一定范围内会有变化，影响桩侧摩阻力，并且往往也有时间效应。影响桩侧摩阻力的诸因素中，土的类别、性状是主要因素。
在分析基桩承载力等问题时，各因素对桩侧摩阻力大小与分布的影响，应分别情况予以注意。在塑性状态粘性上中打桩，在桩侧造成对土的扰动，再加上打桩的挤压影响会在打桩过程中使桩周围土内孔隙水压力上升，土的抗剪强度降低，桩侧摩阻力变小。
待打桩完成经过一段时间后，超孔隙水压力逐渐消散，再加上粘土的触变性质，使桩周围一定范围内的抗剪强度不但能得到恢复，而且往往还可能超过其原来强度，桩侧摩阻力得到提高。
在砂性上中打桩时，桩侧摩阻力的变化与砂土的初始密度有关，如密实砂性上有剪胀性会使摩阻力出现峰值后有所下降。
桩侧摩阻力的大小及其分布决定着桩身轴向力随深度的变化及数值，因此掌握、了解桩侧摩阻力的分布规律，对研究和分析桩的工作状态有重要作用。
由于影响桩侧摩阻力的因素即桩土间的相对位移、土中的侧向应力及上质分布及性状均随深度变比，因此要精确地用物理力学方程描述桩侧摩阻力沿深度的分布规律较复杂。
参考资料：
单桩承载力的百度百科
每米有的重量是147.9kg。
计算过程如下：
钢管的理论重量=0.0246615*壁厚*公称内径或者0.0246615*壁厚*（公称外径-壁厚）。
钢管的理论重量=0.0246615*壁厚*公称内径=0.0246615*10*600=147.9kg/m。
直径600*10mm，每米有的重量是147.9kg。
扩展资料：
钢管的常见数据：
标准中对交货长度有以下几种规定：
A、通常长度（又称非定尺长度）：凡长度在标准规定的长度范围内而且无固定长度要求的，均称为通常长度。例如结构管标准规定：热轧（挤压、扩）钢管3000mm～12000mm；冷拔（轧）钢管2000mmm～10500mm。
B、定尺长度：定尺长度应在通常长度范围内，是合同中要求的某一固定长度尺寸。但实际操作中都切出绝对定尺长度是不大可能的，因此标准中对定尺长度规定了允许的正偏差值。
以结构管标准为：
生产定尺长度管比通常长度管的成材率下降幅度较大，生产企业提出加价要求是合理的。加价幅度各企业不尽一致，一般为基价基础上加价10%左右。
C、倍尺长度：倍尺长度应在通常长度范围内，合同中应注明单倍尺长度及构成总长度的倍数（例如3000mm×3，即3000mm的3倍数，总长为9000mm）。实际操作中，应在总长度的基础上加上允许正偏差20mm，再加上每个单倍尺长度应留切口余量。以结构管为例，规定留切口余量：外径≤159mm为5～10mm；外径>159mm为10～15mm。
若标准中无倍尺长度偏差及切割余量规定时，应由供需双方协商并在合同中注明。倍尺长度同定尺长度一样，会给生产企业带来成材率大幅度降低，因此生产企业提出加价是合理的，其加价幅度同定尺长度加价幅度基本相同。
D、范围长度：范围长度在通常长度范围内，当用户要求其中某一固定范围长度时，需在合同中注明。
例如：通常长度为3000～12000mm，而范围定尺长度为6000～8000mm或8000～10000mm。
可见，范围长度比定尺和倍尺长度要求宽松，但比通常长度加严很多，也会给生产企业带来成材率的降低。因此生产企业提出加价是有道理的，其加价幅度一般在基价上加价4%左右。
壁厚不均
钢管壁厚不可能各处相同，在其横截面及纵向管体上客观存在壁厚不等现象，即壁厚不均。为了控制这种不均匀性，在有的钢管标准中规定了壁厚不均的允许指标，一般规定不超过壁厚公差的80%（经供需双方协商后执行）。
参考资料来源：百度百科--理论重量
参考资料来源：百度百科--钢管
由于动力触探试验具有简易及适应性广等突出优点，特别是用静力触探不能勘测的碎石类土，动力触探则可大有用武之地。动力触探已被列于多种勘察规范中，在勘察实践中应用较广，主要应用于以下几方面。
1.划分土类或土层剖面
根据动力触探击数可粗略划分土类（图3—10）。一般来说，锤击数越少，土的颗粒越细；锤击次数越多，土的颗粒越粗。在某一地区进行多次勘测实践后，就可以建立起当地土类与锤击数的关系。如与其他测试方法同时应用，则精度会进一步提高。图3—11就是动、静力触探同时应用，判定土类的一种方法。做标准贯入试验时，还可同时取土样，直接进行观察和描述，也可进行室内试验检验。
图3—11中的直线方程为：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：N自——标贯自动落锤锤击数；
D50——土的平均粒径（mm）
qc——锥尖阻力（100kPa）。
图3—10 动力触探直方图及土层划分
土体原位测试机理、方法及其工程应用
根据触探击数和触探曲线，可以划分土层剖面。根据触探曲线形状，将触探击数相近段划为一层，并求出每一层触探击数的平均值，定出土的名称。动力触探曲线和静力触探曲线一样，有超前段、常数段和滞后段。在确定土层分界面时，可参考静力触探的类似方法。
2.确定地基土的容许承载力基本值
用动力触探成果确定地基土的容许承载力fk（或称地基土承载力基本值），是一种快速简便的方法，已被多种规范所采纳，如中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）、《工业与民用建筑工程地质勘察规范》（TJ7-74）和《湿陷性黄土地区建筑规范》（TJ25-78）等。
《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）中明文规定，当根据标准贯入测试锤击数N、轻便触探测试锤击数N10查表3—7、表3—8确定地基基本容许承载力时，现场测试锤击数应经下式修正。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：μ——锤击数平均值；
σ——标准差：
，
μi——某一次试验值；
n——试验次数；
N（或N10）取整数。
表3—7 砂土地基容许承载力（kPa）（标贯法）
表3—8 粘性土、粉土N28与承载力fk的关系
注：1.资料来源原冶金部勘察总公司，原（工业与民用建筑工程地质勘察规范）；
2.适用于冲、洪积的粘性土和粉土。N为手拉锤击数；
3.fk为地基承载力标准值，相当于地基容许承载力［R］，下同。
表3—9 碎石土、砂土N63.5与承载力fk的关系
注：1.此表为原一机部勘察公司西南大队资料；
2.本表适用于冲、洪积成因的碎石土和砂土。对碎石土，d60不大于30mm，不均匀系数不大于120；对中、粗砂.不均匀系数不大于6，对砾砂则不大于20。
表3—10 细粒土N63.5与承载力（kPa）的关系
注：1.源于《油气管道工程地质勘察技术规定》；
2.括号内值供内插用。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
注：使用表3—7至表3—13确定地基土承载力时，均需按式（3—13）对N值进行触探杆长度的校正，承载力单位为kPa。
表3—12 粘性土地基承载力标准值（kPa）（标贯法）
表3—13 花岗岩残积土承载力标准值（kPa）
注：选自《深圳地区地基工程设计规范》。
表3—14 粘性土地基容许承载力（kPa）
表3—15 用标贯成果求地基承载力标准值
注：⑧为重型动探经验式。
图3—12为粘性土中N与fk关系图。图中直线代号与表3—15中经验式的代号相同。
工业与民用建筑工程地质勘察规范（TJ21-77）采用表3—18作为碎石类土的容许承载力采用值。但规定，对N63.5除须做杆长校正外，还需考虑地下水的影响。
图3—12 粘性土中标贯击数N与承载力fk关系图（图中数字编号见表3—15，直线⑧为动探N63.5与fk的关系）
表3—16 北京市N10与地基土承载力标准值fk（kPa）、变形模量E0（MPa）的关系
注：1.采用本表数值时，应考虑季节性湿度变化对击数的影响，按不利条件采用。
2.处于饱和状态或地下水位有可能上升到持力层以内时，对粉砂、细砂、粉土应按表列数值减少20%。
3.fk系基础宽度小于3m，基础埋深小于0.5m条件的。
表3—17 素填土承载力标准值（kPa）
表3—18 碎石类土承载力标准值
中国建筑西南勘察院采用120kg重锤和φ＝60mm探杆（每延米质量为11.4kg）的超重型动探，并与载荷试验比例界限值P1进行统计，对比资料52组，得如下公式：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：fk——地基土承载力标准值（kPa）
N120——校正后超重型动探击数（击/10cm）。
中国地质大学（武汉）对粘性土也有类似经验公式：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：fk——地基土承载力标准值（kPa）
N63.5——重型动探击数（击/10cm）。
除了用锤击数确定地基土承载力标准值外，还可利用动贯入阻力法确定地基土承载力标准值。由于将探头的单位动贯入阻力与动力触探测试成果做了归一化处理，应用起来比较方便，所以在勘测及设计实践中得到了越来越多的应用。法国利用（3—37）式计算动力触探头的单位动贯入阻力Rd（俗称荷兰公式），砂土地基的容许承载力为：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
一般对粘性土地基，也可采取类似上述的经验公式。但应经过大量对比试验和统计分析，取得一定经验后再应用较为妥当。
3.求单桩容许承载力
动力触探试验对桩基的设计和施工也具有指导意义。实践证明，动力触探不易打入时，桩也不易打入。这对确定桩基持力层及沉桩的可行性具有重要意义。用标准贯入击数预估打入桩的极限承载力是比较常用的方法，国内外都在采用。其方法有如下几种。
（1）Meyerhof（1976）法：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：qd——桩的极限端阻力（kPa）
h——桩进入砂层的深度（m）
B——桩的宽度或直径（m）
qf——桩侧极限摩阻力（kPa）。
（2）日本建筑钢管桩基础设计规范，持力层为砂土时：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：N1——桩端处的N值，当桩端以下N值变化较大时，取桩尖以下2B范围内的平均贯入击数；
N2——桩尖以上10B范围内的平均贯入击数；
As,Ac——分别为桩身在砂土层部分和粘土层部分的侧面积（m2）；
——分别为桩身在砂土层及粘土层部分标准贯入击数平均值。]]
数理统计所得的经验相关方程进行估算，应用范围多具地区性。
①沈阳地区的经验：根据桩截面为300mm×300mm、350mm×350mm，长度为3.40—7.40m的钢筋混凝土预制桩和少量φ350mm的振冲灌注桩，静载荷试验的极限承载力与桩尖平面处触探指标进行统计结果，有：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
统计子样 n=22
相关系数 r=0.915
标准离差 S=744.4（kPa）
式中：qp——单桩竖向桩端极限承载力（kPa）
N63.5——桩尖处上下4D（桩径）范围内击数平均值。
安全系数可采用2。桩尖持力层以粗砂一圆砾为主。应用（3—41）式时，N63.5的取值应符合上述要求。
此外，沈阳桩基试验研究小组，还将桩长、桩进入持力层的深度、反映持力层密实程度的打桩贯入度和动力触探试验的贯入度等指标，与单桩载荷试验承载力标准值建立关系，得出计算单桩竖向承载力标准值的经验公式。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：［qp］——单桩竖向承载力标准值（kN）
L——桩长（m）
l——桩进入持力层的深度（m）
e——打桩贯入度，采用最后10击时每一击的贯入度（cm）
S——动力触探在桩尖平面至以上10cm内修正后的平均每击贯入度（cm）
a——系数，按表3—19取值。
表3—19
该公式考虑了打桩时的桩长和贯入度，又考虑了勘察工作中动力触探测试指标。选择系数a值时，参照了桩径、打桩机型号及持力层等因素，因而比较接近实际。
②成都地区的经验：一般桩基的持力层为卵石土。西南建筑勘察院利用探杆直径为60mm的超重型动力触探指标N120与11根φ350mm的振冲灌注桩、20多根300mm×300mm的预制桩进行对比分析，承载力与超重型动探击数有良好的相关关系。在35根试桩中，有20根做了现场静载荷试验，其余采用锤击贯入法测定桩的极限承载力。进行综合统计分析得出回归方程如下：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
统计子样 n=35
相关系数 r=0.79
式中：qp——单桩竖向桩端极限承载力（kPa）
N120——桩尖平面处上下4D（桩径）范围修正后的击数平均值（击/10cm）。
N120的范围值为3.41—11.18击/10cm。
考虑到试桩中锤击贯入法测试的极限承载力较离散，（3—43）式的相关系数不高，在此式基础上提出推荐方程（3—44）式，为考虑2倍安全系数的桩基容许承载力经验公式。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：qp——桩端极限承载力（kPa）
［qp］——单桩端竖向承载力标准值（kPa）
N120——同（3—43）式。
③广州地区的经验：广东省建筑设计院常用打桩经验公式估算单桩容许荷载。根据现场打桩资料和勘察阶段的动力触探资料，通过统计分析，找出桩尖持力层处桩的贯入度与动探击数的关系及桩的总锤击数和动探总击数的关系，然后代入常用的打桩公式，用以估算单桩允许荷载。
对于锤质量m=3t，落高H=40—60cm，锤嘴外径50cm的汽锤打桩机，预制桩截面积500mm×500mm。容许荷载按（3—45）式估算。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中［qp］——单桩竖向承载力标准值（kN）
N′63.5——从地面以下0.5m至桩进入持力层深度的动力触探总击数；
S——持力层中桩的贯入度（cm）；按下式计算。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中，N63.5为持力层动力触探击数（击/10cm）。
对于锤质量m=0.75t，落高H=100cm，桩嘴外径为34cm的电动打桩机，桩截面积为300mm×300mm,［qp］按（3—46）式估算。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中的各符号意义同（3—37）式。
在统计分析打桩资料和动力触探成果时，桩基持力层主要为硬塑至坚硬状粘土，上覆地层主要为粘性土夹少量砂层，因而应用估算单桩竖向承载力标准值时，须考虑到场区的地层情况应与此类似，不要相差太大。使用其他类型的打桩机时，应用该公式也要慎重。
（4）动阻力法：近年来，也有人采用探头单位动阻力来评价单桩容许承载力［qp］，如：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
如安全系数采用6，则为：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
就地下水位以下的粘性土而言，探头阻力多半是由表面摩擦和在突然冲击下所产生的超孔隙水压力的阻力所引起的。因此，普遍认为，在这种情况下，用动阻力公式来确定桩的承载力是不合适的；在易液化的粉细砂层中取得的测试数据，也要另做处理。
（5）钻孔灌注桩承载力：近年来，我国在高层建筑中，大量采用了钻孔灌注桩。它就地成孔，在孔中浇灌混凝土，不受桩径控制；噪声小，造价较低，成孔直径及长度易于满足设计要求，使用范围很广，特别适用于基岩起伏地区和市区。因此，如何评价灌注桩的承载力，就成为必须解决的实际问题。许多单位为此进行了努力。
北京市地质勘察处研究所地基组曾收集了31组试桩与标准贯入测试求单桩承载力的对比资料，建议采用下式求钻孔灌注桩极限承载力qp。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：lc,ls——分别为桩身在粘性土部分与砂土部分的长度（m）；
——分别为桩身在粘土层部分与砂土层部分的标准贯入击数之平均值；]]
AN——桩端截面积与标准贯入击数之乘积（m2）
H——孔底虚土厚度（m）
qp——灌注桩极限承载力（t）。
当孔底虚土厚度H大于0.5m时，则用下式计算：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
在31组对比资料中，有73%的误差小于15%，有95%的误差小于25%，说明其可靠性较好。
（6）旋喷桩直径设计：中华人民共和国专业标准：《建筑地基处理技术规范》规定，旋喷桩的设计直径可按表3—20选用。
表3—20 用SPT确定旋喷桩直径（m）表
（7）确定桩基持力层：端承桩的持力层，应选在密实的砂层上。一般以标准贯入击数大于30击的层位作为持力层；当其下还有较差地层时，则以50击为好。对厚度不小于2.0m的土层，也可作为桩端持力层，其动力触探N63.5应大于20击，卵石土N120应大于8击。
4.确定粘性土稠度及C、φ值
利用标贯锤击数确定粘性土的稠度状态，国内、外都有较多的经验。其关系如表3—21至表3—24所示。
表3—21 N与稠度状态关系（Terzaghi ＆ Peck,1948）
注：qn为无侧限抗压强度。
表3—22 N手与稠度状态的关系
注：1.适用于冲积，洪冲的一般粘性土层。
2.标准贯入试验锤击数N手是用手拉绳方法测得的，其值比机械化自动落锤方法所得锤击数N机略高，换算关系如下：N手＝0.74+1.12N机，适应范围：2＜N机＜23。
表3—23 N与粘性土的C，φ值的关系
表3—24 粘性土N手与C、φ的关系
注：手拉落锤。
确定粘性土的内聚力C及内摩擦角φ也积累了较多经验，见表3—23和表3—24等。
软粘土：
粘性土：
式中，Es为土的压缩模量（100kPa）。
卵石土变形模量：
粘性土：
式中，mv为体积压缩系数；f=450—600kPa（中等至低塑性土）。
表3—25 E0及Es经验公式
表3—26 N与Vs统计公式表
注：σv0——上覆土层压力（kPa）Vs——波速（m/s）。
5.确定砂土密实度及液化势
动力触探在砂土中的应用效果比较理想，再加上取砂土不扰动样较困难等，使得用动力触探确定砂土密实度及液化势的研究及应用由来已久，目前仍被广泛采用。Peck（1979）曾经指出，在评价砂土液化势方面，认为复杂得多的周期性室内试验比标准贯入试验有任何更为优越之处是不公正的。
砂土密实度的大小是确定砂层承载力及震动液化势的主要指标。利用动力触探试验确定砂土密实度，国内、外已积累了很多经验，既有经验公式，也有各种图表。现将几种常用方法介绍如下。
表3—27 北京市N10与砂土密实度的关系
N63.5与e的关系
表3—28 N63.5与砂土密实度的关系
表3—29 N120与卵石密实度的关系
表3—30 按标准贯入击数N确定砂土密实度
注：表内所列N值由人力拉锤测得。
我国铁道部第一、二、三勘测设计院及铁道科学研究院认为，砂土相对密度可用下式求出：
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：Dr——砂土相对密度；
σ′v0—有效上覆压力（kg/cm2）
N——标贯击数。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：φ——砂土内摩擦角（度）；
当N＜10时，取N=10
当N＞50时，取N=50
式（3—56）由交通部《港口工程地质勘察规范》推荐。
波兰人Borowczyk和Frankowski（1981）研究了动力触探与静力触探和砂土相对密度的关系，并制成关系图及下列关系式。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中：qc——静力触探锥头阻力（MPa）；其他符号意义同前。
现在，一般的看法是，锤击数N、有效上覆压力和相对密度之间存在着一定的关系。但是，企图用唯一的一条曲线来适应所有类型的砂和各种条件是不可能的。应用概率和统计方法或利用动力触探资料确定上述三者之间的关系是可取的。
判断砂土液化的主要方法之一是标准贯入法，详见第二章第七节。
总之，动探和标贯的优点很多，应用广泛。对难以取原状土样的无粘性土和用静探难以贯入的卵砾石层，动探是十分有效的勘测手段。但是，影响其测试成果精度的因素很多，所测成果的离散性大。因此，它是一种较粗糙的原位测试方法。在实际应用时，应与其它测试方法配合；在整理和应用测试资料时，运用数理统计方法，效果会好一些。
