DB21 T 1564.7-2007 岩土工程勘察技术规程 旁压试验规程.pdf

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1、辽宁省地方标准七、旁压试验规程Specifcations for pressurementer test DB21/T1564.7-2007 主编单位:辽宁有色勘察研究院批准部门:辽宁省建设厅施行日期:2008 年 01 月12 日2007 沈阳1总则1.0.1 为统一全省旁压试验方法，合理确定地基承载力等岩土参数，特制定本规程。1.O.2 本规程适用于各类土木工程中旁压试验。1.o.3 旁压试验适用于粘性士、粉士、砂土、碎石土、残积土、风化岩和软岩。1.O.4 在采用本规程时，尚应符合现行的国家标准和有关行业标准的有关规定。2 术语、符号2.1 术语2.1.1 旁压试验(PMT)是用可侧向服

2、胀的旁压器，对钻孔孔壁周围的士体施加径向压力的原位测试，根据压力和变形的关系，计算土的模量和强度。2.1.2 初始压力值压力与体积曲线中段直线段的起点或蠕变曲线的第一拐点相应的压力。2.1.3 临塑压力值压力与体积曲线中段直线段的末尾点或蠕变曲线的第二拐点相应的压力。2.1.4 极限压力值压力与体积曲线的渐近线对应的压力或量测腔扩张体积相当于量测腔固有体积时的压力。2.1.5 旁压模量根据旁压试验的压力和变形关系确定的土的模量。.158 2.2 符号A 一量水管截面向积Ck一不排水抗剪强度Em一由旁压试验确定的模量f 一旁压试验确定的地基土承载力k 一安全系数Ko 静止侧压力系数p 校正后的土

3、豆力Pm一压力表读数PW一静水压力Pi一弹性膜约束力PO一初始压力p/一临塑压力PL一极限压力S 一校正后的量管水位下降值V 一校正后的体变量V。一与初始压力 PO 对应的体积冉一与临塑压力 P!对应的体积VC一旁压器量测腔初始国有体积Z 一旁压器中心点至地面的土柱高度 一仪器综合变形校正系数-j自松比 一重力密度(重度)6，p 一旁压试验曲线上直线变形段的压力增量6，V 一相对于 6，p 的体积变化增量 159.3 仪器设备3.1 试验设备圄 3.1.1 旁压仪结构框图l 一安全阀2一水箱3-;j(稍加压4注水阀5 注水管 2;6 注水管 1;7一巾腔住水8排水间9一旁压器10一上腔:11

4、一中腔12下腔13一导水管14导压管15一导压管;16一量管17-调零阀18汩 Ij压间19-600 kPa 压力表20辅管;21 一低!五去阀;22一调压器23子动加压闹24一-25 kPa 压力表;25一储气罐26一一手动加压;27-16kPa 压力表28一氮气加压间;29-2500kPa 压力表30一减压间;31-25倒)kPa 压力表;32一氯气源间33一高压氯气源34一辅导管.160.3.1.2 旁压器:为圆柱形骨架，外套有密封的弹性膜，预钻式一般分上、中、r 主腔，中腔为测试腔，上、下腔为辅助膛，上、下腔用金属管连通，而与中腔严密隔离。自钻式一般为单腔，旁压器中央为导水管，用以疏导

5、地下水，以利于将旁压器放到测试位置。在弹性膜外按需要可加装一层可扩张的金属保护套(铠装保护)。其规格如表 3.1.2 所列。旁压仪规格体变管夕i、径I(cm2)I(%)3.1.3 加压.稳压装置:压力惊为高压氯气或人工打气，并附有加压稳压调节阀和压力表，其量程和准确度见本规程表3.1.20 3.1.4 变形测量装置:一般由体变管、量管或液位仪及辅宫组成，其量程和准确度见本规程在 3.1.20 也可采用横向变形传感器直接测出径向变形，其技术条件应符合 GB/Tl 5406土工试验仪器的基本参数及通用技术条件的有关规定。3.1.5 导管:为尼龙软管，连接旁压器中腔与体变管相通，连接上下腔与辅管相通

6、。3.1.6 成孔的钻探设备。3.2 仪器设备的检定租校准3.2.1 压力表:应按刀G52 弹簧管式一般Ek力表、压力真主表及真空表检定规程进行检定。3.2.2 体变管:应按 JJG209(体在只管检定规程进行检定。变形传感器的校准与弹性膜约束力同时进行。3.2.3 试验前要进行旁压器弹性膜约束力和仪器综合变形 161.值的校准。校验方法按本规程附录 A 进行。4 操作方法4.1 预铀旁压试验4.1.1 试验前平整试瞌场地，根据土的分类和状态选择适宜的钻头开孔。要求孔壁垂直、光滑、呈完整的圆形，尽可能减少孔壁土体扰动。4.1.2 钻孔时，若遇松散砂层和软士地层时须用泥浆护壁钻进，钻孔孔径应略大

7、于旁压器外径，一般宜大 2 斗 mmo4.1.3 旁压试验应在有代表的位置和深度进行，旁压器上中下三腔都在同一土层中。试验点垂直间距应根据地层条件和工程要求确定，但不宜小于 1m，试验孔与已有钻孔的水平距离不宜小于 1m。取完士样或做过标贯试验的部位不得进行旁压试验。4.1.4 试验前在水箱内注满蒸锢水或无杂质的冷开水，打开水箱安全盖。4.1.5 检查并接通管路，把旁压器的注水管和导压管的快速接头对号插入 o4.1.6 把旁压器竖立于地圃，打开水箱至量管、辅管各管阀门，使水从水箱分别注入旁压器各个腔室，并返回到量管和辅管，在此过程中需不停地拍打尼龙管并摇晃旁压器，以便尽量排除旁压器和管路中滞留

8、的气泡。为了加速注水和排出气泡，亦可向水箱稍加压力，当量管和辅管水位升到刻度零或稍高于零时即可终止注水，关闭注水阀和中腔注水阀。4.1.7 调零:把旁压器垂直提高，直到使中控的中点与量管零位相平，打开调零阀，并密切注意水位的变化，当水位下降到苓时，立即关闭调零阀、量管阀和辅管阀，然后放下旁压器。4.1.8 将旁压器放入锚孔中预定的试脸深度，其深度以中腔中点为准，打开量管阅和辅管阀施加压力。162.4.1.9 用高压氨气惊加压时，接上氮气加压装置导管(于动加压装置则应关闭).把减压阀按逆时针方向拧到最松位置，打开气源阀，按顺时针方向调节减压阀，使高压降低到比所需要最高试验压力大 100-200

9、kPa。然后缓慢地按顺时针方向调节调ff 阀并调到所需的试验压力。4.1.10 子动加压肘，先接上打气筒，关闭氮气加压阀，打开手动加压阀，用打气筒向贮气罐加压，使贮气罐内的压力增加到比所用最高试验国力大 100-200kPa 以上。然后按顺时针方向缓慢旋转调节阀调到所需的试验压力。4.1.11 加压等级一般为预计临塑用力的1/5-1/7，初始阶段加荷等级可取小值，必要时，可作卸荷再加荷试验，测定再加荷旁压模量。也可参照表 4.1.11 选用。试验加压等级工If.-l.在臂 1王淤泥、淤泥质土、软塑状态的帖性土、饱和松散粉细砂软塑状盔的粘性土、疏松的黄土、稍密很湿的粉细砂，稍密的中、粗砂可塑状态

10、的粘质土，一般黄土，中密至密实很湿的粉细砂，稍密至中密的中、粗彤、坚硬状态的粘质土，密实的中、粗砂软质岩石的强风化带软质岩百、硬质岩石的强风化带表 4.1.11 加压等级(kPa)小于|陆塑压力大于临塑压力15 军三 3015-25 30-50 25-60 50-100 50-100 l -200 loo 2oo 2;.500 4.1.1口2各级压力下的相对稳稳、定时间标准为1 口m时un 或 2m时m按下列时间顺序协割测i!记f量重管的变形值 O对 1min 稳定时间标准158、30s、60s;对 2min 稳定时间标准15s、308、60s、1208 04.1.13 当量测腔的扩张体积相当

11、于量测腔的固有体棋时，或压力达到仪器的容许最大压力时，应终止试验。163 4.1.14 试验结束后，采取以下方法使弹性膜恢复原状。l 试验深度小于 2m 时，把调压阀按边时针方向拧到最松位置.即与大气相通，利用弹性膜的约束力回水至量管和辅管，当水位接近零时，即口J关闭量管阀和辅管阀。2 试验深度大于 2m 时，打开水箱安全盏，再打开注水阀和中腔注水阀，利用试验压力使旁压器回71至水箱。3 当需排净旁压器内的水时，可打开排水阀和中腔注水阀，利用试验压力排净旁压器内的水。4 也可引用真空泵吸回水。4.1.15 终止试验消压后，必须等 2-3min 后才能取出旁压器，并仔细检查，擦洗、装箱。4.1.

12、16 记录格式见附录 BG4.2 自钻旁压试验4.2.1 试验点的布置原则参照本规程 4.1.3 的规定。4.2.2 在所选定的比验点上，安装自钻旁压仪，利用自动切削装置切碎土体，用循环冲洗液将切碎的土屑输送到地面，同时将旁压器置放于所需试验的位置 O4.2.3 利用被压或气压参照本规程 4.1.8 和 4.1.12 的规定进行加压，并测i己量管水位或传感器的输出值。4.2.4 试验结束后，参照本规程 4.1.14 的方法使弹性膜恢复原状，取出旁压器。5 资料整理5.0.1 压力和体积变形校正。1 按式(5.0.1-1)计算校正压力:P:0 P.+PW-P.式中:p 一校正盾的压力，kPa;.

13、164 (5.O.1-1)Pm一压力表读数，kPa;PW静水压力kPa;Pi一弹性膜约束力kPa，查弹性膜约束力校正曲线。2 按式(5.O.1-2)校正变形量:V=SA S=Sm 一 (Pm-Pw)式中v-校正后的体变章，CII13;S 一校正后的量管水位F降值cm;Sm-m管水位下降恒，cm;A-量水管截面积，CIE12:-仪器综合变形校正系数 c其余符号见本规程的公式(5.0.1-1)5.O.2 用校正后的压力 p 和校正后的体变 V 绘制 p-v 曲线，如罔 5.O.2，也可绘制压力和量管水位变化曲线，即 p-S曲线 c 必要时可绘制蠕变曲线。(5.O.1-2)。?SA g I)o A

14、p 位Pa)图 5.0.2旁压曲线作图比例:纵坐标以 1cm 代表体积变量lcm3，横坐标 165 A Pf 岛(压力 p 值)以 lcm 代表lOOkPa 或根据具体情况选择比例标准 图幅尺寸要求一般为lOcm x lOcmo 5.O.3 从绘制的 p-V 曲线上确定气个压力特征值:Po、Pj、Pt。l 初始压力(Po)值:旁压曲线巾段19:线段的起点或蠕变曲线的第一拐点相应的压力 O2 临塑压力(Pf)值:压力与体积曲线中段直线段的末尾点或蠕变曲线的第二拐点相J世的压力 O3 极限压力(PL)值:1)压力与体积曲线的渐近线对应的压力;2)章测腔扩张体积相当于量测腔固有体积时的压力;引用 P

15、-(11 V)关系，末段直线延长线与 p 轴的交点相应的压力。5.O.4 从二个压力特征值确定地基士的承载力。1 临塑压力法:f=Pj-Po(5.O.4-1)2 极限压力法:f=(PL-Po)lk(5.0.4-2)式中:1 一旁压试验确定的地基土承载力，kPa;Po一初始压力kPa;PF一临塑压力，kPa;PL一极限压力，kPa;k 一安全系数，一般取 2 斗，也可根据地区经验确定。5.O.5 按式 5.0.5 计算软粘性土不排水抗剪强度 Ck:Ck二(PL-Po)1叽式中:吭一系数，可取 6.18 0 5.O.6 按式 5.0.6 估算静止侧压力系数 ko:ko=Po/z，式中:-土的重度，

16、kNI旷;z 一旁压器中心点至地面的土柱高度m。166 (5.O.5)(5.0.6)5.O.7 按式 5.0.7 计算旁压模量 Em 值:Ern=2(1+)1 Vu+(Vo+飞)/2).:lp/.:lV(立 0.7)式中Ern由旁压试验确定的模暨，称为旁压模量kPa;一泊松比，可按地区经验确定。对于正常固结和轻度超回结的土类可按:砂土租粉土取 0.33，可塑到坚硬状态的粘性士取 0.38;.:lp 旁压试验曲线上直线变形段的压力增量，kPa;.:lV 相应子邮的体积变化增量，cm气凡与初始压力 p。对应的体积，cm3;Vj一与临塑压力 p!对应的体积，CH13;V，一旁压器量测腔初始固有体积，

17、cm30167 附录 A旁压仪校准A.l 日的租校准要求A.l.1 试验前应对仪器进行两项技准:弹性模(包括铠装护套)的约束力校准和仪器综合变形校准。A.l.2 新仪器酋 使用，对两项校验均需进行，更新弹性膜(或护套)需进行弹性膜约束力的校准。A.1.3 弹性膜一般进行 20 次试脸后，需复校 1 次。对临塑压力 po:s;100kPa 土中试验时，每 10 次试验后需复校l 次。当气温较大变化或置放较长时问后应重新校准 OA.l.4 接长或锚短导管，更新变形传感器，需进行仪器综合变形校准。A.2 校验方式A.2.1 弹性膜约束力校准将旁压器竖直，使旁!王器中院中点与量水管水位齐平，让弹性膜呈

18、自由状态、l 先对弹性膜加压，使体变管达到 600cm 3(戎噎管相应的F降值)时的膨胀量，再退压使其收缩，反复胀缩 4-5 次，然后再进行校验。2 以加压等级为lOkPa 逐级加压并按本规程4.1.12-4.1.14 规定的观测时间和终止条件的要求进行。3 对用变形传感器测定弹性膜径向变形时应记录各级压力作用下的传感器的输出值。4 卒定记录见表 A.2.1 168 弹性膜约束力率定记录表表A.2.1 工程名称旁压器型号率定次数水头高度(m)使用?x数率定温度(t:)率定日期年月日压力表总压力实测体积变形量 V(cm3)或实祺tl 测级数读数P,+P,管水位下降值 S(cm)P,(kPa)P,

19、(kPa)30s 60s 1205 1 2 3 4 当6 7 8 9 10 试验记录A.2.2 仪器综合变形校准1 将旁压器放入校验管(用有机玻璃或铜管制作的专用设备)内使旁压器受到径向限制。2 以加压等级为lOOkPa 逐级加压，按本规程 4.1.12 规定的观测时间测读量管的水位下降值。一般加压至 800kPa 终止试验。3 事定记录见表 A.2.20.169 仪器综合变形枝准率定记录襄表 A2.2工程名称旁压器型号率定次数水头高度(m)使用次数率定温度(C)率定日期年月日压力表读数实测体积变形量 V(cm3)或级数P.(kPa)实测测管水位下降位 S(cm)60s 2 3 4 5 6 7

20、 8 9 10 试验记录A.3 制图A.3.1 对弹性膜约束力校准:绘制压力值 p 和量管水位下降值 S(或压力 p 和传感器输出值)的关系曲线，即为弹性膜约束力校准曲线，如图 A.3.1.170.34o r;r 坦国量30 与 20斗是尊E唰1。1 11 I f F/1/./国.10 20 30 40到创7080 压力弹性集约束力)p(kPa)图 A3.1弹性酶的束力桂准曲线A.3.2 仪器综合变形校准:绘制压力 p 值和量管水位下降值 S 的关系曲线，如图 A.3.2。闺中直线的斜率.S/.p 为仪器的综合变形校准系数。13 局制住 124司斗是如酬11-.-d.-而，而翩而-/o 123

21、00 45600?s 压力p(kPa)圄 A.3.2仪器结合变形校准幽线 171 附录 B旁压试验记录表工程名称试验孔编号孔口标高(m)一一-量管水面离孔口距离(m)试验土层描述压力 p(kPa)压力表总校校读数压正正力值后试验.172 表 8.0.1试验点编号旁压器编号试验深度地下水位(m)(m)旁压器中所受静水压力日期量管水位下降值(累计值)(cm)体积增量。1 2 3 校校V 111m mm 在正(cm3)mm mm 值后 计算校准附录 C本规程用词说明C.O.l 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下:(1)表示很严格，非这样做不可的用词:正面词采用必须反面

22、词采用严禁。(2)表示严格，在正常情况下均应这样做的用词:正面词采用应反面词采用不应或不得。(3)表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的用词:正面词采用宜反面词采用不宜。表示允许有选择，在一定条件下可以这样做的用词采用可oC.O.2 规程中指定应按其他标准、规范执行时，写法为应符合的规定或应按执行。173 条文说明1总则1.0.1 我省在岩土王程勘察中旁压试验方法使用不多、经验较少，为使试验过程标准化、规范化，以保证工作质量，在国家规范大原则下，广泛收集行业标准和有关于册资料，编制了本.规程。1.O.2 本规程在各种岩土工程勘察中均可应用。2 术语、符号2.1.1 旁压仪包括预钻式、自

23、钻式和压人式三种。同内 H前以预钻式为主，故本规程是针对顶钻式的，兼顾白钻式。压人式目前尚无产品，故本规程未考虑。3 仪器设备3.1 仪器设备目前国内旁压仪试验设备并不很多，常用的旁k器技术规格见表 3.1.10.176.常用型号旁压器的技术规格表 3.1.1 气也总长度测试腔外径测试腔测管截i二度固有体积面积(mm)(mm)(mm)(cm3)(cm2)AX 8 350 44 535 15.30 梅纳型G-Am BX 650 200 58 535 15.30 NX 650 200 70 790 15.30 AP 450 250 50 491 15.28 py 型PY2-A 保带护金套属型450

24、 250 55 594 15.28 py 习-2一般型680 200 60 565 13.20 3.2 仪器设备的检查和校准仪器设备在使用前，必须检查和校准，具体做法和要求按附录 A 执付。4 操作方法4.1.1-4.1.2 成孔质量是预钻式旁压试验成败的关键，成孔质量差，会使旁压曲线反常失真，无法应用 c 因此应按规范要求严格保证成孔质量。4.1.3 旁压试验点布置，应在了解地层剖面的基础上进行，以便能合理地在有代表性的位置上布置试验点。试验孔和试验段应根据工程需要而定，一般情况下，每一个建筑场地不宜少于 3个试验孔;每一个主要土层不宜少于 6 个试验段。4.1.12 各级压力下的相对稳定时

25、间，目前国内有快速法和慢速法两种 研究表明，两种方法对临塑压力和极限压力影响不大。为提高试验放卒，本规范使用 Imin 或 2min 的快速法。快速法加荷所得旁压模量相当于不排水模量。4.1.13 旁压试验终 1 1-.试验条件为:1 加荷接近或达到极限压力;177 2 量测腔的扩张体积相当于量测腔的固有体积，迦免弹性膜破裂;3 国产 PY2-A 型旁Ff仪，当量水管水位下降到 36cm 时，应终止试捡;4 法国 GA 型旁压仪规定:叮蠕变变形等于或大于 50cm 3或量筒渎数大于 600cm 3 时应终止试验。5 资料整理5.0.1 旁压试验原始记录的各级压力和体积包含有弹性模约束力和仪器综

26、合体蛮的影响因素，因此，在资料整现时，必须对此进行修正。5.0.2 旁压试验成果主要以曲线图表示，因此对旁压试验综合成果图的比例、图幅、回法和精度应有统一规定。一般情况下，绘制 p-v 曲线。因为 p V 曲线直接表明了岩土体在压力作用下的体积变化，而 p-s 曲线的 S 值与测管截雨于只有关，与土的变形是间接天系，因此本规程推荐 p-v 曲线作图 3 用 S 值时可将 S 换算成 V。5.O.3 确定旁压试验特征值(Po，鸟，PI)国内外采用的方法较多。本规程推荐的是最基本的确定方法 有色勘察行业标准旁压试验规程(YS5224 2000)认为由于开始试验时仅存一两个测点，此时受孔睡扰动影响大

27、，PO 值的确定人为因素不可避免，故诙规程推荐用下述两种方法确定 PO 值:l 延长 p-v 曲线直线段与纵坐标相交，交点为凡，过几作横坐标 PI 的平行线，相交曲线上的一点，其对应的压力为 poo2 作 p-V(60-30)曲线或 P-V(120-30 曲线)曲线下降值的最低点所对应的压力为 p。PL 值往往不易从试验中直接获得，故该规程推荐了外摊法、倒数曲线法、半对数曲线法三种方法求取 P l.值。5.O.4 阳 5.O.6 主条款中求取有关参数的公式是目前国内较.178 常用的求参数值公式，本规程予以推荐。使用时，各地区还可以根据不同岩土类别的对比试验来确定经验公式。s.O.7 按弹性理论的梅纳公式求取的 Em 值与载荷试验确定的变形模量 E。要小 1-2 倍，使用该值计算地基变形时有一定困难，应予调整。预钻式和自钻式旁压试验，试验时的初始条件不同，对土的扰动程度不同，故两者的旁压模量不相同。因此资料整理时应说明旁压试验的类咽 O 179