学文网摘要：标准贯入（SPT）试验是岩土工程中最常用的一种简单、快捷、经济的原位动力测试技术。在岩土工程中，尤其在确定岩土的力学性质、确定地基承载力、判定砂土液化等均采用标准贯入试验。为此探讨标准贯入试验在实际工程中的应用具有十分重要的意义。
关键词：SPT、N值、密实度、液化、地基承载力、应用
1前言
1902年美国Raymond混凝土桩公司，首次采用50kg的重锤击打25mm的钢管，并取得了土样。1948年，Terzaghi和Peck又详细地介绍了标准贯入试验方法，并确立了标准贯入击数N值与内摩擦角、承载力之间的关系。日本于20世纪50年代引入SPT，提出了标贯试验锤击数N值与砂土、粘性土和软岩的抗强度、桩基承载力等之间的一些经验公式，目前，SPT已成为各国采用最多的原位动力试验方法。[1]
2标准贯入试验的方法
***1标贯试验仪器
标准贯入试验的设备主要由标准贯入器、触探杆和穿心锤三部分组成如***1所示，穿心锤重63.5kg，触探杆直径国内统一采用42mm，国外也有采用50mm或60mm直径的。试验时，用穿心锤以760mm的落距自由落下，先将贯入器垂直打入15cm，之后记录每打入30cm的锤击数N。锤击速度控制在每分钟15～30击，当N值达到50击，而贯入深度未达到30cm时，停止贯入，按式 N = 30×50 /SS（ 为 50 击时的贯入度） 换算成贯入深度 30cm的锤击数 N。[2]标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般粘性土。不适用于软塑―流塑软土。
3 SPT在岩土工程中的应用
3.1判定砂土的密实度
《岩土工程勘察规范 》（GB50021-2001）规定：砂土的密实度应根据标准贯入试验锤击数实测值 N划分为密实、中密、稍密和松散，并应附合表 1 的规定。[3]
表1 砂土的密实度分类
标准贯入试验锤击数 密实度
N≤10 松散
10
15
N>30 密实
注：用SPT试验所得的N值判别砂土密度时，N值不经过修正，直接采用实测锤击数。
3.2估算黏性土的内聚力
假定黏性土的内摩擦角 等于 0°，则可计算出黏性土的内聚力c=qu/2。
表2 N值与粘性土强度的关系式
关系式 适用地层 出处
地盘工学会；地盘调查法[7-8]
东京地层
粉土
N
各神（冲基层） 日本道路公团；设计要领（第1集）[14]
洪积层
（A=5～6） （老粘土）
注：*指该式也是Terzaghi和Peck的公式；qu为粘性土的无侧限抗压强度（Kpa）；洪积层相当于中国的老粘土。[1]
3.3估算砂土的内摩擦角
Pcek于1974年提出如下公式可利用标贯击数来份，算砂土内摩擦角φ=53.881-27.6034e-0.0174N
3.4判断砂土的液化
当抗震设防烈度在7度及其以上时，要对砂土进行液化判别。
当初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采用SPT判别地面下15m 深度范围内的液化； 当采用桩基或埋深大于 5m 的深基础时，还需判别 15 - 20m 范围内的液化。当饱和土层标准贯入 N 值（ 未经杆长修正） 小于液化判别 N 值临界值时，应判为液化。
3.5估算地基承载力
在确定地基承载力时需要考虑两个因素：1地基在外荷载作用下能够承载的能力；2地基在外荷载作用下的沉降量。黏土的长期允许承载力与无侧限抗压强度大致相当，而砂土与换算N值相当。表3给出了Dunham和日本住宅公社地基承载力经验公式。
表3 地基承载力估算式
地层 Dunham 日本住宅公社
砂层 10N 8N
冲积黏土层 17.1N 10N
洪积黏土层 - （250）N
一些设计院根据标准贯入试验锤击数 N 确定砂土承载力可采用如下关系式（表4）：
表4 N值与地基承载力的关系表
研究者 回归式 适用范围
铁道部第三勘察设计院 粉细砂
中、细砂
纺织工业部设计院 细、中砂
注：为地基承载力，单位为Kpa
3.6估算单桩竖向极限承载力
《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72―2004）规定：采用标准贯入试验成果可按相关公式估算预制桩、预应力管桩和沉管灌注桩单桩竖向极限承载力。
3.7 SPT在砂桩质量检测中的应用
砂桩是一种常用于地基处理中，砂桩与松散砂土、粘性土、粉土及杂填土等形成复合地基，从而达到了提高地基承载了和抗液化性能。为保证施工质量，可根据标准贯入试验点的标准贯入击数N判断砂桩的完整性和局部松散情况。
由试验桩的N值按相关规范查得砂土地基承载力，[5]可按下式确定复合地基承载力：
f=mf1+（1-m）f2
式中：单位都为kPa，其中f1为桩体承载力；f2为桩间土的承载力；m为桩土面积置换率。3.8用SPT估算软岩的平均强度[1]
日本通过试验给出了N值与软岩平均抗剪强度之间的经验关系式。日本道路公团《设计要领》中也才用了此关系式。
表5 N值与软岩平均抗剪强度的关系式
软岩分类 内聚力c/kPa
（标准差） 抗剪断角/
（标准差）
砂岩.砾岩
深成变质岩 （4.40）
安山岩
（7.85）
泥岩.凝灰岩
凝灰角砾岩 （9.78）
注：*指对数轴上的值
5结语
SPT由于其设备简易、取样方便、操作简单、适用范围又比较广泛，成为目前国际上使用较多的原位动力触探技术之一，在日本SPT以成为岩土工程勘察中必备的手段。
SPT所得的试验成果常常是客观的，而得到的N值又具有主观性，且N值离散性很大，因此在分析整理数据时，应该剔除个边异常值。在勘察设计中要结合其他勘察手段进行相互验证。由于SPT所得到的N值影响因素较多，在今后的试验，更要不断努力以提高其标准化程度，同时更要注重就SPT同国际加强技术交流与合作，从进一步丰富SPT在岩土工程中的应用。
6.参考文献
[1]徐光大，徐光黎，李俊杰. 日本标准贯入试验方法及其N值在岩土工程中的应用[J]. 安全与环境工程，2011，04：33-38.
[2]杨文卫，岳中琦. 标准贯入试验及其在岩土工程中的应用[J]. 广东水利水电，2006，02：31-33+35.
[3]李治中. 标准贯入试验成果在砂土中的应用[J]. 甘肃地质，2010，01：92-95.
[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，2010，07：45-46+55.
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[5]张小飞，吕黄，吴友仁. 标准贯入试验在砂桩桩体质量检测中的应用[J]. 华南港工，2007，04：19-22+40.
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