付瑞勇　張力卡

【摘 要】目前在巖土工程勘察中為了鉆進(jìn)的安全性，許多鉆機(jī)配備的是50mm鉆桿，對(duì)50mm鉆桿的標(biāo)貫擊數(shù)究竟該怎樣修正。

【關(guān)鍵詞】標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；50mm鉆桿；42mm鉆桿；巖土工程勘察

【Abstract】At present in the geotechnical engineering investigation for the safety of drilling， many drilling machine s are equipped with 50 mm drill pipe， and on earth how to revise the standard penetration test blow count in allusion to the 50 mm drill pipe.

【Key words】standard penetration test；50 mm drill pipe；42 mm drill pipe； geotechnical engineering investigation

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）是巖土工程勘察中一種常用的方法，是一種集勘探與原位測(cè)試與一體的技術(shù)手段，這種方法可簡(jiǎn)單快捷地判定土的性質(zhì)，在我國(guó)和世界大多數(shù)國(guó)家都得到廣泛應(yīng)用，但目前在實(shí)際勘察工作中存在一些問(wèn)題，本文探討的是自己曾遇到的一個(gè)問(wèn)題。眾所周知，我國(guó)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009年版）中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)應(yīng)采用42mm外徑的鉆桿，但是目前在巖土工程勘察中為了鉆進(jìn)的安全性，有不少鉆機(jī)配備的是50mm鉆桿，在標(biāo)貫過(guò)程中嚴(yán)格要求其換用42mm鉆桿是不太實(shí)際的，應(yīng)用50mm鉆桿進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)這種目前我國(guó)不規(guī)范的做法，很多時(shí)候是我們不得不接受的事實(shí)，對(duì)50mm鉆桿的標(biāo)貫擊數(shù)究竟該怎樣修正？如何對(duì)比42mm所建立的修正體系？相信各位同仁也都進(jìn)行過(guò)深刻的思考，對(duì)與國(guó)外不同規(guī)格的鉆桿規(guī)格又是如何考慮的！

對(duì)與標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)數(shù)值N，國(guó)外的傳統(tǒng)修正包括飽和粉細(xì)砂的修正、土的上覆壓力修正、地下水位的修正，我國(guó)規(guī)范并不考慮這些修正，而著重考慮桿長(zhǎng)的修正。

桿長(zhǎng)修正是依據(jù)牛頓碰撞原理，下面是我對(duì)50mm鉆桿標(biāo)貫修正對(duì)比42mm鉆桿的一些理論分析，按主次關(guān)系論述如下：

1.能量及動(dòng)量守恒方面對(duì)比

相同長(zhǎng)度的50mm鉆桿要比42mm鉆桿質(zhì)量大，因此其具有的動(dòng)能要比用42mm鉆桿所具有的動(dòng)能要小，對(duì)應(yīng)標(biāo)貫器慣入相同土層能克服摩擦力做功就相對(duì)小，也就是說(shuō)理論狀態(tài)下慣入相同深度（30cm）所需要的擊數(shù)就大。

碰撞后的動(dòng)能比值，42mm鉆桿內(nèi)徑32mm，50mm鉆桿內(nèi)徑39mm，底面積分別為5.809×10-4m2和7.685×10-4m2，鉆桿材料一致，則相同長(zhǎng)度m桿50=1.32297m桿42。我們研究比例關(guān)系式不難看出其為遞減函數(shù)，且最大值小于1；不難看出深度越大50mm鉆桿的動(dòng)能損失越大，擊數(shù)偏差也越大。鉆桿鋼材型號(hào)YB235-70，其密度按7.8×103kg/m3，將已知常量代入上式得到

2.摩擦力方面對(duì)比

在實(shí)際操作中很難保證鉆桿完全垂直，鉆桿與孔壁的摩擦無(wú)可避免。鉆桿與土體之間的摩擦為滑動(dòng)摩擦，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的大小計(jì)算公式：f =μN(yùn)，摩擦力僅與鉆桿的正壓力N有關(guān)，毋庸置疑50mm鉆桿對(duì)土體的擠壓大于42mm鉆桿，因此慣入相同深度的土層，50mm鉆桿需要克服更多的摩擦力做功，因此也會(huì)使擊數(shù)較42mm鉆桿擊數(shù)偏大。

3.彈、塑性變形方面對(duì)比

以上兩個(gè)方面都是影響擊數(shù)相對(duì)42mm鉆桿偏大的因素，但是50mm鉆桿其本身剛度大，在標(biāo)貫錘與鉆桿碰撞過(guò)程中彎曲變形較42mm鉆桿小，塑性變形小損失的能量也就小。

但是個(gè)人認(rèn)為，標(biāo)貫試驗(yàn)較淺的情況下鉆桿的塑性彎曲變形很小，僅彈性卸荷影響微弱。

綜合以上三點(diǎn)，我認(rèn)為：50mm鉆桿進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)其慣入30cm所需擊數(shù)偏大，但是筆者能力有限無(wú)法給出具體比例參數(shù)?？紤]第二點(diǎn)與第三點(diǎn)在鉆具合格的情況下影響較小，可認(rèn)為二三相互抵消，僅考慮第一點(diǎn)。

對(duì)與實(shí)際工程中應(yīng)用，我想每人都有自己的理解與經(jīng)驗(yàn)，建議各位同仁共同試驗(yàn)研究、討論，建立修正體系，更希望有關(guān)專家能盡快完善修改相應(yīng)規(guī)范、手冊(cè)，在實(shí)際工作中給我們以指導(dǎo)幫助。

參考文獻(xiàn)：

1.《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001 2009年版）

2.《工程地質(zhì)手冊(cè)》（第四版）

作者：付瑞勇 聯(lián)系方式：濟(jì)南市無(wú)影山中路85號(hào) 504室 Email：furuiyong@163.com