JGJ69-1990 PY型预钻式旁压试验规程.docx

中华人民共和国行业标准 PY 型预钻式旁压试验规程 JGJ 6990 1991 北 京 中华人民共和国行业标准 PY 型预钻式旁压试验规程 JGJ 69-90 主编单位常州市建筑设计院 批准部门中华人民共和国建设部 施行日期1990年12月1 |1 关于发布行业标准PY 型预钻式旁压 试验规程的通知 90建标字第238号 根据原城乡建设环境保护部84城科字第153号文的要求， 由常州市建筑设计院负责主编的PY 型预钻式旁压试验规程, 经我部审查，现批准为行业标准，编号JGJ6990, 白1990年12 月1日起实施。在实施过程中，如有问题和意见，请函告常州市 建筑设计院。 中华人民共和国建设部 1990年5月15日 日 录 主要符号 第一章 总 则 1 第.二章 仪器设备 2 第三章 试验钻孔 3 第四章 试验步骤 4 第五章 仪器校正 7 第六章 资料整理 9 附 录 - 旁 压 仪 原 理 图 14 附录二试验记录格式及工程实例 16 附录三 本规程用词说明23 附加说明 24 主 要 符 号 V。旁压器中腔原始体积cm; V 校正后的旁压器中腔受压膨胀体积cm; Vm各级总压力pmp 所对应的体积cm; Vo旁压曲线直线段延长与纵轴的交点，其值为旁压器接 触孔壁所消耗的水体积cm; △V₆03030s 读数和60s 读数之间的体积增量； △V20-8030s 读数和120s 读数之间的体积增量； Vr临塑压力pr 所对应的体积cm⁸; a 仪器综合变形校正系数cm/kPa、cm/kPa; S。 旁压器中腔原始体积Vc 用测管水位下降值表示 cm; S 校正后的旁压器中腔受压膨胀体积用测管水位下降 值表示cm; Sm各级总压力pmp 所对应的测管水位下降值cm; So旁压曲线直线段延长与纵轴的交点，其值为旁压器接 触孔壁所消耗的水体积，用测量水位下降值表示 cm; △S60-3030s 读数和60s 读数之间的测管水位下降值增量 cm; △S12090 30s 读数和120s 读数之间的测管水位下降值增量 cm; 1 S₁ 临塑压力pr 所对应的测管水位下降值cm; p校正后的压力kPa po静止土压力kPa; p 临塑压力kPa; Pi 极限压力kPa; Pw静水压力kPa; Pm压力表读数kPa; P₁ 弹性膜约束力kPa; Ko静止十压力系数； 土的天然重力密度kN/m; w水的重力密度kN/m⁸; 土的孔隙水压力kPa; v 土的侧向膨胀系数泊松比; Z 试验深度m; hw地面距地下水位的深度； fu 地基承载力标准值kPa; Em旁压模量MPa; E。压缩模量MPa; Eo变形模量MPa; 2 第一章 总 则 第1 0 1条 为统一PY 型预钻式旁压试验方法。合理确 定地基承载力等参数，特制定本规程。 第1 0 2条 本规程适用于以PY 型预钻式旁压仪对粘性 土、粉土、砂土和强化风岩石等土层的测试；当采用其他型号的 预钻式旁压仪时，可参照本规程的有关规定执行。 第1 0 3条 在采用本规程时，尚应符合现行的国家标准 岩土工程勘察规范的有关规定。 1 第二章 仪器设备 第2 0 1条 旁压仪由旁压器、加压稳压装置和量测装置 等部件组成见附录一的附图1-1和附图1-2,并配试验钻孔T 具。 、旁压器为三腔式圆柱型结构，外套有弹性膜，外径50mm 带金属保护套为55mm。 三腔总长450mm 中腔为测试腔，长 250mm, 体 积V491cm 带金属保护套为594cm; 上、下腔 为保护腔，各长100mm, 上、下腔之间用铜导管沟通，而与中腔 隔离。三腔中辅心为导水管，用来排泄地下水，使旁压器能顺利 放到测试深度。 二、加压稳压装置压力源为高压氮气或人工打气，并附压 力表。加压稳压均采用调压阀。 三、量测装置由测管或液位仪测读孔壁十休受压后的相应 变形值。 四、试验钻孔工具勺型钻、提士器和泥浆泵等。 2 第三章 试验钻孔 第3 0 1条 试验钻孔操作应符合下列要求 、钻孔直径比旁压器外径大2～6mm。孔壁上体稳定性好的 土层，孔径不宜过人； ∴、减轻孔壁土体的扰动； 三、保护孔壁土体的天然含水量； 四、孔形圆整，孔壁垂直。 第3 0 2条 在下列孔段不宜进行旁压试验 、取过原状土样或进行过标准贯入试验的孔段； 二、跨在不同性质土层的孔段。 第3 0 3条 最小试验深度、连续试验深度的间隔，离取原 状土钻孔或其他原位测试孔的间距以及试验孔的水平距离均不宜 小于1m。 第3 0 4条 钻孔深度应比试验深度大50cm。当采用大直 径钻具钻孔时，只能钻至试验段以上1m 处，然后按旁压试验要求 孔径钻孔。 第3 0 5条 对于不同性质的土层，宜选用不同的钻孔T 具 对于坚硬可塑状态的土层，可采用勺型钻；对于软塑流塑状 态的土层，可采用提土器；对于钻孔孔壁稳定性差的土层，宜采 用泥浆护壁钻进。 3 第四章 试验步骤 第4 0 1条 旁压器的注水管和导压管的快速接头应对号 插入量测装置上的插座。 第4 0 2条 注水步骤应符合下列规定 、先向水箱注满蒸馏水或干净的冷开水； 一、把旁压器竖立于地面，打开水箱至测管和辅管管路上的 所有阀门，并按逆时针方向拧松调压阀； 三、向水箱稍加压力，加快注水速度。在此过程中需不停地 拍打尼龙管束和摇晃旁压器，以便排除旁压器和管路中滞留的气 泡； 四、当测管里的水位到达或稍高于零位时，关闭注水阀和中 腔注水阀，终止注水。 第4 0 3条 调零和放入旁压器。把旁压器垂直举起，应使 测试腔中点与测管零刻度相平，把水位调到零位，并立即关闭测 管阀和辅管阀，然后把旁压器放入钻孔预定测试深度。 第4 0 4条加压测试方式应符合下列规定 、打开测管阀和辅管阀，此时，旁压器内产生静水压力，该 压力即为第1级压力。 静水压力系旁压器测试腔中点至测管水面水柱产生的压力， 按公式4 0 4计算 pwHZ 4 0 4 式中 pw静水压力 kPa; H 测管水面距孔口的高度 m; 4 Z 旁压试验深度 m; w水 的 重 力 密 度 kN/m, 可取10kN/m。 一、由下列两种加压方式中任选一种，进行加压 1. 高压氮气加压首先接上氮气源，关闭手动加压阀，打开 氮气加压阀，把氮气瓶上的减压阀按逆时针方向拧到最松位置 此时输出处于关闭状态,再打开氮气源闸，按顺时针方向拧减 压阀，使高压减到比预计所需最高试验压力人100～20kP a, 备用。 2. 手动加压首先接上打气筒，关闭氮气加压阀，打开手动 加压阀，用打气简向贮气罐加压，使贮气罐压力增加到比预计所 需最高试验压力大100～200kPa, 备用。 加压时，缓慢地按顺时针方向旋转调压阀，调至所需压力，逐 级加压。 第4 0 5条 试验压力增量，宜取预估临塑压力p的1/5 1/7。如果不易预估，可按表4 0 5确定。 试验压力增量 表4 0 5 土 的 特 征 压力增量kPa 淤泥、淤泥质土、流塑状态的粘性土、松散的粉或细砂 ≤15 软塑状态的粘性土、疏松的黄土、稍密饱和的粉土、稍 密很湿的粉或细砂、稍密的粗砂 1525 可塑硬塑状态的粘性土、一般性质的黄土、中密密 实的饱和粉土、中密一密实很湿的粉或细砂、中密的中 粗砂 2550 硬塑一坚硬状态的粘性土、密实的粉土、实密的中粗砂 50100 5 第4 0 日条 各级压力下的观测时间，可根据土的特征等 具体情况，采用1min 或 2min, 按下列时间顺序测记体积V或测 管水位下降值S 、观测时间为1min 时15s 、30s 、60s; 、观测时间为2 min时15s 、30s 、60s 、120s。 第4 0 7条 终止试验，当测管体积读数至600cm 采用 测管水位下降值s 为40cm 时，应立即终止试验。 第4 0 8条 终止试验的方法，应根据情况，采取下列措施 之，使旁压器里的水回上来或排净，弹性膜恢复到原来状态，以 便顺利地从钻孔中取出旁压器。 、试验深度小于2m, 且尚需继续进行试验时，把调压阀按 逆时针方向拧到最松位置，使整个管路和旁压器消压，利用弹性 膜的约束力，迫使旁压器里的水回到测管和辅管； 二、试验深度人于2m, 且尚需继续进行试验时，先打开水箱 安全盖，再打开中腔注水阀和注水阀，利用试验终止时旁压器和 管路内处于高压的条件，迫使旁压器里的水回到水箱，然后，关 闭注水阀，拧松调压阀，使整个管路和旁压器消压； 三、当需排净旁压器内的全部水时，可打开中腔注水阀和排 水阀，利用试验终止时旁压器和管路内处于高压的条件，排净旁 压器里的水，然后，拧松调压阀，使整个管路和旁压器消压。 旁压器和管路消压后，为了使旁压器弹性膜恢复到原来状态， 必须等待2～3min 后，方可取出旁压器。 6 第五章 仪器校正 第5 0 1条 试验前，应对仪器进行两种校正弹性膜包 括保护套的约束力校正和仪器综合变形校正。具体校正项日应 按下列情况确定 、新旁压仪首次使用时，两项校正均需进行； 、更换新弹性膜或保护套,需进行弹性膜约束力的校 正 ； 三、弹性膜一般进行20次试验后，需复校一次约束力。对于 在P₁≤100kPa 的土中进行试验时，每进行10次试验后，需复校 次。当气温有较大变化或放置较长时间不用时，应重新校正； 四、接长或缩短导压管和注水管时，需进行仪器综合变形校 正 。 第5 0 2条 弹性膜约束力的校正。方法是将旁压器竖立 于地面，让弹性膜在自由膨胀情况下进行。校正试验前，应先对 弹性膜进行加压，使其达到600cm 或测管水位下降值S 达 40cm 膨胀量，再退压，这样胀缩4～5次，然后进行试验。压力 增量为10kPa, 操作方法、观测时间和终止试验条件均按第四章试 验步骤进行。测得的压力p 与体积V 或S 关系曲线，即为弹性 膜约束力校正曲线见附录二的附图2-1。 第5 0 3条 仪器综合变形的校正。方法是将旁压器放 进校正试验管内，在旁压器弹性膜受到径向限制的情况下进行。压 力增量为100hPa, 般加到800kPa 以上终止试验。各级压力下 的观测时间与正式试验一致。测得压力p 与体积V 或S 关系曲 7 线见附录二的附图2-2,其直线对p 轴的斜率4V/Ap 或 4S/ Ap, 即为仪器综合变形校正系数a。 8 第 六 章 资 料 整 理 第6 0 1条 先对试验记录中的各级压力及其相应的体积 或测管水位下降值分别进行校正。 、压力的校正，按公式6 0 1-1计算 Ppm 十p-一P₂ 6 0 1-1 式中 p 校正后的压力kPa pm 压力表读数 LPa; p; 弹性膜约束力kPa, 由各级总压力pmpm 所对 应的体积或测管水位下降值查弹性膜约束力校正曲线取得。 二、体积或测管水位下降值的校正，按公式6 0 1- 2计算 VV.-appm 6 0 1-2 式中 V校正后的体积 cm; Vpap. 所对应的体积cm。 当用测管水位下降值表示时，校正按公式6 0 1-3计算 SSm-apmp 6 0 1-3 式中 S 校正后的测管水位下降值 cm; S 测管读数 cm。 第6 0 2条 用校正后的压力p 和校正后的体积V 或测 管水位下降值S, 绘制pV 或pS 曲线即旁压曲线，见 图6 0 2。曲线的作图，可按下列步骤进行 9 、先定坐标。纵坐标为体积V或8,以lcm 代表100cm 用S 时，以lcm 代表5cm 水位下降值;横坐标为压力p,其比例 白行选定。 二、绘制曲线时，先连直线段，且两端廷长，与纵轴相交，其截 距为V。 或S 。;再用曲线板连曲线部分，定出曲线与直线段的切 点，此点为直线段的终点。 压力Pkpa 14 Pl vo S1 1/2VaVe 或 1/2So5c 或 3 测 管 水 位 下 降 值 S cn a V60-30 P AY120-30 或 AS60-30 AS120-30 Pf 1/21/cm3 或 1/S1/cm 积 V 2Vo1/c或2SoSc Po Pf 压力Pkpa 图 6 0 - 2 旁 压 曲 线 第6 0 3条 临塑压力p; 可按下列方法之一确定见图6 0 2 、直线段的终点所对应的压力为临塑压力ps,对应的体积 10 为V 或S₁; 二、可按各级压力下30s 到60s的体积增量△V₈030 或△S 6030,或30s 到120s 的体积增量△V₁20-30 或△S₁2030, 同压 力 p 的 关系曲线辅助分析确定，即p△Ve ₃0 或 p8S 6030或p△V12030 或pS120-30,其折点所对应的压力为 临塑压力pr。 第6 0 4条 极限压力 p₁ 可按下列方法之一确定 、手工外推法。凭眼力将曲线用曲线板加以延伸，延伸的 曲线应与实测曲线光滑白然地连接，取V2V₀V。 或S2S₀ Se 所对应的压力为极限压力P1。 二、倒数曲线法。把临塑压力pt以后曲线部分各点的体积V 或S 取倒数1/V 或1/S 作p1/V 或p1/S 关系曲线 近似直线,在直线上 所对应的压力 为极限压力p1。 第6 0 5条 根据旁压曲线取得的临塑压力Pr, 应按公式 6 0 5确定承载力标准值fr fkprP0 6 0 5 式中 po静止土压力 kPa。 第6 0 6条 静止土压力po, 可根据地区经验由下列方法 之一确定 、计算法，按公式6 0 61计算静止土压力po pok,Zu 6 0 6-1 式中 Ko试验深度处静止土压力系数，可按地区经验确定， 对于正常固结和轻度超固结的土类可按砂土和粉 土取0.5,可塑到坚硬状态的粘性土取0.6,软塑粘 性土、淤泥和淤泥质取0.7; 试验深度以上土的重力密度，为土白然状态下的质 量密度p 与重力加速度g 的 乘 积 pg, 地下水 11 位以下取有效重力密度kN/m⁸; u试验深度处土的孔隙水压力kPa, 正常情况下，它极接 近于由于地下水位算得的静水压力，即在地下水位以上 u0,u地下Z水-以下时，由公式6 0 6-定6-2 h地面距地下水位的深度m。 二、作图法，延长直线段相交于纵轴，由交点作平行于横轴的 直线相交于曲线，其交点所对应的压力为静止十压力po见图6 0 2。 第6 0 7条 当pV 或pS 曲线上的临塑压力ps 出现 后，曲线很快拐弯，出现极限破坏，其极限压力p₁ 与临塑压力pr 之比值p₁/pf1.7 时，地基承载力标准值f 取极限压力p₁ 的 半。 第6 0 8条 根据旁压曲线直线段的斜率，按公式6 0 8-1或6 0 8-2计算地基土的旁压模量EMPa 6 0 8-1 当体积V 采用测管水位下降值S 表示时 6 0 8-2 式中 V 土的侧向膨胀系数泊松比,可按地区经验确定，对 于正常周结和轻度超固结的土类可按砂土和粉十 取0.33、可塑到坚硬状态的粘性土取0.38、软塑粘 性士、淤泥和淤泥质土取0.41; ps临塑压力MPa; V。旁压器中腔原始体积491cm, 带金属保护套时为 594cm; S。旁压器中腔原始体积V。用测管水位下降值表示 cm, 其换算按表6 0 8采用。 12 I 欲求压缩模州E, 和变形模E。时，各地区各类土可进行与旁 压试验对比确定。 V。与 S。换算表 表6 6 8 型 号 是否带金 属保护套 中腔原始 体积V. cm⁸ 中腔原始体积V用测管水位下降值 表示S. cm PY-2 不 带 491 32.1 PY-2A 带 594 38.9 PY-3 不 带 491 33.9 带 594 41.0 13 建 示 附录一 旁压仪原理图 旁压器 变形量测装置 加士稳压装置 附图1.1 PY-2 、PY-2A 塑旁仪原理图 1、2注水管；3、4导压管；5旁压器；8导水管；7水箱； 8 水箱加压，接打气筒9排水阀；10注水阀；11中腔注水阀；12一 辅管；13测管；14辅管阀15测管阀；18调零阀；17中压表； 18低压表；19低压表阀；20调压阁；21氮气加压阀22中压表； 23减压阀；24高压表；25氮气源阀26高压氮气瓶27手动加 压阀；28中压表；29贮气罐；30打气简。 14 1 旁压器 变形量测装置 加压稳压装置 附图1 .2 PY3 型旁压仪原理图 1注水管；2、3导压管；4旁压器；5导水管；6水箱；7 水箱加压，接打气筒；8排水阀9注水阀；8电测管；11测管12 液位仪13测管阀14调零阀15低压表；16过压保护器17 中压表；18调压阀；19氮气加压阀；20中压表21减压阀；22 高压表；23氮气源阀；24高压氮气瓶25手动加压阀；26中压表； 27贮气罐；28打气筒。 15 附录二 试验记录格式及工程实例 弹性膜约束力校正试验。试验记录见附表2. 1。 绘制压力p 与其对应的测管水位下降值S 关系曲线，即弹性膜约 束力校正曲线见附图2. 1。 弹性膜约束力校正试验记录表 附表2.1 旁压器中腔中点到测管水面垂直距离 H十Zm 0.8 静水压力 PkPa 8 压力pkPa 测管水位下降值Scm 压力表读数pm 总压力po十pm 15s 30g 60s 120s 8 0.10 0.10 0.10 0.10 10 18 0.70 0.70 0.70 0.70 20 28 2.20 2.50 2.60 2.80 30 38 4.40 4.80 5.00 5.30 40 48 7.00 7.70 8.50 9.00 50 58 11.20 12.30 13.50 15.00 60 68 18.40 20.10 22.50 26.10 70 78 31.00 32.60 35.30 39.00 16 压力P0pe 1 标准全文信息系 测 管 水 位 下 降 值 S m 附图2. 1 弹性膜约束力校正曲线 仪器综合变形校正试验。试验记录见附表2.2。 绘制压力p 与其对应的测管水位下降值S 关系曲线，其直线 的斜率△ S/△p, 即为仪器综合变形校正系数a见附图2.2。 /kPa 压 力Pdkpa 测 管下 水降 位值 S m 附图2.2 仪器综合变形校正曲线 三工程实例。 在溧阳县仪器厂铸造车间场地，进行了一批旁压试验。十质为 灰黄色下蜀粘土，2～3号试验记录见附表2.3。 根据附图2.1和附图2.2,分别对各级压力及其相应的变形进 17 仪器综合变形校正试验记录表 附表2.2 压力pLPa 测 管 水 位 下 降 值Scn 压力表读数pm 158 308 608 120S 100 4.60 4.65 4.70 4.70 200 4.70 4.75 4.80 4.80 300 4.85 4.85 4.90 4.90 400 4.95 5.00 5.00 5.00 500 5.05 5.10 5.10 5.10 600 5.20 5.20 5.20 5.20 700 5.30 5.30 5.30 5.30 800 5.40 5.40 5.40 5.40 行校正。用校正后的压力和校正后的变形绘制旁压曲线见附图 2.3,得到有关旁压试验特征值，填入旁压试验成果表见附表 2.4。 1. 地基承载力标准值f 的确定。 已知试验深度处土的静止土压力系数K₀0.6, LN/m, 水的重力密度 10 kN/m 。根据地区经验，静止土压力po 按计 算法确定，由公式6 0 6-1和6 0 6-2计算得 poK 。ZuK 。Z 。Z-hm 0.6201102103-144kPa 18 旁 压 试 验 记 录 表 附表2.3 工程名称 溧阳县仪器厂铸造车间 工程地点 江苏省溧阳县 仪器型号 PY-2A 试验编号 2-3 孔口标高 8.5 试验深度Zm 3.0 地下水位hwm 1.0 测管水面距孔口的高度Hm 1.05 旁压器中腔受静水压力pwkPa 40.5 旁压器有无保护套 无 成孔工.具 勺型钻 试验土层描述 灰黄色粘土、硬塑 备注 本试验体积变化以测管水位下降值S表示 压 力P LP a 测 管 水 位 下 降 值8 pn pm十m 声i P 15s 30g 60g 120s △S120-30 apm 土a B 40.5 26.4 14.1 1.8 1.9 2.0 2.0 0.1 0.041 2.0 50 90.5 47.3 43.2 7.4 8.5 8.7 9.0 0.5 0.091 8.9 100 140.5 50.2 90.3 10.2 10.2 10.2 10.4 0.2 0.141 10.3 150 190.5 52.1 138.4 11.0 11.1 11.3 11.5 0.4 0.191 11.3 200 240.5 53.8 186.7 12.0 12.1 12.2 12.5 0.4 0.241 12.3 250 295.5 56.0 234.5 13.0 13.0 13.1 13.4 0.4 0.291 13.1 300 340.5 57.0 283.5 13.9 14.0 14.2 14.5 0.5 0.341 14.2 350 390.5 60.1 330.4 15.1 15.2 15.6 16.4 1.2 0.391 16.0 400 440.5 63.0 377.5 17.1 17.3 18.3 19.5 2.2 0.441 19.1 450 490.5 68.0 422.5 20.7 21.7 23.2 24.8 3.1 0.491 24.3 500 540.5 74.0 466.5 27.7 28.9 30.6 33.1 4.2 0.541 32.6 试验者王 强 计算者王 强 校核者汤锁法 日期1986年11月26日 1十v 时 汽 全 之 思 19 、 个 旁 压 试 验 成 果 表 附表2 . 4 1.程名称 溧阳县仪器厂铸造车间 试验编号 2-3 孔口标高 m 8.5 试验深度 Zm 3.0 土样描述 灰黄色粘土、硬塑 地下水位 hwm 1.0 压力 IPa 14.1 43.2 90.3 138.4 186.7 234.5 283.5 330.4 377.5 422.5 466.5 Scm 2.0 8.9 10.3 11.3 12.3 13.1 14.2 16.0 19.1 24.3 32.6 /81/cm 一 一 0.063 0.052 0.041 0.031 Socm 8.8 临塑压力pf kPa 290 求 委之 者 计算 246 旁压器模量EM MPa 6.5 Sycm 14.2 极限压力pfkPa 515 图解 一 缩模量B MPa 10.1 2S₀Socm 49.7 静 止 土压力 20tPa 计算 44 P1-20 2 变形模机Eo MPa 一 2S081/cm 0.02 图解 43 试验者王 强 计算者王 强 校核者汤锁法 日期1986年11月26日 20 地基承载力标准值f, 由公式6 0 5确定 fPr-po290-44246kPa 2. 旁 压 模 量E～ 和 压 缩 模 量E 。 的 确 定 。 本 次 试 验 均 以 测 管 水 位 下 降 值S 代 替 体 积 V, 中腔原始体积 压力Pkpa 100 200 300 400 500600 0 0.02 1/S 0.041/cm 0.06 [0.08 100 200300400500500 10F 20 30 m40 4- 2- △SI20-30 cm2 0- 测 管 水 位 下 降 值5 压力加Pkpa 附图2 . 3 旁压曲线 21 V 。491cm, 用 相 当 于 测 管 水 位 下 降 值S 。 32.1om 代替，已知粘土的泊松比v0.38。 旁压模 量E～ 由公式6 0 8-2计算得 6.5MPa 压缩模量E,, 由地区经验公式计算 E,4.780.82Em4.780.826.5 10.1 MPa 22 附录三 本规程用词说明 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 表示很严格，非这样作不可的用词 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。 表示严格，在正常情况下均应这样作的用词 正面词采用“应”; 反面词采用“不应”或“不得”。 三表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样作的用词； 正面词采用“宜”或“可”; 反面词采用“不宜”。 23 附加说明 木规程主编单位、参加单位 和主要起草人名单 主编单位 常州市建筑设计院 参加单位 中南勘察设计院 青岛市勘察处 建设部设计管理司 溧阳县仪器厂 主要起草人邹联升、李受祉、黑相文 周I 、 张鼎鹤 24