静力触探(CPT)是用静力将探头以一定的速率压入土中,利用探头内的力传感器,通过电子量测器将探头受到的贯入阻力记录下来。由于贯入阻力的大小与土层的性质有关,因此通过贯入阻力的变化情况,可以达到了解土层工程性质的目的。孔压静力触探(CPTU)除静力触探原有功能外,在探头上附加孔隙水压力量测装置,用于量测孔隙水压力增长与消散。利用孔压量测的高灵敏性,可以更加精确地辨别土类,测定评价更多的岩土工程性质指标。
静力触探机常见两种装置介绍:
加压装置
作用是将探头压入土层中,按加压方式可分为下列几种:
1、手摇式轻型静力触探:利用摇柄、链条、齿轮等用人力将探头压入土中,总贯入力20-30KN,适用于较大设备难以进入的狭小场地的浅层地基现场测试。
2、齿轮机械式静力触探:主要组成部件有变速马达(功率、伞形齿轮、
丝杆、导向滑块、支架、底板、导向轮等。因其结构简单,加工方便,既可单独落地组装,也可装在汽车上。但贯入力较小,一般为40-50kN,贯入深度有限。
3、全液压传动静力触探:分单缸和双缸两种。主要组成部件有:油缸和固定油缸底座、油泵、分压阀、高压油管、压杆器和导向轮等。目前在国内使用液压静力触探仪比较普遍,一般是将载重卡车改装成轿车型静力触探车,其动力来源既可使用汽车本身动力,也可使用外接电源,工作条件较好,大贯入力可达200KN。
反力装置
静力触探的反力有三种形式:
1、利用地锚作反力:当地表有一层较硬的黏性土覆盖层时,可使用2~4个或更多的地锚作反力,视所需反力大小而定。锚的长度一般为1.5m左右,应设计成可以拆卸式的。
2、用重物作反力:如表层土为砂砾、碎石土等,地锚难以下人,此时只有采用压重物来解决反力问题,在触探架上压以足够的重物,如钢轨、钢锭、生铁块等。软土地基贯人30m以内的深度,-般需压重4~5t。
3、利用车辆自重作反力:将整个触探设备装在载重汽车上,利用载重汽车的自重作反力,如反力仍不足时,可在汽车上装上拧锚机,可下入4~6个地锚,也可在车上装载一厚度较大的钢板或其他重物,以增加触探车本身的重量。
贯人设备装在汽车上工作方便,工效比较高,但也有不足处,由于汽车底盘距地面过高,使钻杆施力点距离地面的自由长度过大,当下部遇到硬层而使贯人阻力突然增大时易使钻杆弯曲或折断,应考虑降低施力点距地面的高度。触探探杆通常用外径φ32~35mm、壁厚为5mm以上的高强度无缝钢管制成,也可用p42mm的无缝钢管。为了使用方便,每根触探杆的长度以lm为宜,探杆头宜采用平接,以减少压人过程中探杆与土的摩擦力。