（一）概述

标准贯入试验（Standard Penetration Test，SPT），是动力触探测试方法的—种，其设备规格和测试程序在全世界上已趋于统一，使用范围目前仅适用于一般黏性土、粉土和砂类土，对胶结的、含碎石的土不适用，对于软黏土，由于标贯试验的精度较低，也不宜用。在地下水位以下的砂层中进行试验时，往往由于流砂现象而使N值失真，对于特殊土如黄土、膨胀土等尚无使用经验。

应用方面，标准贯入试验可以判断砂土密实程度或黏性土的塑性状态，评定砂类土、粉土的地震液化，确定土层剖面并可取扰动土样进行一般物理性质试验。标准贯入试验与动力触探测试的区别主要是触探头不是圆锥形，而是圆筒形。两者在测试方法上也不同，标准贯入试验是间断贯入（圆锥动力触探是连续贯入），每次测试只能按要求贯入0.45 m，只计贯入0.30 m的锤击数N，称标贯击数N，N没有下角标，因为全世界规格统一。

标准贯入试验的穿心锤质量为63.5 kg，其动力设备要有钻机配合。标准贯入试验的探头部分通称贯入器（图5-30），是由钻孔取土器转化而来的开口管状空心探头。在贯入过程中，整个贯入器的端部和周围土体将产生挤压和剪切作用。同时，由于贯入器是空心的，有部分土挤入，加之又是在冲击力作用之下，其工作情况及边界条件显得非常复杂。

图5-30　标准贯入器

1—贯入器靴；2—贯入器身；3—排水孔；4—贯入器头；5—探（钻）杆接头。

（二）标准贯入试验方法

标准贯入试验应采用自动脱钩的落锤法，并设法减小导向杆与锤间的摩阻力，以保持锤击能量的恒定。标准贯入试验所用钻杆应定期检查，钻杆相对弯曲应小于1/1 000，接头应牢固，否则受锤击后钻杆会产生侧向晃动，影响测试精度。

1.钻探成孔

为了保证标准贯入试验的钻孔质量，要求采用回转钻进，当钻进至试验标高以上15 cm处时，应停止钻进，仔细清除孔内残土到试验标高。为保持孔壁稳定，必要时可用泥浆或套管护壁。在地下水位以下钻进时或遇承压含水砂层时，孔内水位或泥浆面应始终高于地下水位足够高度，否则钻孔底涌土会降低标准贯入试验的N63.5值。当下套管时，要防止套管下过头，套管内的土未清除，会使N63.5值增大。

2.贯入准备

贯入前，先要检查探杆与贯入器接头，以保证它们之间的连接不松脱，然后将标准贯入器放入钻孔内，保持导向杆、探杆和贯入器的垂直度，以保证穿心锤中心施力，贯入器垂直打入。

3.贯入

贯入器从76 cm高度落下，先将贯入器打入土中15 cm。然后再将贯入器继续贯入，记录每打入10 cm的锤击数，累计打入30 cm的锤击数即为标贯击数N63.5，在不致引起混淆的情况下，可简记为N（以下均如此）。当土层较硬时，若累计击数已达50击，而贯入度未达30 cm时应终止试验，记录实际贯入度以及累计锤击数N。按式（5-44）计算贯入30 cm时的锤击数N。

式中：Δs——对应锤击数N的贯入度（cm）。

4.土样描述和试验

拔出贯入器，取出贯入器中的土样，进行鉴别描述或进行土工试验。

（三）标准贯入试验数据校正

目前国内对N值的校正可分为三种情况。

（1）应用标贯试验成果确定地基土承载力时，建筑和铁道部门都要求进行杆长校正；港口规范则要求进行上覆有效压力影响的校正。

（2）应用标贯试验成果确定砂土物理力学指标，如相对密度Dr、孔隙比e、内摩擦角φ等，个别部门要求进行上覆有效压力影响及地下水的校正，一般不要求校正。

（3）应用标贯试验成果进行砂土和轻亚黏土判别可能液化时，一般都不进行校正。这是因为建立判别式时采用的实验资料N值是未经校正的。同时，液化判别式本身就包括了有关试验深度的影响因素。

（四）标准贯入试验应用

标准贯入试验成果的应用较广，本节主要讨论：① 判断砂土的密实状态；② 判定黏性土的稠度状态；③ 判别饱和砂土、粉土的液化；④ 确定地基土的容许承载力；⑤ 评定黏性土的强度指标。

1.判断砂土的密实程度

标贯击数是砂土密实状态的直接反映。一般可参考表5-10来判别砂土的密实状态。《铁路工程地质原位测试规程》（TB 10018—2003）建议砂类土的密实程度可按表5-11来确定。

另外，N与Dr之间的地区经验关系，如我国上海、唐山及国外（如日本）等地，可查阅相应的规范。

表5-10　砂土的密实状态与N值的关系

注：表内所列的N值为人力松动落锤所得。人力松绳落锤所得标贯击数N2与自动脱钩落锤的标贯击数N1存在统计上的换算关系，参考其他规范。Dr为砂土的相对密度。

表5-11　砂类土的相对密实度划分

2.判断黏性土的稠度状态

根据《铁路工程地质原位测试规程》（TB 10018—2003），建议黏性土的塑性状态按表5-12确定。

表5-12　黏性土的塑性状态划分

3.评定砂类土、粉土的地震液化(www.daowen.com)

在中国邢台、海城、唐山地震后，结合现场调查并进行理论分析研究，参考Seed等人的成果，也以标贯击数N值为主要参数，同时考虑地震烈度、有效覆盖压力和地下水位等主要因素的砂土和粉土的可能液化判别式，即

式中：N0——当ds=3 m，dw=2 m时，土层的临界标贯击数；

　　　ds——饱和砂土所处深度（m）；

　　　dw——地面到地下水位的深度（m）；

　　　ρc——黏粒含量（%）。

当液化土层实测贯入击数N小于液化临界贯入击数Ncr时，应判定为液化土。Ncr按下列公式计算。

式中：N0——标准贯入试验深度ds=3 m，地下水埋深dw=2 m，上覆非液化土层厚度du=2 m，土中黏粒含量ρc（%）=0时土层的液化临界贯入击数，如表5-13所示；

　　　α1——dw的修正系数，当地面常年有水且与地下水有水力联系，α1取1.13；

　　　α2——ds的修正系数；

　　　α3——du的修正系数，对于深基础α3为1；

　　　α4——黏粒含量百分比ρc的修正系数，当缺乏ρc数据，可按表5-14确定。

表5-13　可液化土层贯入锤击基本数（N0）

表5-14　不同土的α4值

4.确定地基土的容许承载力

用动力触探成果确定地基土的容许承载力（或称地基土承载力基本值）[R]，是一种快速简便的方法，已被多种规范所采纳，如国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）、《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）和《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025—2004）等。《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）中明文规定，当根据标准贯入试验锤击数N、轻便触探试验锤击数N0查表5-15至表5-18来确定地基土容许承载力时，现场试验锤击数应经式（5-51）修正。

式中：μ——锤击数平均值；

　　　σ——标准差，，μi为某一次试验值（锤击数），n为实验次数。N（或N10）按式（5-51）计算后按整数取值。

表5-15　砂土地基容许承载力（标贯法）单位：kPa

表5-16　黏性土地基容许承载力 单位：kPa

表5-17　黏性土地基容许承载力（标贯法）单位：kPa

表5-18　素填土地基容许承载力单位：kPa

5.评定黏性土的强度指标（C、φ值等）

利用标贯贯入试验确定黏性土的内聚力C及内摩擦角φ得到了较多经验数据，如表5-19所示。

式中：MV——体积压缩系数（kPa-1）；

　　　f——取450～600 kPa（中-低塑性土）。

表5-19　不同土的强度指标（C、φ、N）