静力触探仪 静力触探贯入仪
一、静力触探仪概述：
静力触探仪适用于在一般粘性土、软土、黄土和密砂土地区的土木建筑工程、市政、公路、工程地基土原位测试，用于查明地层在垂直和水平方向的变化；
静力触探仪用来确定天然地基承载力和估算单桩承载力；判别砂土液化的可能性；确定软土的不排水抗剪强度；提供软土地基承载力和斜坡稳定性的计算指标。
静力触探仪是利用机械转动将探头匀速地压入土中,适宜在软土、粘性土、老粘土、黄土、砂性土等地层中测试，利用探头与土层接触时产生的阻力，通过电阻变化的信号，传送到地面的测量仪表上。静力触探仪整机各部件重量轻，体积小搬运方便，安装方便，工作效率高，能配用不同直径的探杆和探头。
符合静力触探技术标准 CECS04:88和岩土工程勘察规范 GB50021-2001，执行标准国标GB50021-2001岩土工程勘查规范。
二、静力触探仪结构形式:主机（整机）、地锚、手摇式、单桥探头（标准配置）、双桥探头（选配）、人工记录仪（标配）、自动记录仪（选配）。
三、CLD-3静力触探仪主要参数：
1、贯入力：3吨
2、贯入速度：0.8~1.2米/分
3、探杆长： 1米/支
3、贯入探头：10cm2
4、测量仪表：人工记录仪（标准配置为人工记录仪）或自动记录静探微机
5、整机重量：160公斤。
四、静力触探仪配置如下：
CLD-3静力触探仪主机架1台，记录仪1台，探杆20米，单桥探头1只，四芯屛蔽电缆线30米，地锚2根 山型板1只、卡快1只、加力杆2支、地锚压铁2付、地锚肖2只、导向套2付、等其余配套件工具全部供给。
五、静力触探仪操作规程：
1、 根据地质勘探的布点要求，选取好位置，先在触探试验点两旁的地上拧两个地锚，拧前 用铁锹在锚地点挖一个 V 型坑，坑深 25-30cm,然后将地锚竖在 V 型槽内以缓慢的速度 拧下，拧锚时用地锚压铁套在地锚杆上，将两根加力杆分别插在地锚压铁两边，两人或 多人以推磨状地锚缓慢旋转拧下，两根地锚相距约 0.8m，然后将地面铲平，铺上两块木 垫板。 2、 与底架槽钢，用 4 个 M8 螺钉连接好后，安放在垫木板上，使两根已下好的锚位于支架 两边，两根槽钢的中部，再将地锚压铁套在锚杆上，使底架槽钢与压铁相互连接，插好 地锚销钉，将 4 个蝴蝶螺丝钉旋在地锚压铁的螺孔中，矩形旋入使其顶紧底架槽钢，施 压时注意贯入支架必须与地面垂直，若不垂直可将一边螺钉继续旋入以达到垂直的目 的，如贯入支架与地面倾斜，螺钉压紧已无法调整，可以松开螺钉，抽动一边垫板（高 的一端）使垫板下土向两边推去减少其高度，以保证支架垂直地面。
3、 把带有一端电缆线的探头与已穿好探杆的电缆线相连接，用涤纶绝缘胶带纸缠封插头 处，以防进水受潮和增加插座的抗拉力。将**根探杆连接，连接时一手握着探头，一 手握着每节探杆，探头不动，转动探杆，使其连接。切勿转动探头，以免电缆线断裂。
4、 将带有探头已穿好的电缆的探杆，放在触探机一侧，取出带有探头的**节探杆，将节探杆从上面板上对峙下面板的圆孔中穿过， 使探头干在下面板的圆孔中， 对好中心， 将第二节探杆和**探杆连接。
5、 将经历触探测力仪放在探杆旁边，电缆线的另一端与静力触探测量仪接好。仪表的接线 盒调整，见静力触探测量仪使用说明书。仪表调整时需将探头垂直空避免阳光直射，将 U 型卡块卡在探杆街头上，将山形压板放在 U 型卡块的下面，使其两边槽卡主链条，重 击卡主探杆，转动摇把使山形压板卡住的两根链条上的加长销由下向上运动，直至加长 销带动山形板及探杆抬起，悬空垂直地面，读取初读数。
6、 仪表调整完毕准备工作就绪，就开始工作。可由 4 人操作，分工是两人专管摇把，以均 匀的速度将探杆压下，一人放取探杆接头上的 U 型卡块和山形板兼顾接探杆，一人记录 测量仪表读数。工作时将 U 型卡块卡在探杆上，再将山形板放置在 U 型卡块上，转动 摇把，使加长销压住山形板，当加长销压住山形板工作时，使探杆以每分钟 0.8-1.2m 的 速度向下贯入。
7、 将立柱上自行划上 10cm 一档的标尺，观察山形板下压移动的位置，记录人员每 10cm 记一仪表数。
8、 当一节探杆压入底部时， 山形板与 U 型卡块接近下面板（探杆向下贯入时另一节探杆可 根据情况在工作中雨向下贯入的探杆连接） ，这时停止摇把转动，握摇把的手不能 一下松开，要慢慢反方向转动直至链条变形引起的弹力消除，否则会因弹力将摇把猛然 弹回而伤人。将山形板和 U 型卡块取出，放在上面接头上，重复上述过程中，是探杆不 断压入土中，直至贯入到预定触探深度阻力仪表的极限，贯入即告结束。
9、 在探头贯入过程中，若因贯入阻力太大而将地锚稍稍拔起、机架上台，应停止贯入，是 机架下落，将地锚压铁上蝴蝶螺钉旋一旋，使之再次压住低价钢槽。下锚时先要根据表 土的松软情况，选用合适的地锚叶片，换叶片时只需将锚杆前的锚锥头拧下，卸下叶片 换上所需叶片，将锚锥头重新拧紧。
10、 为了消除因温度变化对初读数的影响，在初贯入的 3-5cm 内每贯入 1cm 须将探杆 往上稍提一下，在探头不受力的情况下，记取初读数。其操作方法是停止转动摇把将山 形压板到 U 型卡块下面反转摇把，将探杆往上稍提一下，记取读数。
11、 贯入结束后即可将探杆拔起，拔起时将山形板放在 U 型卡块下面，反转摇把，是 探杆拔起。当拔过几根后，摇把摇起来觉得轻松时，可将摇把查到齿轮轴的轴头上，这 样拔杆速度可提高 4 倍。
12、 探杆全部拔起，搬开触探机架拧出地锚，一次实验便告结束。

延伸阅读：
1、静力触探试验概述：静力触探试验（Static Cone Penetration,CPT）是利用准静力以恒定的贯入速率将一定规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆压入土中，同时测记贯入过程中探头所受到的阻力，根据测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法。静力触探首先在荷兰研制成功，因此静力触探也叫“荷兰锥”试验。静力触探试验可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。静力触探在现场进行试验，将静力触探所得比贯入阻力（Ps）与载荷试验、土工试验有关指标进行回归分析，可以得到适用于一定地区或一定土性的经验公式，可以通过静力触探所得的计算指标确定土的天然地基承载力。
静力触探既是一种原位测试手段，也是一种勘探手段，它和常规的钻探-取样-室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等特点。此外，在采用桩基工程勘察中，静力触探能准确地确定桩端持力层等特征也是一般常规勘察手段所不能比拟的。静力触探的主要优点是连续、快速、精确；可以在现场直接测得各土层的贯入阻力指标；掌握各土层原始状态（相对于土层被扰动和应力状态改变而言）下有关物理力学的性质，这对于地基在竖向变化比较复杂，而用其他常规勘探手段不可能能大密度取土或测试来查明土的变化；对于饱和砂土、砂质粉土以及高灵敏度软粘土层中钻探取样往往不易达到技术要求，或者无法取样的情况；用静力触探连续压入测试，则显出其*的*性。但是，静力触探也有不足之处：不能对土层进行直接的观测、鉴别；由于稳固的反力问题没有解决，测试深度不能超过80m；对于含碎石、砾石的土层和很密实的沙层一般不适合应用等。
2、静力触探试验适用范围：静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。就黄河下游各类水利工程、工业与民用建筑工程、公路桥梁工程而言，静力触探适用于地面以下50m内的各种土层，特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察。
静力触探是工程地质勘察中的一项原位测试方位可用于：
（1）划分土层判定土层类别查明软硬夹层及土层在水平和垂直方向的均匀性。
（2）评价地基土的工程特性容许承载力压缩性质不排水抗剪强度水平向固结系数饱和砂土液化势砂土密实度等。
（3）探寻和确定桩基持力层预估打入桩沉桩可能性和单桩承载力。
（4）检验人工填土的密实度及地基加固效果。
3、静力触探试验原理及结构组成
静力触探是将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表记录下来。电阻应变式传感器**为常见，它应用了虎克定律、电阻定律和电桥原理。
静力触探实验的主要技术要求静力触探仪器主要有三部分组成：贯入装置（包括反力装置），其基本功能是可控制等速压贯入；另一部分是传动系统，目前国内外使用的传动系统有压液和机械的两部分；第三部分是量测系统，这部分包括探头、电缆和电阻应变仪（或电位差计自动记录仪）等。
静力触探仪按其传动系统可分为：电动机械式静力触探仪、液压式静力触探仪和手控轻型链式静力探触仪。
贯入装置
贯入装置主要有液压式静力触探机，手摇链条式静力触探机电动机械式静力触探机等。
探杆
探杆是传递贯入力的媒介，为保证触探孔的垂直，探杆一般采用高强度合金无缝钢管制造。探杆也有一定的规格和要求，应有足够的强度，应采用高强度无缝管材，其屈服强度不宜小于600MPa。探杆与接头的连接要有良好的互换性。每根探杆的长度一般为1m，其直径应和探头直径相同；但单桥探头探杆直径应比探头直径小。
探头
探头是静力触探仪的关键部件，主要有单桥探头、双桥探头、孔压探头及其他多功能探头。
单桥探头是我国所*的一种探头类型。它是将锥头与外套筒连在一起，因而只能测量一个参数——比贯入阻力ps。这种探头结构简单，造价低，坚固耐用，是我国使用**多的一种探头。ps值是单桥探头在贯入过程中所受到的总的贯入阻力P与探头圆锥锥底截面积A的比值，ps=P/A。比贯入阻力反映了探头锥尖阻力和侧壁摩擦阻力两部分的综合作用。
双桥探头由锥尖阻力量测部分和侧壁摩擦阻力量测部分组成。由于锥头与摩擦筒分开，可同时测锥尖阻力qc和侧壁摩阻力fs两个参数。锥尖阻力量测部分：由锥头、空心柱下半段、加强筒组成锥尖阻力传递结构。侧壁摩擦阻力量测部分：由摩擦筒、空心柱上半段及加强筒组成侧壁摩擦阻力传递结构。
孔压探头孔隙水压力静力触探(Piezo Conepenetration Test)，简称孔压触探(CPTU)，它是在普通的CPT探头上安装了可以测量孔隙水压力的传感器，使贯入时能在测量qc，fs的同时，测量贯入引起的超孔隙水压力△ｕ，当停止贯入时，可测量超孔隙水压力△ｕ的消散过程及*消散时的静止孔隙水压力u０它一般是在双桥探头基础上再安装一种可测触探时产生的超孔隙水压力装置的探头。孔压探头**少可测三种参数，即qc、fs及孔隙水压力u，功能多，用途广，在国外已得到普遍应用。
孔压触探与一般的静力触探相比，具有下面一些突出优点：由于不同土体的渗透性差别很大，CPTU量测孔隙水压力的灵敏度很高，能够分辨1~2cm厚的薄土层土性的变化，因而可以详细分层。特别是在区分砂层和粘土层方面精度很高。可以量测到孔隙水压力，从而有可能进行有效应力分析。可以估算土体的渗透系数和固结系数。可以测定土层不同深度的静止水压力，获得地下水条件的资料。可以区分排水、部分排水和不排水的贯入条件。可计算土的超固结比，评价土层应力历史，计算静止侧压力系数k0等。
探头的尺寸和加工精度，直接影响着触探资料的准确性。统一探头几何尺寸的目的是为了使触探试验资料能够相互引用与对比。规定的加工精度是为了保证探头的几何尺寸，限制探头几何尺寸的误差，同时也是为了使探头各部件能够正常工作。选用的探头几何尺寸及加工精度必须符合我国规定的标准。探头各部件的机械性能影响着探头的测试精度及使用寿命。探头各部件中材质要求较高的是传感器，传感器是探头的心脏，对探头的测试精度、使用寿命起着决定性的作用。传感器应使用高强度钢材制作，**好采用60Si2Mn钢，并进行热处理。探头其余部件的材质要求并不高，用40Cr或45钢均可，也要经过热处理。
探头的绝缘度：探头的绝缘度是指应变片电阻丝及外接引线与探头金属件间的绝缘电阻。新探头的绝缘电阻应大于500MΩ，探头使用后绝缘电阻衰减是允许的，但不能低于100MΩ。绝缘电阻过小将使零漂增大，严重时电桥不能平衡，测试工作无法进行。绝缘电阻的主要影响因素是探头的密封质量。密封效果不好，会使探头内部传感器受潮而降低其绝缘电阻。其次，受贴片胶、贴片、外接引线等质量好坏的影响，如贴片胶本身质量差，贴片时胶层太薄，引线本身绝缘不好等。
探头的密封质量：探头的密封质量是影响探头使用寿命的主要因素。损坏的探头约有80%是由于探头密封质量不好造成的，尤其是双桥探头。在触探过程中，由于地下水有水头压力，当探头密封不好时，土中的水就会进入探头内部，使传感器受潮，严重时应变片被水浸泡，时间长了就会使传感器表面生锈，应变片与空心柱开始脱胶，致使传感器不能正常工作，探头报废。
记录仪器
记录仪表测量与记录探头所受各种阻力。我国的静力触探几乎全部采用电阻应变式传感器。因此，与其配套的记录仪器主要有以下4种类型：①电阻应变仪；②自动记录绘图仪；③数字式测力仪；④数据采集仪（微机）。一般的测量系统还应包括静力触探专用记录仪器和传输信号的四芯或八芯的屏蔽电缆。电缆的作用是连接探头和量测记录仪表。由于探头功能不同，相应电缆的芯数也不同，**少的为配单桥探头的四芯电缆，多则几十芯，各芯之间应互相屏蔽。电缆应有良好的防水性和绝缘性，接头处应密封。