张 毅，房 明，石汉生，周洪波

（1.广东省建筑设计研究院有限公司，广州 510010；2.广东财经大学，广州 510320）

1 引言

标准贯入试验（SPT）（通常简称“标贯试验”）是目前岩土工程勘察工作中十分常用的原位测试方法，它用质量为63.5 kg的重锤按照规定的落距（76 cm）自由下落，将贯入器打入地层，根据贯入器在土层贯入30 cm深度得到的锤击数来判定土层力学性质[1]。标贯试验适用于砂土、粉土和一般黏性土[2]。

在我国，尤其是广东和广州地区现阶段的岩土工程勘察工作中，长期以来，采用标准贯入试验成果判别黏性土的状态时，一般采用未经杆长修正的实测值进行判别[3-7]，如广东省目前采用实测标贯击数对黏性土的状态进行判别，如表1所示。

表1 黏性土状态按标贯击数和液性指数分类表

由表1可知，当实测标贯击数位于5＜N′≤15这个区间时，可判定为可塑土。但是实际的勘察工作中，一般情况下，采用液性指数判别黏性土的状态比较准确。实际在采用标贯试验击数判别黏性土的状态时，由于钻孔深度和钻杆长度的逐渐增加，标贯试验单次锤击能量的损失随之加大，实测标贯击数偏高[8]，故采用未经杆长修正的实测标贯击数判别黏性土的状态往往存在一定的偏差，甚至是错误，尤其是针对可塑土的判别。

实际勘察工作中，勘察现场的编录工作一般是先根据实测标贯击数并结合勘察钻探取出的土芯状态对黏性土的状态进行判别。而采用实测标贯击数对黏性土的状态进行判别的方法带来的偏差和误判往往给现场编录的工程师带来干扰。

岩土工程勘察工作需结合勘察钻探实际情况、原位测试和室内试验的结果相互印证，从而进一步得出相关的岩土工程评价和结论，并以原位测试和室内试验的结果为主要依据，提出相关的岩土参数，所以这种偏差和误判严重干扰了工程勘察的现场编录和勘察报告编制工作，从而进一步严重影响了岩土工程勘察的准确性。

为此，本文结合多年实际岩土工程勘察工作的工程经验，分析采用标贯试验实测击数判别黏性土状态所带来的偏差和误判，在此基础上提出采用标贯试验修正后击数判别黏性土的状态是否属于可塑状态的新的判别方法。

2 以工程实例分析采用实测标贯击数作为判别黏性土状态依据带来的偏差

根据以往的工程勘察经验和勘察行业一般认知，较软的土层（流塑、软塑、可塑）通常是分布于浅部，而越往下的土层会越硬（硬塑、坚硬），故广东省标准DB J15-31—2016《建筑地基基础设计规范》所规定的按标贯试验实测击数判别黏性土状态的标准，正是根据上述情况，在一定程度上考虑了实测标贯击数具有一定偏差，并结合实际工程经验的前提下给出的，具有一定的工程适用性。

但当土层埋深较深时，由于实测标贯击数会偏高，容易产生软塑土层实测标贯击数大于5击的情况和可塑土标贯击数大于15击的情况，且常出现在埋深较深的黏性土层中，表2和表3列举了相关工程实例进行说明。

表2 工程实例1

可以明显发现，此时采用实测标贯击数对黏性土的状态进行判别，会把软塑土误判为可塑土，把可塑土误判为硬塑土，是偏不安全的。

另外，通过表3的数据可以明显发现，修正后标贯击数在12.4～12.7击这个区间，这也在一定程度上显示了修正后标贯试验击数在可塑和硬塑状态土层的分界情况。

表3 工程实例2

3 新判别方法的建议

3.1 新判别方法的历史背景

上文所述的问题已持续已久，实际工作中对现场编录入带来了许多干扰。广东省建筑设计研究院有限公司的工程师们在实际工程勘察工作中不断摸索和总结经验，结合几十年的实际工程勘察的经验，总结出一套新的判别方法，并应用于广州及周边地区的实际岩土工程勘察工作中已有十多年之久。

3.2 采用标准贯入试验击数判别黏性土状态的新方法

新判别方法认为应以修正后标贯击数作为黏性土的状态主要的判别标准，同时辅以后期室内试验成果加以修正。修正后击数判别黏性土状态的标准具体见表4。

表4 黏性土状态按标贯击数和液性指数分类表

2.实际应用中均应遵循以下原则：需综合考虑标准贯入试验结果、现场勘察钻探实际情况判别结果（主要是指取得的岩芯状态和钻机钻探时的难易程度，并按行业标准JGJ/T 87—2012《建筑工程地质勘探与取样技术规程》附录G鉴别）和室内试验的结果，将三者的成果相互印证，并考虑安全性和合理性，以相对不利的原则得出最终的判别结果；尤其是当N值位于3击、5击或13击附近时，更应注意结合室内试验和现场勘察钻探的实际情况进一步综合判别该土层的状态。

需要说明的是：

1）根据以往工程经验，标贯试验的锤击能相对于流塑状态的黏性土来说是较大的，故标贯试验用于判别黏性土状态时的适用性较差，因为当实测标贯击数是4击时，容易发生误判（误把流塑土判为软塑土），故采用修正后标贯击数作为判别依据，并结合土工试验进一步判别其状态更加合理。所以实际工程勘察工作中主要是以室内试验结果和其他原位测试成果（如十字板和静力触探试验）作为评价其物理力学性质的主要依据。

2）表4中之所以在修正后标贯击数＞13击后不再进行细分硬塑土和坚硬土，主要是因为在实际工程勘察的工作中发现，坡积和残积成因的黏性土常含较多的粉细砂、中粗砂甚至是砾砂和卵砾石等更大的硬物，尤其是以残积成因的黏性土尤为明显，且当土层越硬，标准贯入试验由于其试验方法本身的原因，其适应度会有一定的降低，故实际工程勘察工作中，采用结合勘察钻探的实际情况、土工试验结果进一步综合判别黏性土层是否属于坚硬状态的方法。

采用新判别方法，如出现与前文所列的相似情况，在保证一定安全度的前提下，可在一定程度上较好地减小勘察判别工作的错误率。

新判别方法广东省建筑设计研究院有限公司在广州及周边地区尝试使用时间已超过10年，其合理性和适用性已经得到了较好检验。建议广州及周边地区可采用此方法进一步在实际工程中进行尝试、应用和验证，以进一步完善优化该方法，或提出新的采用标准贯入试验对黏性土状态进行判别的方式方法。

3.3 以工程实例分析新判别方法的适用性

为了比较合理和直观地说明新判别方法的适用性，本文搜集了一些广州及其临近地区的岩土工程勘察项目的勘察成果资料，从中挑选出一些标准贯入试验和土样在同一个钻孔、标准贯入试验深度和土样深度邻近且室内试验成果已显示该土层为可塑土（0.25＜IL≤0.75）的数据进行可塑土的标贯击数的频数和正态分布分析，其结果见图1和图2。

分析对比图1和图2可以明显发现，可塑土的实测标贯击数值比较离散，集中趋势较差，多集中于5.8～18.0这个区间。若按以往标准判别会有更多的判别结果是硬塑土层，实际应用中适应性较差，偏不安全，同时给现场编录以及后期的修正和统计带来了较大的误差和工作量。而图2显示修正后标贯击数多集中于3.7～12.2这个区间，与新方法的判别标准十分契合，尤其在3.7～4.5击区间，修正后标贯击数的频数增加明显。虽然修正后击数“5击”的判别标准较之实测标贯击数判别标准更加严格，可能在表面上看适应性稍差，根据钻探实际情况和土工实验结果进行了修正是其主要原因之一。但根据以往工程经验，新标准的安全度和对于整个工程的适应度反而得到了大大的提高，避免了很多对工程不利的因素，尤其是当工程是以可塑土作为基础持力层或用可塑土参数计算边坡稳定计算时，因土层本身的不均匀性和外界条件变化（如含砂量较多的粉质黏土层场地的地下水位上升或降雨入渗使得土体基质吸力下降从而抗剪强度降低[9，10]等情况），往往出现承载力或抗剪强度不足，变形增大的情况，故将原来的新判别标准的“4击”调整为“5击”“12击”调整为“13击”，并辅以钻探实际情况和后期土工实验结果进行安全合理的修正。虽然相对比较保守，但增加了现场判别黏性土状态的安全度。显然采用修正后击数判别黏性土是否属于可塑状态较采用实测标贯击数安全度高，其适用性更强，更加安全合理。

图1 可塑土实测标贯击数频数和正态分布图

图2 可塑土修正后标贯击数频数和正态分布图

4 结语

本文通过列举工程实例，对比分析了采用实测标准贯入试验击数和修正后标准贯入试验对黏性土状态进行判别的两种方法在实际岩土工程勘察工作中的应用情况。结合以往几十年的岩土工程勘察经验，提出了广州及周边地区可采用修正后标贯击数对黏性土的状态进行判别的新方法，该方法对以后的岩土工程勘察工作中对黏性土状态的判别问题具有比较重要的指导价值和意义。