地基平板載荷試驗相關問題研究

張俊霞

(山東省菏澤市公路管理局工程二處)

1 平板載荷試驗的概念

平板載荷試驗是指在一定尺寸的平板上施加荷載，然后對荷載作用下地基的沉降情況進行觀察。進而結合荷載與沉降關系(P-S)曲線來對地基的承載能力進行判斷。根據計算公式測算出地基的變形模量，是一種判斷土壓力與變形特征的非常有效的測試方法。平板載荷試驗具有直觀、直接、準確、可靠的優點。這種檢測方法作為一種重要的原位土基測試方法，目前在公路工程地基承載力檢測中得到了廣泛的應用。通常平板載荷試驗包括深層平板載荷試驗和淺層平板載荷試驗兩種。深層平板載荷試驗通常適用于基礎埋深在3m以上的地基試驗檢測當中;而淺層平板載荷試驗則廣泛適用于淺層地基土的試驗檢測項目中。

2 平板載荷試驗的優勢及缺點

2.1 平板載荷試驗的優勢

平板載荷試驗對地基土不會產生擾動，通過試驗能夠對地基的容許承載力進行可靠而直觀的反應。也可根據試驗結果對其它間接參數進行明確，可直接參與到公路工程設計當中。另外，平板載荷試驗的結果還可用于對地基土進行變形模量計算上，從而對公路路基的沉降量進行預估。因此，平板載荷試驗目前不僅被廣泛應用于公路工程中，在一些重要的建筑物、大型工程等地勘環節，也成為主要的試驗檢測方法之一。是現代工程不可缺少重要的試驗檢測手段。

2.2 平板載荷試驗的缺點

試驗周期比較長，不僅費時還費力，是平板載荷試驗比較明顯的缺點;載荷試驗地基的面積通常較大，而承壓板的面積卻相對較小，容易影響檢測結果。但是如果要增加承壓板的面積，也需要同時增加總荷載，這樣試驗的難度也會隨之增加;平板載荷試驗過程中，起始荷載和分級荷載對試驗結果會產生較大影響，所以需要進行準確的評估，才能保證試驗結果的可靠性;另外，這種試驗往往采用的是人工讀數，由于試驗周期較長，所以很難保證人工讀數的精確性。

3 地基平板載荷試驗需要解決的問題

3.1 地基平板載荷試驗測點數量問題

平板載荷試驗檢測的地基承載力，將直接用于對公路施工質量的評價，以及確定公路地基承載力是否能夠符合設計要求，這可以說是保證整個公路工程安全可靠運行的關鍵。那么怎樣才能安全可靠的對公路地基土進行評價，對檢測點的數量進行確定非常重要。相關的工程規范中規定對地基強度及承載力進行檢測時，每單位工程的檢測點數量不應該少于3個，每個獨立基礎下至少布置一個檢測點。這些規定往往只適用于采用靜力觸探標準貫入或取土樣進行室內試驗來對承載力進行確定。但對于平板載荷試驗這種試驗方法往往不適用。由于平板載荷試驗需要堆載或地錨加載，這種試驗比較費力、費工，成本較高，通常不會進行工程普查。《規范》中并沒有對具體的承載力檢測方法進行規定，這很容易導致檢測人員在進行公路地基平板載荷檢測時，不能明確檢測點數量。因此，在公路工程地基土承載力檢測方面，應該結合工程經驗，根據工程區的地質狀況，進行嚴謹的分析與明確，盡量保證檢測點數量能夠符合公路工程安全性整體要求，進而保證公路工程施工質量。

3.2 承壓板尺寸及剛度的問題

在實際公路工程中，很多檢測人員不能根據地基土層的厚度情況來合理選擇承壓板的尺寸。實際公路路基平板載荷試驗所選擇的承壓板面積大多為0.25～0.5m2，這樣所測量出的地基承載力，其安全性和可靠性無法明確。正確的承壓板尺寸明確方法應該是，根據地基的厚度，選取地基土層厚度的2/3～1倍來作為承壓板的直徑或寬度。另外，在一些公路工程路基承載力檢測中，往往采用的是較為單薄的鋼板來作為承壓板，有的承壓板厚度甚至不超過10mm，這種厚度根本無法滿足平板載荷試驗的要求，檢測得出的數據也很難得到有效保證。因此，在公路工程地基平板載荷試驗當中，承壓板的剛度必須得到絕對的保證。如果采用的是單片鋼板，那么鋼板的厚度必須高于其直徑的4％，如果小于這個數值，就必須采用鋼板加肋形式，或者使用厚度在250mm以上的現澆混凝土板作為承壓板，這樣才能保證檢測結果的真實、有效。

3.3 測點的分布問題

地基平板載荷試驗測點的布置必須具有代表性，能夠反映地基的整體承載力水平。在公路工程檢測過程中，很多檢測人員都會選擇一些容易堆載的地點來作為檢測點，部分檢測人員會比較隨意的隨機選擇幾個布測點。這樣的檢測點選擇過于隨意，缺乏科學性，無法突出檢測工作的重點，也無法反映地基的實際情況。因此，在實際工程檢測時，應該根據以下幾點進行選擇:可選擇對工程質量有疑問的區域;選擇土層變化明顯的區域;選擇路基分段施工時的交接部位或接頭部位;選擇返工區域;選擇其它檢測項目不合格的區域。以上這些區域相對特殊，具有一定的代表性，會直接反映出該區域的地基承載情況，可以作為檢測點的選擇依據。另外，除了以上幾個區域外，其它檢測點也需要均勻分布在施工場地上，以保證檢測的全面性。

3.4 對檢測人員的監督問題

在目前的公路工程地基平板載荷試驗過程中，由于缺乏完善的檢測監督機制，往往導致平板載荷試驗過程隨意性較大，檢測環節容易存在許多問題，卻不能得到及時糾正。在一些平板載荷試驗所使用的檢測人員，通常是臨時工作人員，根本不具備平板載荷試驗的能力。導致檢測結果受到嚴重影響，有時甚至會引發安全隱患;有些小噸位的公路地基平板載荷試驗，所采用的卻是量程較大的荷重傳感器、壓力表。傳感器與壓力表使用和管理也過于隨意，導致儀器精度受到影響;另外，還存在承壓板剛度不夠、加載分級不合理、持荷時間不準確、試驗數據偽造等等一系列情況。這些情況是平板載荷試驗缺乏有效監管的明顯表現。因此，相關部門應該盡快建立起一套，行之有效的平板載荷試驗檢測監督管理制度，并建立起相應的獎罰機制，嚴格監管公路工程試驗檢測的每個環節，保證公路工程試驗檢測的規范、有順開展。

[1] 高陽.平板載荷試驗確定地基承載力[J].山西建筑，2010，36，(15):77-78.

[2] 王偉鋒，王發旺，盧育霞.平板載荷試驗在河西某高速公路工程中的應用[J].甘肅科技，2011，27，(17):149-151.