壓板靜載試驗在天然地基中的應用

曾 琤 廣州開發區建設工程質量檢測中心，廣東 廣州 510530

1 引言

壓板靜載試驗是其他原位試驗方法的起源，在同類型試驗中，壓板靜載試驗優勢顯著，因此得以廣泛應用。該實驗的本質，是在既定尺寸剛性版上，逐漸施加荷載，并在這一過程中，觀察記錄在不同荷載作用下，地基壓力與變形的原位試驗。借助該實驗，可清楚地了解地基荷載與沉降發生的關系，明確地基承載力、土的變形模量，計算土的不排水抗剪強度。考慮到平板荷載試驗的影響深度在兩倍承載板寬度以內，因此僅作為了解淺層地基土特性的方法。實際工程為確保采集數據能夠滿足工程設計的實際需求，通常將平板荷載試驗開展于高于基礎底部標高的部位。

2 壓板靜載試驗在天然地基中的應用案例

2.1 工程概況

某市區一家五金制造有限公司廠區—1、2、3 廠房。該工程屬于一層鋼結構，建筑占地面積達到8000m2，地基土層以粉質粘土為主。設計規定地基土承載力規范值為100kPa，壓板靜載試驗要求的最大試驗荷載需達到200kPa。為確保試驗點地基土承載力特征滿足設計需求，建設單位與有關單位通過協商，最終確定了9 個檢測點。

2.2 試驗方法與儀器設備

本次試驗使用的是壓重平臺反力裝置，以該裝置作為荷載反力。實驗開始前，將超過最大試驗荷載的荷載一次性加上平臺，試驗過程中，使用油壓千斤頂逐步加載。壓板選用的是長寬均為1000mm 的方形鋼板。檢測儀器則使用的是型號為RS－JYB 樁基靜載測試儀與分析系統。測試過程中，由機器自行采樣、記錄。

試驗加載共分8 級實施，各級加載為最大試驗荷載的1/8。第一級按照2 倍分級荷載進行加載。使用RS－JYB 樁基靜載測試儀，將其加載方式設為“自動”，開啟判穩開關。在各級荷載作用下，待承壓板沉降速率達到穩定狀態后，再施加下一級荷載。承載板沉降相對穩定標準為:試驗荷載未超過或等于特征對應的荷載時，每小時內承壓板沉降量低于0.1mm。試驗荷載超過特征值對應的荷載時，則每小時內承壓板沉降量低于0.25mm。沉降觀察:于壓板四角裝置位移傳感器，各級荷載施加后，取5、15、30、15、60min 時檢測承壓板沉降量，之后間隔30min 檢測一次。卸載時，根據第5、15、30min 時檢測出的承壓板稱將量，卸載下一級荷載。荷載歸為零后持續時間120min，取5、15、30、60、90、120min 作為測讀時間。

檢測標準:本文試驗過程中，所有已知的檢測方法、技術操作、樣本采集以和數據分析等，均以廣東省標準《建筑地基基礎檢測規范》為參考依據。

2.3 檢測結果

試驗點所獲得的試驗荷載與沉降數據，詳情如表1 所示。試驗點p－s 曲線、s－lgt 曲線圖如圖1 所示。(本文僅出示1 廠房21 軸交A軸試驗點的附圖)

表1 地基載荷試驗結果匯總表

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圖1 p－s 曲線和s－lgt 曲線

2.4 結果分析

本次設置的9 個試驗點在施加荷載達到200kPa 時，均出現不同程度的沉降現象，沉降量并不一致，不過p－s 曲線圖呈緩變型，比例界限不清晰。取特征值對應的相對變形值(s/b=0.012)，進行承載力特征值的計算。所得結果顯示，1 號廠房2 軸交A 軸、12 軸交D 軸、21 軸交A 軸試驗點以及2 廠房9 軸交D 軸點、3 廠房4 軸交D 軸、8 軸交A 軸試驗點的極限承載力均超過200kPa，承載力特征值為100kPa，完全滿足設計要求。

1 廠房27 軸交D 軸、2 廠房3 軸交A 軸、3 廠房17 軸交C 軸，其極限承載力與承載力特征值均未達到設計要求。3 廠房17 軸交C 軸，因承壓板周圍的土明顯向外擠出，累計沉降量與承壓板寬度之比，在大禹或等于0.06 時會終止加載。3 個試驗點的極限承載力分別為175kPa、175kPA 和125kPa。承載力特征值分別為88kPa、88kPa 以及62kPa，均未達到設計有要求。

結合規范相關內容得知，在平板載荷試驗結果提示不符合設計標準時，需按照實際值與要求值的偏差，加倍擴大抽檢。本文試驗共有3個試驗點不符合設計標準，故需擴大抽檢6 個試驗點。倘若檢測結果仍然不理想，則考慮土層以粉質粘土為主，增強其壓縮性，設計部門可通過商討，采取惡化時的工程技術措施，進行解決。常見措施包括:局部采用處理地基、復合地基、上部結構選擇沉降較大的簡支結構等方式，增強地基承載能力。

3 結束語

綜上所述，壓板靜載荷試驗有助于準確了解地基基礎土的承載能力與變形指標，很大程度上提高了檢測地基是否滿足設計要求的準確性，非常適用于各類填土、含碎石的土類。由填土、含碎石土類建設的地基基礎，其承載能力容易受到堆填時間、施工工藝等多方面因素的影響。傳統原位試驗與土工試驗并不能很好地實現準確檢測。相較之下，壓板靜載試驗獲得的效果更為理想，因此得以廣泛應用。本文通過試驗分析，對壓板靜載試驗在天然地基中的應用進行探討，積累了技術經驗，希望能夠給業內同行帶來一些啟發，進一步促進同類型工程載荷試驗準確度的提升，為促進地基載荷檢測水平的提升略盡綿力。