中英地基平板載荷試驗規程對比

韓 強

(寶鋼工程技術集團有限公司，上海 201900)

0 引言

隨著“一帶一路”戰略的實施，中國設計單位參與的國外項目越來越多。在地基承載力方面，中國和歐洲規范區別較大，因此，無論從勘察還是設計的角度，都應該對歐洲的地基規范做一個學習和對比，本文主要以中英兩種標準的地基平板載荷試驗做一定的對比研究。

平板載荷試驗是確定土體承載力的重要試驗方法。本文對比了中國標準和英國BS標準關于載荷試驗的一些規定，找出了兩者主要的不同點，分析其可能對結果產生的影響。最后筆者還總結了一些理論公式計算值和載荷試驗值的差異，供設計人員參照使用。

1 國標和英標載荷板試驗差異性對比

平板載荷試驗是確定地基承載力和變形模量的重要方法，為國內外巖土勘察廣泛使用。在國內，載荷試驗一般采用中國標準；而在國外，往往業主都更熟悉和認可歐美標準，而中國標準關于載荷試驗的規定與歐洲標準有較大的不同，給應用帶來很大不便，但目前鮮見有公開的對比研究成果，本文主要以英國標準來進行載荷試驗的對比研究。

通過對中國標準GB 50007—2011建筑地基基礎設計規范[1]和歐洲規范EN1997—2[2]、英國標準BS1377-9：1990[3]，BS5930：2015[4]中關于平板載荷試驗的研究，并結合GB 50021—2001巖土工程勘察規范(2009年版)[5]、《工程地質手冊》(第4版)[6]等資料，分析總結出一些共同點和差異性，如下：

1)兩種標準關于載荷試驗的目的和適用范圍的表述基本一致，在試驗點的選擇和數量上，中國標準規定載荷試驗應布置在有代表性的地點，每個場地同一地層參加統計的試驗點不宜少于3個，英國標準中也規定不少于3個，建筑投影面積大于300 m2的再根據面積增加。

2)對于承壓板與土層接觸面的處理，中國規范要求鋪設約20 mm厚的中粗砂找平，而英國規范對于粗顆粒土采用干砂找平，而對于黏性土則采用15 mm～20 mm厚的石膏、水泥砂漿或樹脂找平。

3)關于承壓板尺寸和試坑試井的結構、尺寸等，中國標準規定的比較詳細，而英標中僅有粗略的介紹，詳如表1所示。

表1 兩種規范關于承壓板和試坑、試井等方面的區別

4)關于加荷方式和沉降穩定標準，兩者有一定差異，詳見表2。

表2 關于加載方式和沉降穩定標準等方面的區別

關于這類差異，婁俊慶等[7]基于博茲瓦納電廠項目進行了平板載荷試驗對比，對于砂類土及硬塑～堅硬狀態的黏性土等力學強度高、變形小的地層，加載速率和穩定標準對承載力影響不大；但對力學強度低、變形大的一般黏性土，慢速法測定的極限承載力低于快速法，相對安全。

5)關于試驗成果分析。

中國和英國規范均要求繪制荷載(p)與沉降(s)曲線，必要時繪制各級荷載下沉降(s)與時間(t)或時間對數(lgt)曲線，中國標準同時確定臨塑壓力和極限壓力以最終確定承載力特征值，而英國規范則僅確定極限承載力。關于土體強度指標cu和模量指標E0的公式結果，兩種標準大體上相似，詳見表3。

表3 關于試驗成果分析的區別

2 中英平板載荷試驗和理論公式的對比

盡管有各種各樣的理論，但載荷試驗仍然是確定土體承載力的重要手段，同時也是校核理論公式的重要方法。中外的學者對載荷試驗值和理論計算值的差異性對比作了許多工作，下面列舉一二。

2.1 英國標準與Muhs和Milovic進行的載荷試驗的對比

1961年，兩位學者Muhs和Milovic[8]進行了一系列的載荷試驗，從結果中分析出，用英標漢森公式計算黏性土的地基極限承載力與載荷試驗的結果具有非常好的一致性，但計算砂土的承載力則偏小，計算值在試驗值的60%～70%左右。

2.2 中國地基基礎規范結合載荷試驗對承載力公式的修正

顧寶和[9]在編制74版地基規范地基承載力公式時進行了19個砂土的載荷試驗，經過對比發現，理論公式計算得到的砂土地基承載力普遍偏低，因此根據分析結果，在摩擦角φ>24°時，對承載力系數Mb值進行了修正提高。

以上示例一定程度上表明，對于內摩擦角較大的粉土、砂土，理論公式的計算值往往是明顯偏低于載荷試驗值的，而計算黏性土時，理論計算結果與載荷試驗測定的極限承載力數值相對吻合。

3 結語

1)兩種標準對平板載荷試驗的規定大體相似，試驗加壓系統、沉降觀測系統等設備要求，試驗成果分析和利用也比較接近，但在承壓板尺寸、沉降穩定標準和試驗終止條件等規定存在差別，對試驗結果(尤其是力學強度不高的一般黏性土)會產生較大影響。

2)對于內摩擦角較大的粉土、砂土，采用理論公式的計算值往往是偏低于載荷試驗值的，而計算黏性土時，理論公式計算結果都與試驗值相對吻合。

3)中英兩種標準體系不同，整體而言，中國規范的規定都比較詳細，可操作性強。而英國規范則比較有原則性，更依賴于工程師的經驗，給予了工程師很大的空間。