平板載荷試驗異常曲線分析研究

林 立

（東莞市建設工程檢測中心，廣東 東莞 523809）

0 引言

在工程建設過程中，基礎下地基土承載力的測定尤為重要，直接關系到建筑物的整體性安全。因此，常用平板載荷試驗測試天然土地基、處理土地基和復合地基以及強（全）風化巖地基的承載力和變形參數。通過試驗，繪制壓力與沉降量的對應曲線，并按相關公式計算出土的沉降量。目前，多數檢測人員僅從數據結果判定，沒有結合Q-s、s-lgt曲線形態特征、原始數據和現場情況等方面綜合考慮，有時會產生誤判。因此，全面歸納分析地基土平板檢測異常曲線的圖形特征刻不容緩，不僅能提高檢測人員的從業水平，還能預防檢測結論誤判，起到對比借鑒的作用。

1 檢測曲線主要特征

1.1 Q-s 曲線特征

通常，Q-s曲線有緩變型和陡降型兩種。平板試驗曲線一般存在比例界限荷載、極限荷載（基本試驗）。當無法確認比例界限時，可采用沉降相對變形值對應的荷載（不大于最大試驗荷載的一半）作為特征值。典型工程驗收點位的Q-s曲線是變化緩慢，曲率順滑，破壞特征不明顯；而在突發狀況下產生的異常曲線通常有波動段和陡降段等不規律圖形。

1.2 s-lgt 曲線特征

s-lgt曲線反映檢測過程中每級荷載作用下，本級沉降是否達到地基土承壓板沉降相對穩定標準，能否加壓至下一級。

2 異常曲線統計分析

經過大量地基土平板載荷試驗異常情況的統計分析，總結出以下多種不同類型的異常曲線。通過研究這些曲線的圖形表現特征，分析出異常曲線產生的原因和對結果的影響，能更加全面地判定檢測結果的有效性。

2.1 “壓頂”現象

堆載法平板載荷試驗檢測前，由于地基土承載力較低或大雨導致平臺支墩下沉，造成主梁壓住千斤頂并引起向下沉降。受檢點土體因受到豎向荷載，產生壓縮變形。如果“壓頂”力過大，S-lgt曲線前幾級出現重疊現象；Q-s曲線前幾級呈平緩直線型，總沉降量變小，不僅會影響最終沉降值，還易出現本級沉降量大于上一級沉降量 5 倍的現象，造成地基土承載力誤判（見圖 1）。

圖1 “壓頂”現象曲線圖

為避免出現“壓頂”現象，檢測單位首先應收集相關地質報告，通過釬探或動力觸探等方式檢測土質承載力。根據試驗最大荷載和平臺支墩面積，綜合判定試驗場地土質是否需要加固。其次，根據土質情況，可合理增大主梁與千斤頂之間的預留距離。

2.2 Q-s 曲線首級沉降大

平板載荷試驗前，為防止壓板不均勻沉降，應在地基土與承壓板之間鋪設中粗砂。按規范要求，開機前應進行預壓，防止產生非土體沉降。而工程檢測中，檢測人員容易忽略此步驟，易造成首級沉降過大，導致總沉降量比實際更大，影響結果判定（見圖 2）。

圖2 首級荷載沉降曲線圖

2.3 地基土承載力失真

2.3.1 承壓板選取不當

1）復合地基承壓板選取有誤。主要原因是沒有正確考慮復合樁的布樁方式（如矩形、梅花狀等），造成受檢復合樁所承載的處理面積計算出錯。

2）天然土承壓板選取有誤。主要原因是未按指定規范選取合適承壓板。比如軟土地基，選取的承壓板尺寸過小，總沉降相對大板會增大，導致不合格率升高，地基承載力變小，如圖 3 所示。左邊采用大板，結果合格；右邊采用小板，結果不合格。

圖3 大小板檢測對比圖（左大右小）

2.3.2 檢測參數設置錯誤

靜載儀參數設置時，率定公式輸入錯誤，與標定書不符；最大試驗荷載、儀器編號（壓力傳感器、位移傳感器、千斤頂）輸錯等。

2.3.3 位移傳感器出錯

靜載儀數據顯示壓力值不斷上升，但位移數據不動，一般由于傳感器伸縮桿卡死造成（見圖 4）。所以，試驗前一定要開機預檢，備帶設備。

圖4 位移傳感器故障曲線圖

2.3.4 壓力傳感器故障

當靜載儀Q-s曲線出現頻繁上下跳動，油泵表壓顯示正常而儀器界面壓力值波動不穩（見表 1），常見為傳感器進水、儀器接頭破損或接觸不良等引起。因此，試驗前宜做好相關的防水措施和自檢準備。

表1 壓力傳感器故障數據表

2.3.5 千斤頂故障

1）千斤頂保壓功能損壞，常見為壓力穩不住，油泵不停補壓。

2）千斤頂內頂卡死，無法往上出力，壓力加不上，平臺出現異響，地基土沉降不再變化，如圖 5 所示。

圖5 千斤頂故障曲線圖

2.3.6 平臺傾斜

由于地基土軟硬不一，堆載平臺重心與形心不一致，造成平臺上頂過程中發生傾斜現象，承壓板因受力不均而側偏，導致 2 個（或 4 個）位移傳感器計數偏差過大，甚至造成結果失真［1-4］。

2.4 卸載后位移變負

在水鄉片區或軟土地區，由于土質含水率很大，檢測基準樁受擠壓上浮，造成卸載后位移為負。在此類場地檢測時，一定要打牢基準樁，控制好基準樁、支墩與承壓板之間的距離。在場外設置觀測點，不間斷監測基準樁標高，如圖 6 所示。

圖6 卸載后位移變負曲線圖

2.5 檢測時效性

工地現場經常出現異常情況突發，需中止檢測（如周邊土嚴重擾動、大雨或設備故障等），待二次開機時，數據銜接不一致，曲線圖不順滑。因此，對于時間間隔較長、場地土含水率變化較大的情況，宜重新檢測。

2.6 一點多做

由于市場惡性競爭，某些單位低價投中標，導致壓板檢測出現“一點多做”的不良行為。為了杜絕此類情況發生，監管部門可以要求現場檢測人員在每個檢測點位按要求照 3 次相（堆載前定位照、堆載后全景照、吊運后現場檢測痕跡照），并實時上傳監管系統。

2.7 檢測數據造假

檢測過程中，由于監管失位，個別檢測員通過改裝油泵壓力表、改置千斤頂校準公式、位移傳感器下塞墊片等不法手段，弄虛作假，人為制造看似合格曲線（見表 2）。所以，監管機構應仔細核查原始曲線數據，重點檢查油壓、位移量有無實時變動，即可辨真偽。

表2 壓板檢測原始記錄局部表

3 監管分析

3.1 數據監管

由于工程檢測行業門檻低、收益快、監督管理不到位等方面的原因，造成該行業市場主體為了逐利，弄虛作假，改數據、假數據現象時有發生，拉低了整個行業的公正性，數據作假成為整個檢測行業魚龍混雜的癥結所在。為扭轉這一局面，質監部門應強制性要求各檢測單位將現場檢測數據實時采集上傳至政府監管部門，并確保上傳功能不受人工干預；檢測業務的合同信息、檢測預開機和結束時間應提前上報；檢測方案宜由質檢部門、甲方、監理共同確定，杜絕檢測點位的選取由施工方操控；檢測機構應當在當地住建部門申領資質許可，并通過國家（省）計量認證的檢測項目評估，在允許范圍內從事建設工程質量檢測活動，禁止無資質、超越資質、出借資質等方式承攬建筑工程的檢測業務。

3.2 設備監管

檢測前，應由檢測人員在質檢部門監督網填報工地使用的儀器設備編號（必須備案），確保檢測公正性；現場檢測過程中，如出現安全隱患（暴雨等），檢測員應及時采取措施保障設備安全；檢測單位應提升倉庫設備管理水平，建立儀器出入登記制度和設備計量備案制度，謹防設備遺失；為加強倉庫設備存放的安全性，宜安裝庫內攝像頭；添置設備存放架，規范設備存放區域，有效地提高設備拿放和清點的效率。

3.3 人員監管

檢測結果的準確性最關鍵的因素在于現場檢測人員的專業水平和職業道德，只有提高檢測員的實操能力和理論基礎，塑造良好的職業操守，才能管控好現場檢測。主要監管點如下：現場檢測人員應持證上崗；檢測前，檢測人員應通知監理、施工方到場核對并確認檢測點位；復核壓板檢測標高是否與設計標高一致；堆載過程，應確保基準樁（梁）、支撐墩與受檢樁的間距滿足規范要求，并對檢測平臺搭建過程拍照取證，防止點位錯誤和堆載不到位；正確安裝好 GPS，防止無法傳輸檢測數據；加強安全教育，強制要求戴安全帽、穿勞保鞋、拉警戒線；多層次校核現場試驗參數（最大試驗荷載、千斤頂編號、壓力傳感器編號、位移傳感器編號、校準公式等）的準確性。

4 結語

通過對大量平板載荷試驗曲線分析研究，總結出各種異常檢測情況的曲線圖形及產生的原因和對結果判定的影響，提出了對應的管理與技術措施，有效地防止檢測造假和檢測異常情況的發生，為檢測數據真實有效提供了保障。Q