壓板靜載荷試驗在天然地基中的應(yīng)用

劉金林

摘 要：壓板靜載荷試驗與其它原位試驗方法相比起源較早，結(jié)果直觀準(zhǔn)確，優(yōu)點也比較突出，因此在諸多領(lǐng)域都得到了比較廣泛的應(yīng)用。本文以某工程案例為例，針對壓板靜載荷試驗在天然地基中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：壓板靜載荷試驗；天然地基；應(yīng)用

將壓板靜載荷試驗用于天然地基中，其主要目的是為了掌握地基荷載量大小與其沉降度之間的關(guān)系，進(jìn)而使土的變形模量、地基承載力等數(shù)據(jù)清晰地展現(xiàn)出來，為計算出地基土在不排水條件下的抗剪強度做鋪墊，為了確保采集到的數(shù)據(jù)符合工程設(shè)計的實際要求，一般在高出基礎(chǔ)底部標(biāo)高的位置開展壓板靜載荷試驗。

1 工程概況

以某廠房建設(shè)工程為例，該工程采用一層鋼結(jié)構(gòu)，總占地面積為8000m2，據(jù)現(xiàn)場勘察統(tǒng)計，該工程施工場地的土層主要為粉質(zhì)粘土，工程設(shè)計方案中要求的地基土承載力的特征值為100kPa。為了解現(xiàn)場地質(zhì)條件，對該工程的地基進(jìn)行壓板靜載荷試驗，最大試驗荷載200kN，根據(jù)現(xiàn)場地基土的主要特點，并結(jié)合設(shè)計需求，建設(shè)方經(jīng)過與相關(guān)單位協(xié)商之后，最終選擇了9個點作為檢測點。

2 試驗過程

（一）試驗儀器設(shè)備的選擇及應(yīng)用

本試驗需要用到的儀器設(shè)備主要包括RS-JYB樁基靜載測試儀、壓力傳感器、位移傳感器、油壓千斤頂、壓重平臺反力裝置、方形鋼板等，其中，壓重平臺反力裝置主要負(fù)責(zé)施加荷載反力，在正式開始試驗操作之前，首先應(yīng)將最高荷載一次性加到平臺上，在試驗進(jìn)行的過程中，應(yīng)采用油壓千斤頂逐級均勻等量施加荷載，試驗中需要用到的壓板選擇邊長為1000mm的方形鋼板，RS-JYB樁基靜載測試儀及分析系統(tǒng)作為檢測儀器使用，整個測試過程，基本由智能化機器自動進(jìn)行樣品采集和數(shù)據(jù)記錄，人工操作環(huán)節(jié)較少，因此，本次試驗的工作效率較高，試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性也比較好。

（二）試驗操作標(biāo)準(zhǔn)

本次試驗中所有的技術(shù)操作、檢測方法、樣本采集、數(shù)據(jù)采集和分析等，依據(jù)廣東省出臺的《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》中的相關(guān)要求進(jìn)行。如果在實際操作中出現(xiàn)無法滿足操作標(biāo)準(zhǔn)的情況，應(yīng)在經(jīng)過多方商討之后對相關(guān)流程進(jìn)行變更，以使其最大限度滿足操作標(biāo)準(zhǔn)。

（三）試驗方法流程

整個壓板靜載荷試驗一共分為八級進(jìn)行，每一級增加的荷載量均為最大荷載量的1/8，第一級根據(jù)兩倍分級荷載的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加載。在采用RS-JYB樁基靜載測試儀之時，需要將該儀器的加載方式調(diào)整為“自動”模式，并將判穩(wěn)開關(guān)打開，當(dāng)各級荷載共同作用的時候，承壓板的沉降速率剛開始并不穩(wěn)定，但隨著時間的推移會逐漸趨于穩(wěn)定，此時方可添加下一級荷載，操作人員應(yīng)注意對沉降速率是否穩(wěn)定的判斷標(biāo)準(zhǔn)，一般來說，當(dāng)試驗荷載量小于或等于特征值對應(yīng)的荷載量時，且承壓板在每小時之內(nèi)的沉降量不超過0.1mm之時，試驗荷載量大于特征值對應(yīng)的荷載量時，且承壓板在每小時之內(nèi)的沉降量不超過0.25mm之時，就表明承壓板的沉降速率已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定。在進(jìn)行試驗時還應(yīng)做好沉降觀察工作，為了精確測量沉降量，應(yīng)在承壓板的四個角安裝位移傳感器。分別在第5分鐘、15分鐘、30分鐘、45分鐘、60分鐘測讀沉降量、以后每間隔30分鐘作為測讀時間。在卸載的時候，應(yīng)當(dāng)按照第5分鐘、15分鐘和30分鐘時測讀承壓板沉降量，然后開始下一級卸載；卸荷載至零并測讀一次，2小時后再測讀一次。

3 檢測結(jié)果及其分析

（一）檢測結(jié)果

本次試驗最終得出的沉降數(shù)據(jù)和試驗荷載如表1所示：

（二）結(jié)果分析

在本次壓板靜載荷試驗中，當(dāng)施加荷載力達(dá)到200kPa時，每一個試驗點都發(fā)生了不同情況的沉降現(xiàn)象，將特征值所對應(yīng)的變形值取為s/b=0.012，最終計算出承載力的特征值，數(shù)據(jù)結(jié)果如表一所示，從表中可以看出，除了4號、5號和7號試驗點之外，其它試驗點雖然沉降量不相同，但是差別不大，看不出非常明顯的變化，且地基極限承載力都在200kPa以上，且承載力的特征值均滿足100kPa，與設(shè)計方案中的要求完全符合。但是， 3廠房17軸交C軸、2廠房3軸交A軸以及1廠房27軸交D軸在承載力特征值以及地基極限承載力上都沒有達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，其中，3廠房17軸交C軸，由于承壓板周圍的土壤明顯地傾向擠出，當(dāng)其累計承載量和承壓板寬度的比值超過0.06時終止加載。上述3個試驗點的承載力特征值分別為62kPa、88kPa、88kPa，地基極限承載力分別為125kPa、175kPa、175kPa。

根據(jù)廣東省出臺的《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》可知，當(dāng)壓板靜載荷試驗得出的結(jié)果顯示與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不相符合的時候，應(yīng)根據(jù)設(shè)計值和實際值之間的差距，加倍增加抽檢點，在本次試驗之中，最終得出有3個試驗點的結(jié)果與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不相符合，因此，需要增加的試驗點數(shù)量為6個，在增加了試驗點之后，按照原設(shè)計方案中的試驗流程進(jìn)行試驗操作，檢測結(jié)果依然存在與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不符的情況，工程各方通過對試驗點不滿足設(shè)計要求區(qū)域的土質(zhì)勘察認(rèn)為該區(qū)域粉質(zhì)黏土壓縮性偏低，且土層較厚。工程設(shè)計單位在協(xié)商討論之后，決定對部分地質(zhì)較差的區(qū)域采用水泥攪拌樁復(fù)合地基對地基進(jìn)行處理等，處理后提升了地基承載力，滿足了設(shè)計要求。

4 結(jié)語

總而言之，將壓板靜載試驗應(yīng)用于天然地基之中，有助于全面了解地基基礎(chǔ)的變形指標(biāo)和承載力情況，而且這種方法具有較高的準(zhǔn)確性，檢測出的數(shù)據(jù)也更加真實，能有效判斷出當(dāng)?shù)氐牡鼗欠穹瞎こ淘O(shè)計的相關(guān)要求，對于包括碎石土、填土等在內(nèi)的多種地基土的檢測都比較適用，相反，如果采用傳統(tǒng)原位試驗或者土工試驗來進(jìn)行地基檢測，由于此類實驗很容易受到施工技術(shù)、堆填時間等因素的影響，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性將會大幅降低，所有試驗方法相比，壓板靜載試驗所得出的數(shù)據(jù)是最具可靠性的，因此，該方法在諸多領(lǐng)域都得到了普遍推廣與應(yīng)用。本文通過對壓板靜載試驗在天然地基中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探究，積累了一定的實踐經(jīng)驗，希望可以為相關(guān)行業(yè)帶來一些可供借鑒之處。

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