淺層平板載荷試驗中若干問題的探討

辛明靜 白雪曉

1.蘭州市城市建設設計院

2.邯鄲市中和房地產(chǎn)開發(fā)有限公司

正文：

1、引 言

地基承載力一直以來都是巖土工程勘察和基礎設計的重要參數(shù)。2002年以前，勘察設計人員主要通過94版國家規(guī)范給出的地基承載力表來確定地基的承載力，2002年國家取消了地基承載力表，同時給出了如何通過現(xiàn)場靜載荷試驗確定地基承載力的相關規(guī)定。由于新版規(guī)范并未針對具體規(guī)定做出相應詳細的解釋，這就造成勘察設計人員由于缺乏經(jīng)驗而出現(xiàn)對規(guī)范條文的盲目服從，進而導致靜載荷試驗在實踐過程中不能如實的反映不同地區(qū)、不同場地條件下地基的真實承載能力。

淺層平板靜載試驗是一種適用于地表淺層和地下水位以上地層，通過一定尺寸的承壓板在巖土體原位施加豎向荷載，觀測承壓板位移，測定巖土體變形特性和承載力的原位測試方法，它具有準確、可靠、直觀等突出優(yōu)點，在地基基礎勘察設計中被廣泛應用。但通過現(xiàn)場實踐的經(jīng)驗積累發(fā)現(xiàn)，在淺層平板載荷試驗中存在諸多影響因素，使得試驗結果無法反映出地基的真實承載力，如：反力裝置的副作用、承壓板的尺寸效應等。

2、 反力裝置

淺層平板載荷試驗中，為了模擬建筑實體作用在地基上的載荷，通常采用堆載法或地錨法為試驗提供所需荷載反力。無論是堆載法還是地錨法，在反力裝置的布設過程中，均存在對堆載平臺下、地錨樁周圍地基土體的擾動現(xiàn)象。試驗前期，對于堆載而言，堆載平臺下土體被壓密；對地錨法而言，地錨樁的周圍土體被擠密。隨著試驗的進行， 荷載逐漸施加在承壓板上，堆載平臺下土體不再受荷載作用，而地錨樁則受到上拔力的作用。在整個試驗過程中，堆載平臺及地錨樁受力情況的不斷變化，勢必會通過周圍地基土體傳遞到承壓板下地基土體中，影響承壓板下地基土體的實際受力情況，進而影響試驗結果，導致試驗不能反映承壓板下地基土的真實受力變形情況。

3、承壓板面積

在淺層平板載荷試驗中，承壓板的面積對試驗結果存在著一定的影響。國內冶金部勘察系統(tǒng)在太原進行的不同承壓板對比試驗提供的資料認為：當承壓板下基底壓力相同時，承壓板寬度很小時，沉降量與其寬度呈反比，當承壓板寬度超過一定值后，沉降量與其寬度呈正比，當承壓板寬度繼續(xù)增加時，沉降量則趨于定值，不再隨承壓板寬度的增加而增大。這就證實了試驗中存在承壓板尺寸效應的影響。

因此，在選擇承壓板尺寸時，不僅需要考慮所測地基土體的物理、力學性質指標，持力層的厚度，碎石土的最大粒徑，實際建筑物的基礎，還需滿足規(guī)范中考慮尺寸效應的最小值，選擇盡量能反映實際情況的承壓板尺寸。 然而，在具體實踐中發(fā)現(xiàn)，由于檢測人員缺乏承壓板尺寸對試驗結果影響的認識，多數(shù)情況下選擇規(guī)范給出的2500～5000cm2的承壓板去進行試驗，從而導致淺層平板載試驗在一定情況下不能完全真實的反映出地基與建筑物基礎之間的情況。

4、其他存在的問題

關于淺層平板載荷試驗，工程實踐及規(guī)范中還存在一些問題，如：

（1）《建筑地基基礎設計規(guī)范》中確定地基承載力特征值時規(guī)定：“當p-s曲線上有比例界限時，取該比例界限對應的荷載值；當極限荷載小于對應比例界限的荷載值的2倍時，取極限荷載值的一半；當不能按上述二款確定時，當壓板面積為0.25～0.50cm2，可取s/b=0.01～0.015所對應的荷載，但其值不應大于最大加載量的一半?！比舫袎喊迕娣e大于0.50 cm2，又不能按上述二款確定時，地基承載力特征值如何確定？

在實踐工作中，選用面積大的承壓板，需要提供的反力較大，規(guī)范中卻又未給出承壓板面積大于0.5 m2時確定地基承載力特征值的依據(jù)，這無形的限制了測量人員對承壓板尺寸的選擇，影響淺層平板載荷試驗對地基承載力以及變形值的真實反映。

（2）淺層平板載荷試驗用于淺層地基、單樁或多樁復合地基時，規(guī)范均規(guī)定：“試驗點不應少于三點，當試驗實測值的極差不超過其平均值的30%時，取此平均值作為地基（復合地基）承載力特征值?！碑斣囼瀸崪y值的極差超過其平均值的30%時，如何確定地基（復合地基）承載力特征值？既然規(guī)范中規(guī)定了這個上限，說明在實際工程中超出上限的可能是存在的，如文獻［5］中某項目勘察工作中三組淺層平板載荷試驗數(shù)據(jù)，PT-1為240kpa，PT-2為280kpa，PT-3為392kpa，可算得試驗實測值極差為其平均值的50%，考慮土層的不均勻性，最終給出場地礫質粉質黏土層（1.0～23.0m）承載力特征值為260kpa，即前兩組的平均值，而推算出的變形模量值卻取為三組試驗結果的平均值，且與實際經(jīng)驗基本吻合。

這種確定方法是否合理，是否會成為地基不均勻沉降的安全隱患？對于試驗實測值極差超過30%的場地，是否應該規(guī)定補充試驗點？規(guī)范中對此沒有說明，這些問題值得研究。

5、結語

對淺層平板載荷試驗中存在的幾個問題進行進一步的分析與討論，認為：

（1）淺層平板載荷試驗中，反力裝置中堆載、地錨對試驗的影響是不可以被忽略的，建議規(guī)范考慮堆載及地錨的影響，就地錨、堆載平臺與承壓板之間的距離給出合理的范圍。

（2）基準梁相對位移會對試驗結果造成誤差，針對這一誤差應合理布設基準點與承壓板之間的距離，以提高檢測精確度。

（3）承壓板尺寸的選擇，地基承載力特征值的確定，需引起檢測人員的重視。