浅谈螺旋板载荷试验操作技巧及其工程应用

田正

摘要：螺旋板载荷试验是一种适用于深层地基土的载荷试验，一般适用深度为10-15米。本文通过笔者在某工地的亲身实践，分析了螺旋板载荷试验的各项操作技巧及操作过程中遇到的各类问题。

关键词:螺旋板载荷试验;地基承载力;变形模量;基床系数

Abstract: spiral plate loading test is a kind of applicable to the deep foundation soil loading test, general and applicable depth for 10 to 15 meters. This article through the author in a certain site''s personal practice, analyzes the spiral plate loading test of the skills and encountered in the process of operation of all kinds of problems.

Keywords: spiral plate loading test; Foundation bearing capacity; Deformation modulus; Base bed coefficient

中图分类号：TU47 文献标识码：A文章编号：

概况

1.1螺旋板载荷试验的原理

螺旋板载荷试验是把圆形螺旋板旋入地下预定深度,通过传力杆向螺旋板施加荷载,同时量测螺旋板的沉降的载荷试验，通过分析施加的荷载及相应荷载所对应的沉降量，可以得到地基土的承载力、变形模量及基床系数等值。

1.2螺旋板载荷试验的操作方法

（1）在所需进行试验的位置钻孔（或用洛阳铲等其它方式开孔），将上部的填土等钻穿后，停止钻进，清除孔底受扰动的土层。

（2）将螺旋板连接在传力杆上旋入土层。

（3）在测试点周围将反力锚杆旋入周边土层，固定好反力梁，将油压千斤顶与反力装置安装好，将测读承压板位移的两个百分表装好，确保测读准确。将测力传感器连接线与数显仪正确链接并校正准确。

（4）用油压千斤顶对载荷板分级加压，对砂土、中低压缩性的粘性土、粉土宜采用每级50kPa，对于高压缩性土宜采用每级25kPa。

（5）每级加荷后，按间隔时间10、10、10、15、15min，以后每隔半小时读一下承压板的沉降量，连续2小时，每小时沉降量小于0.1mm时，则达到相对稳定标准，可施加下一级载荷。

（6）满足下列条件时可终止加载：1）沉降s急剧增大，荷载-沉降（P-s）曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且沉降量超过0.06d（d为承压板直径）；2）某级荷载下24h沉降速率不能达到相对稳定标准；3）当出现本级荷载的沉降量大于前级荷载沉降量的5倍；4）当持力层坚硬，沉降很小时，最大加载量不小于设计要求的2倍。

（7）试验精度：位移量测的精度不应低于0.01mm；荷载量测精度不应低于最大荷载的1%；同一试验孔在垂直方向的试验点间距应大于1m，以保证试验的准确性。

2.工程应用及其注意事项

2.1确定地基土的承载力特征值

根据野外数据，对每一试验点进行分类整理，依据《工程地质手册》相关要求，进行数据修正处理，绘制P-s曲线上有明显的直线段，一般采用直线段的终点对应的载荷值为比例界限，即承载力特征值。具体见图1：螺旋板载荷试验综合成果图。

图1：螺旋板载荷试验综合成果图

2.2计算变形模量

根据《岩土工程手册》深层平板载荷试验公式（3.5-13）：

式中：ω—与试验深度和土类有关的系数；

d—螺旋板直径（m）；

P—P-s曲线线性段的压力（kPa）；

s—与p对应的沉降（mm）。

2.3基床系数

基准基床系数用边长为30cm的方形承压板的平板载荷试验直接测得，螺旋板载荷试验根据《岩土工程手册》公式（3-5-23、3-5-24）换算。

粘性土：

砂土：

式中：KV —— 基准基床系数；

KV1—— 边长不是30cm的承压板的静载试验所得到的基床系数；

b—— 螺旋板载荷试验换算边长（200cm2换算边长14.1cm，100cm2换算边长11.3cm），单位m。

2.4螺旋板载荷试验注意事项

（1）螺旋板入土时，应按每转一圈下入一个螺旋操作，以减少对土的扰动，螺旋板与土层的接触面应加工光滑，可使对土体的扰动大大减少。

（2）承压板应尽量水平，百分表使用前应检查其灵活性，以减少沉降读数的误差。

（3）在试验前，数显仪应校对准确。

（4）对于低压缩性的土（比如淤泥质土），笔者认为分级载荷可适当调低（如10kPa）。

3.小结

螺旋板载荷试验是一种比较常用的原位测试方法，它所使用的仪器设备轻便，操作简单易行，能够方便快捷地得出设计所需的一些基本参数，当然，螺旋板载荷试验也有其不足之处，比如当地下水量较大时，地下砂层会产生涌砂现象，对试验结果会有一定的影响。并且，不当的操作造成土层的扰动以及数据的读取方法有误，都会造成数据的不准确。我们在岩土工程勘察的过程中，应结合多种原位测试方法以及室内试验结果进行比对，选取合理的设计所需的参数。

参考文献

[1] 常士骠、张苏明。工程地质手册（第四版）。北京：中国建筑工业出版社，2007；218-234。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看