压板静载试验在天然地基中的应用

曾 琤 广州开发区建设工程质量检测中心，广东 广州 510530

1 引言

压板静载试验是其他原位试验方法的起源，在同类型试验中，压板静载试验优势显著，因此得以广泛应用。该实验的本质，是在既定尺寸刚性版上，逐渐施加荷载，并在这一过程中，观察记录在不同荷载作用下，地基压力与变形的原位试验。借助该实验，可清楚地了解地基荷载与沉降发生的关系，明确地基承载力、土的变形模量，计算土的不排水抗剪强度。考虑到平板荷载试验的影响深度在两倍承载板宽度以内，因此仅作为了解浅层地基土特性的方法。实际工程为确保采集数据能够满足工程设计的实际需求，通常将平板荷载试验开展于高于基础底部标高的部位。

2 压板静载试验在天然地基中的应用案例

2.1 工程概况

某市区一家五金制造有限公司厂区—1、2、3 厂房。该工程属于一层钢结构，建筑占地面积达到8000m2，地基土层以粉质粘土为主。设计规定地基土承载力规范值为100kPa，压板静载试验要求的最大试验荷载需达到200kPa。为确保试验点地基土承载力特征满足设计需求，建设单位与有关单位通过协商，最终确定了9 个检测点。

2.2 试验方法与仪器设备

本次试验使用的是压重平台反力装置，以该装置作为荷载反力。实验开始前，将超过最大试验荷载的荷载一次性加上平台，试验过程中，使用油压千斤顶逐步加载。压板选用的是长宽均为1000mm 的方形钢板。检测仪器则使用的是型号为RS－JYB 桩基静载测试仪与分析系统。测试过程中，由机器自行采样、记录。

试验加载共分8 级实施，各级加载为最大试验荷载的1/8。第一级按照2 倍分级荷载进行加载。使用RS－JYB 桩基静载测试仪，将其加载方式设为“自动”，开启判稳开关。在各级荷载作用下，待承压板沉降速率达到稳定状态后，再施加下一级荷载。承载板沉降相对稳定标准为:试验荷载未超过或等于特征对应的荷载时，每小时内承压板沉降量低于0.1mm。试验荷载超过特征值对应的荷载时，则每小时内承压板沉降量低于0.25mm。沉降观察:于压板四角装置位移传感器，各级荷载施加后，取5、15、30、15、60min 时检测承压板沉降量，之后间隔30min 检测一次。卸载时，根据第5、15、30min 时检测出的承压板称将量，卸载下一级荷载。荷载归为零后持续时间120min，取5、15、30、60、90、120min 作为测读时间。

检测标准:本文试验过程中，所有已知的检测方法、技术操作、样本采集以和数据分析等，均以广东省标准《建筑地基基础检测规范》为参考依据。

2.3 检测结果

试验点所获得的试验荷载与沉降数据，详情如表1 所示。试验点p－s 曲线、s－lgt 曲线图如图1 所示。(本文仅出示1 厂房21 轴交A轴试验点的附图)

表1 地基载荷试验结果汇总表

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图1 p－s 曲线和s－lgt 曲线

2.4 结果分析

本次设置的9 个试验点在施加荷载达到200kPa 时，均出现不同程度的沉降现象，沉降量并不一致，不过p－s 曲线图呈缓变型，比例界限不清晰。取特征值对应的相对变形值(s/b=0.012)，进行承载力特征值的计算。所得结果显示，1 号厂房2 轴交A 轴、12 轴交D 轴、21 轴交A 轴试验点以及2 厂房9 轴交D 轴点、3 厂房4 轴交D 轴、8 轴交A 轴试验点的极限承载力均超过200kPa，承载力特征值为100kPa，完全满足设计要求。

1 厂房27 轴交D 轴、2 厂房3 轴交A 轴、3 厂房17 轴交C 轴，其极限承载力与承载力特征值均未达到设计要求。3 厂房17 轴交C 轴，因承压板周围的土明显向外挤出，累计沉降量与承压板宽度之比，在大禹或等于0.06 时会终止加载。3 个试验点的极限承载力分别为175kPa、175kPA 和125kPa。承载力特征值分别为88kPa、88kPa 以及62kPa，均未达到设计有要求。

结合规范相关内容得知，在平板载荷试验结果提示不符合设计标准时，需按照实际值与要求值的偏差，加倍扩大抽检。本文试验共有3个试验点不符合设计标准，故需扩大抽检6 个试验点。倘若检测结果仍然不理想，则考虑土层以粉质粘土为主，增强其压缩性，设计部门可通过商讨，采取恶化时的工程技术措施，进行解决。常见措施包括:局部采用处理地基、复合地基、上部结构选择沉降较大的简支结构等方式，增强地基承载能力。

3 结束语

综上所述，压板静载荷试验有助于准确了解地基基础土的承载能力与变形指标，很大程度上提高了检测地基是否满足设计要求的准确性，非常适用于各类填土、含碎石的土类。由填土、含碎石土类建设的地基基础，其承载能力容易受到堆填时间、施工工艺等多方面因素的影响。传统原位试验与土工试验并不能很好地实现准确检测。相较之下，压板静载试验获得的效果更为理想，因此得以广泛应用。本文通过试验分析，对压板静载试验在天然地基中的应用进行探讨，积累了技术经验，希望能够给业内同行带来一些启发，进一步促进同类型工程载荷试验准确度的提升，为促进地基载荷检测水平的提升略尽绵力。