大型承压板复合地基平板载荷试验实践应用

张经鹏，何玮山

（1、广州增城正源建设工程质量检测中心 广州511300；2、广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 广州510500）

0 引言

水泥搅拌桩、碎石桩等作为增强体大量应用于各类工程的复合地基中，此类复合地基桩间距较小、地基承载力也不大，采用常规设备便能实施复合地基平板载荷试验完成承载力检测工作。目前，大型工厂对于地基承载要求越来也高，传统的加固方式往往不能同时兼具满足预算和效果的要求［1］，因此，一些项目开始采用管桩作为增强体与地基土组成复合地基［2-4］，该复合地基在大面积仓库地基效果较好［5］。此类地基的桩间距较大，一般需要单独设计大型的承压板及载荷试验设备才能完成复合地基承载力检测工作，为工程提供可靠的地基质量检测数据。本文以广州市增城区某工厂工程项目为例，介绍了大型承压板复合地基平板载荷试验的实施过程及检测结果，总结了相关经验［6］。

1 大型承压板复合地基平板载荷试验的意义

为了尽量接近复合地基基础的受力状态，尽量可靠地测得复合地基基础承载力参数，复合地基平板载荷试验的承压板面积应等于受检桩所承担的处理面积（即增强体分摊面积），承压板形状宜根据受检桩的分布确定［7-8］。

对于桩间距较大的复合地基，相应的复合地基平板载荷试验的承压板面积及试验荷载也较大，在工程实践中往往因经济、场地条件等障碍而采用较小面积的承压板开展试验。若采用较小面积承压板代替与增强体分摊面积相当的承压板开展试验，所测得的复合地基基础承载力检测结果，相对不够可靠，其反映的复合地基承载力偏大。

不妨假设采用与增强体分摊面积相当的承压板的试验（以下称为试验A），极限荷载计算方法如式⑴所示：

式中：Q1为试验A的极限荷载；P为场地的增强体极限承载力；p为地基土的极限承载力；S1为承压板面积。

试验A复合地基极限承载力如式⑵所示：

式中：q1为试验A的复合地基极限承载力。

采用较小面积承压板的试验（以下称为试验B），极限荷载计算方法如式⑶所示：

式中：Q2为试验B的极限荷载；S2为承压板面积。

试验B复合地基极限承载力如式⑷所示：

式中：q2为试验B的复合地基极限承载力。

因为S1＞S2，可得出Q1＞Q2和q1＜q2。因此，通过上述简易计算推论，说明采用小于增强体分摊面积的承压板进行试验所测的检测结果相对不够可靠，工程实践中不管实际所需承压板面积多大，都应尽量采用与增强体分摊面积相当的承压板，进行复合地基平板载荷试验。

2 工程实例

2.1 工程概况

拟建项目位于广州市增城区，为大型工厂仓库项目，建筑面积约70 000 m2，地基类型为复合地基，增强体为φ400的管桩，平均桩长24 m，桩端持力层为砂质粘土层。增强体桩间距为3 m×4 m，桩间距较大，单桩所承担的处理面积达12 m2，为了更可靠地检测复合地基承载力是否满足设计要求，需采用与增强体桩所承担的处理面积相接近大小的大型承压板，实施复合地基平板载荷试验。

该项目场地地质情况自上而下大致为素填土、淤泥质粘土、粉质粘土、砂质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩，如图1所示。

图1 钻孔柱状图Fig.1 Borehole Histogram

本工程按随机抽检法抽取14个桩（点）位进行检测，本文取其中5个桩（点）位的检测情况进行阐述，其基本情况如表1所示。

表1 检测桩（点）的有关参数Tab.1 Relevant Parameters of Testing Pile（Point）

2.2 大型承压板设计与制作

鉴于此项目试验所需承压板面积较大，达12 m2，重复使用的机会较少，因此采用钢筋混凝土制作［9］。根据受力情况混凝土承压板按梯级型制作，接触地面的底层平面面积为12 m2，放置千斤顶的面层平面面积为3 m2，具体尺寸如图2所示。此项目的钢筋混凝土承压板设计及制作要点如下：

图2 承压板设计简图Fig.2 Design Drawing of Pressure Plate（mm）

⑴进行试验时，以千斤顶为中心的各方向弯矩较大，因此在承压板的底层分别布置钢筋等级为三级、直径为18 mm与22 mm的两层双向钢筋。

⑵为尽快开展试验，混凝土等级为C35，并加早强剂。

⑶制作承压板前应将所测桩的桩顶整平至与桩周土一致。

2.3 现场试验

根据设计要求复合地基承载力特征值及大型承压板面积，平板载荷试验最大试验荷载为2 400 kN，采用压重平台反力装置进行试验［10］。试验方法及结果评判方法按照《建筑地基基础检测规范：广东省标准DBJ/T 15-60—2019》实施执行，现场试验参照图3。

5个桩位（点）的检测结果汇总如表2所示，Q-s、s-lgt曲线如图4所示。

表2 检测桩（点）结果汇总Tab.2 Summary of Test Results of Piles（Points）

此5点大型承压板复合地基平板载荷试验的试验结果曲线变化平缓，无明显骤降段，且特征值对应沉降量及最大试验荷载对应沉降量均不大，满足文献［10］要求。通过试验结果可知此5个点的复合地基承载力均满足设计要求。

3 结语

为获取复合地基基础的更加切合实际的受力状态，更加可靠地测得复合地基基础承载力参数，复合地基平板载荷试验的承压板面积应等于受检桩所承担的处理面积（即增强体分摊面积）。当复合地基中增强体（桩）的间距较大时，即使所需采用的承压板面积和试验荷载均较大，仍应采用大面积承压板和大试验荷载。

本文所述工程是大型承压板复合地基平板载荷试验的一个成功例子，取得良好成果，更为业内其他大型承压板平板载荷试验积累经验。与较小面积承压板相比，采用大型承压板所测得的试验结果更加准确可靠，满足了工程需要，大大提高了地基基础使用的安全性，值得推广应用。