平板载荷试验异常曲线分析研究

林 立

（东莞市建设工程检测中心，广东 东莞 523809）

0 引言

在工程建设过程中，基础下地基土承载力的测定尤为重要，直接关系到建筑物的整体性安全。因此，常用平板载荷试验测试天然土地基、处理土地基和复合地基以及强（全）风化岩地基的承载力和变形参数。通过试验，绘制压力与沉降量的对应曲线，并按相关公式计算出土的沉降量。目前，多数检测人员仅从数据结果判定，没有结合Q-s、s-lgt曲线形态特征、原始数据和现场情况等方面综合考虑，有时会产生误判。因此，全面归纳分析地基土平板检测异常曲线的图形特征刻不容缓，不仅能提高检测人员的从业水平，还能预防检测结论误判，起到对比借鉴的作用。

1 检测曲线主要特征

1.1 Q-s 曲线特征

通常，Q-s曲线有缓变型和陡降型两种。平板试验曲线一般存在比例界限荷载、极限荷载（基本试验）。当无法确认比例界限时，可采用沉降相对变形值对应的荷载（不大于最大试验荷载的一半）作为特征值。典型工程验收点位的Q-s曲线是变化缓慢，曲率顺滑，破坏特征不明显；而在突发状况下产生的异常曲线通常有波动段和陡降段等不规律图形。

1.2 s-lgt 曲线特征

s-lgt曲线反映检测过程中每级荷载作用下，本级沉降是否达到地基土承压板沉降相对稳定标准，能否加压至下一级。

2 异常曲线统计分析

经过大量地基土平板载荷试验异常情况的统计分析，总结出以下多种不同类型的异常曲线。通过研究这些曲线的图形表现特征，分析出异常曲线产生的原因和对结果的影响，能更加全面地判定检测结果的有效性。

2.1 “压顶”现象

堆载法平板载荷试验检测前，由于地基土承载力较低或大雨导致平台支墩下沉，造成主梁压住千斤顶并引起向下沉降。受检点土体因受到竖向荷载，产生压缩变形。如果“压顶”力过大，S-lgt曲线前几级出现重叠现象；Q-s曲线前几级呈平缓直线型，总沉降量变小，不仅会影响最终沉降值，还易出现本级沉降量大于上一级沉降量 5 倍的现象，造成地基土承载力误判（见图 1）。

图1 “压顶”现象曲线图

为避免出现“压顶”现象，检测单位首先应收集相关地质报告，通过钎探或动力触探等方式检测土质承载力。根据试验最大荷载和平台支墩面积，综合判定试验场地土质是否需要加固。其次，根据土质情况，可合理增大主梁与千斤顶之间的预留距离。

2.2 Q-s 曲线首级沉降大

平板载荷试验前，为防止压板不均匀沉降，应在地基土与承压板之间铺设中粗砂。按规范要求，开机前应进行预压，防止产生非土体沉降。而工程检测中，检测人员容易忽略此步骤，易造成首级沉降过大，导致总沉降量比实际更大，影响结果判定（见图 2）。

图2 首级荷载沉降曲线图

2.3 地基土承载力失真

2.3.1 承压板选取不当

1）复合地基承压板选取有误。主要原因是没有正确考虑复合桩的布桩方式（如矩形、梅花状等），造成受检复合桩所承载的处理面积计算出错。

2）天然土承压板选取有误。主要原因是未按指定规范选取合适承压板。比如软土地基，选取的承压板尺寸过小，总沉降相对大板会增大，导致不合格率升高，地基承载力变小，如图 3 所示。左边采用大板，结果合格；右边采用小板，结果不合格。

图3 大小板检测对比图（左大右小）

2.3.2 检测参数设置错误

静载仪参数设置时，率定公式输入错误，与标定书不符；最大试验荷载、仪器编号（压力传感器、位移传感器、千斤顶）输错等。

2.3.3 位移传感器出错

静载仪数据显示压力值不断上升，但位移数据不动，一般由于传感器伸缩杆卡死造成（见图 4）。所以，试验前一定要开机预检，备带设备。

图4 位移传感器故障曲线图

2.3.4 压力传感器故障

当静载仪Q-s曲线出现频繁上下跳动，油泵表压显示正常而仪器界面压力值波动不稳（见表 1），常见为传感器进水、仪器接头破损或接触不良等引起。因此，试验前宜做好相关的防水措施和自检准备。

表1 压力传感器故障数据表

2.3.5 千斤顶故障

1）千斤顶保压功能损坏，常见为压力稳不住，油泵不停补压。

2）千斤顶内顶卡死，无法往上出力，压力加不上，平台出现异响，地基土沉降不再变化，如图 5 所示。

图5 千斤顶故障曲线图

2.3.6 平台倾斜

由于地基土软硬不一，堆载平台重心与形心不一致，造成平台上顶过程中发生倾斜现象，承压板因受力不均而侧偏，导致 2 个（或 4 个）位移传感器计数偏差过大，甚至造成结果失真［1-4］。

2.4 卸载后位移变负

在水乡片区或软土地区，由于土质含水率很大，检测基准桩受挤压上浮，造成卸载后位移为负。在此类场地检测时，一定要打牢基准桩，控制好基准桩、支墩与承压板之间的距离。在场外设置观测点，不间断监测基准桩标高，如图 6 所示。

图6 卸载后位移变负曲线图

2.5 检测时效性

工地现场经常出现异常情况突发，需中止检测（如周边土严重扰动、大雨或设备故障等），待二次开机时，数据衔接不一致，曲线图不顺滑。因此，对于时间间隔较长、场地土含水率变化较大的情况，宜重新检测。

2.6 一点多做

由于市场恶性竞争，某些单位低价投中标，导致压板检测出现“一点多做”的不良行为。为了杜绝此类情况发生，监管部门可以要求现场检测人员在每个检测点位按要求照 3 次相（堆载前定位照、堆载后全景照、吊运后现场检测痕迹照），并实时上传监管系统。

2.7 检测数据造假

检测过程中，由于监管失位，个别检测员通过改装油泵压力表、改置千斤顶校准公式、位移传感器下塞垫片等不法手段，弄虚作假，人为制造看似合格曲线（见表 2）。所以，监管机构应仔细核查原始曲线数据，重点检查油压、位移量有无实时变动，即可辨真伪。

表2 压板检测原始记录局部表

3 监管分析

3.1 数据监管

由于工程检测行业门槛低、收益快、监督管理不到位等方面的原因，造成该行业市场主体为了逐利，弄虚作假，改数据、假数据现象时有发生，拉低了整个行业的公正性，数据作假成为整个检测行业鱼龙混杂的症结所在。为扭转这一局面，质监部门应强制性要求各检测单位将现场检测数据实时采集上传至政府监管部门，并确保上传功能不受人工干预；检测业务的合同信息、检测预开机和结束时间应提前上报；检测方案宜由质检部门、甲方、监理共同确定，杜绝检测点位的选取由施工方操控；检测机构应当在当地住建部门申领资质许可，并通过国家（省）计量认证的检测项目评估，在允许范围内从事建设工程质量检测活动，禁止无资质、超越资质、出借资质等方式承揽建筑工程的检测业务。

3.2 设备监管

检测前，应由检测人员在质检部门监督网填报工地使用的仪器设备编号（必须备案），确保检测公正性；现场检测过程中，如出现安全隐患（暴雨等），检测员应及时采取措施保障设备安全；检测单位应提升仓库设备管理水平，建立仪器出入登记制度和设备计量备案制度，谨防设备遗失；为加强仓库设备存放的安全性，宜安装库内摄像头；添置设备存放架，规范设备存放区域，有效地提高设备拿放和清点的效率。

3.3 人员监管

检测结果的准确性最关键的因素在于现场检测人员的专业水平和职业道德，只有提高检测员的实操能力和理论基础，塑造良好的职业操守，才能管控好现场检测。主要监管点如下：现场检测人员应持证上岗；检测前，检测人员应通知监理、施工方到场核对并确认检测点位；复核压板检测标高是否与设计标高一致；堆载过程，应确保基准桩（梁）、支撑墩与受检桩的间距满足规范要求，并对检测平台搭建过程拍照取证，防止点位错误和堆载不到位；正确安装好 GPS，防止无法传输检测数据；加强安全教育，强制要求戴安全帽、穿劳保鞋、拉警戒线；多层次校核现场试验参数（最大试验荷载、千斤顶编号、压力传感器编号、位移传感器编号、校准公式等）的准确性。

4 结语

通过对大量平板载荷试验曲线分析研究，总结出各种异常检测情况的曲线图形及产生的原因和对结果判定的影响，提出了对应的管理与技术措施，有效地防止检测造假和检测异常情况的发生，为检测数据真实有效提供了保障。Q