浅层平板载荷试验中若干问题的探讨

辛明静 白雪晓

1.兰州市城市建设设计院

2.邯郸市中和房地产开发有限公司

正文：

1、引 言

地基承载力一直以来都是岩土工程勘察和基础设计的重要参数。2002年以前，勘察设计人员主要通过94版国家规范给出的地基承载力表来确定地基的承载力，2002年国家取消了地基承载力表，同时给出了如何通过现场静载荷试验确定地基承载力的相关规定。由于新版规范并未针对具体规定做出相应详细的解释，这就造成勘察设计人员由于缺乏经验而出现对规范条文的盲目服从，进而导致静载荷试验在实践过程中不能如实的反映不同地区、不同场地条件下地基的真实承载能力。

浅层平板静载试验是一种适用于地表浅层和地下水位以上地层，通过一定尺寸的承压板在岩土体原位施加竖向荷载，观测承压板位移，测定岩土体变形特性和承载力的原位测试方法，它具有准确、可靠、直观等突出优点，在地基基础勘察设计中被广泛应用。但通过现场实践的经验积累发现，在浅层平板载荷试验中存在诸多影响因素，使得试验结果无法反映出地基的真实承载力，如：反力装置的副作用、承压板的尺寸效应等。

2、 反力装置

浅层平板载荷试验中，为了模拟建筑实体作用在地基上的载荷，通常采用堆载法或地锚法为试验提供所需荷载反力。无论是堆载法还是地锚法，在反力装置的布设过程中，均存在对堆载平台下、地锚桩周围地基土体的扰动现象。试验前期，对于堆载而言，堆载平台下土体被压密；对地锚法而言，地锚桩的周围土体被挤密。随着试验的进行， 荷载逐渐施加在承压板上，堆载平台下土体不再受荷载作用，而地锚桩则受到上拔力的作用。在整个试验过程中，堆载平台及地锚桩受力情况的不断变化，势必会通过周围地基土体传递到承压板下地基土体中，影响承压板下地基土体的实际受力情况，进而影响试验结果，导致试验不能反映承压板下地基土的真实受力变形情况。

3、承压板面积

在浅层平板载荷试验中，承压板的面积对试验结果存在着一定的影响。国内冶金部勘察系统在太原进行的不同承压板对比试验提供的资料认为：当承压板下基底压力相同时，承压板宽度很小时，沉降量与其宽度呈反比，当承压板宽度超过一定值后，沉降量与其宽度呈正比，当承压板宽度继续增加时，沉降量则趋于定值，不再随承压板宽度的增加而增大。这就证实了试验中存在承压板尺寸效应的影响。

因此，在选择承压板尺寸时，不仅需要考虑所测地基土体的物理、力学性质指标，持力层的厚度，碎石土的最大粒径，实际建筑物的基础，还需满足规范中考虑尺寸效应的最小值，选择尽量能反映实际情况的承压板尺寸。 然而，在具体实践中发现，由于检测人员缺乏承压板尺寸对试验结果影响的认识，多数情况下选择规范给出的2500～5000cm2的承压板去进行试验，从而导致浅层平板载试验在一定情况下不能完全真实的反映出地基与建筑物基础之间的情况。

4、其他存在的问题

关于浅层平板载荷试验，工程实践及规范中还存在一些问题，如：

（1）《建筑地基基础设计规范》中确定地基承载力特征值时规定：“当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限对应的荷载值；当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；当不能按上述二款确定时，当压板面积为0.25～0.50cm2，可取s/b=0.01～0.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。”若承压板面积大于0.50 cm2，又不能按上述二款确定时，地基承载力特征值如何确定？

在实践工作中，选用面积大的承压板，需要提供的反力较大，规范中却又未给出承压板面积大于0.5 m2时确定地基承载力特征值的依据，这无形的限制了测量人员对承压板尺寸的选择，影响浅层平板载荷试验对地基承载力以及变形值的真实反映。

（2）浅层平板载荷试验用于浅层地基、单桩或多桩复合地基时，规范均规定：“试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过其平均值的30%时，取此平均值作为地基（复合地基）承载力特征值。”当试验实测值的极差超过其平均值的30%时，如何确定地基（复合地基）承载力特征值？既然规范中规定了这个上限，说明在实际工程中超出上限的可能是存在的，如文献［5］中某项目勘察工作中三组浅层平板载荷试验数据，PT-1为240kpa，PT-2为280kpa，PT-3为392kpa，可算得试验实测值极差为其平均值的50%，考虑土层的不均匀性，最终给出场地砾质粉质黏土层（1.0～23.0m）承载力特征值为260kpa，即前两组的平均值，而推算出的变形模量值却取为三组试验结果的平均值，且与实际经验基本吻合。

这种确定方法是否合理，是否会成为地基不均匀沉降的安全隐患？对于试验实测值极差超过30%的场地，是否应该规定补充试验点？规范中对此没有说明，这些问题值得研究。

5、结语

对浅层平板载荷试验中存在的几个问题进行进一步的分析与讨论，认为：

（1）浅层平板载荷试验中，反力装置中堆载、地锚对试验的影响是不可以被忽略的，建议规范考虑堆载及地锚的影响，就地锚、堆载平台与承压板之间的距离给出合理的范围。

（2）基准梁相对位移会对试验结果造成误差，针对这一误差应合理布设基准点与承压板之间的距离，以提高检测精确度。

（3）承压板尺寸的选择，地基承载力特征值的确定，需引起检测人员的重视。