高速公路路基检测中采用平板载荷试验的应用探讨

肖淑华

(湖南建工交通建设有限公司， 湖南 长沙 410001)

在现代的高速公路工程施工中，通常采用天然基底形式，而要确保天然基底满足公路修建的条件，测定是否满足地基基础设计中对承载力、稳定性、变形特性的要求，就必须通过有效的测定和勘查，判断天然地基的承载力是否有效。而载荷试验技术是最直观的测定手段，通过基础受荷载时的模型试验，直观测定地基承载力和变形特性[1]。

1 工程概况

本高速公路路基施工项目建设的公路长为23km，其中存在一段农田施工路段，有1-2mm厚的硬塑状砂质粉土覆盖其上。在公路路基施工之前，应用平板载荷试验检测路基基层，获取相关承载力、变形模量等参数[2]。

2 平板载荷试验简介

2.1 平板载荷试验方法

本工程采用慢速维持载荷法进行平板载荷试验，载荷平台由液压油泵、千斤顶等部分组成，采用逐级施加的方式荷载，承压板受到载荷平台的反力系统施加的竖向压力，对路基基层压力板施加压力。在试验过程中，试验人员可以利用液压油泵确定试验荷载量的大小，并且通过百分表的数值判断地基沉降程度，观察试验结果[3]。

2.2 实验设备及规格

路基建设工程中，主要采用半自动稳压载荷试验设备，包括：由承压板、液压油泵、千斤顶组合而成的加荷和稳定系统；由槽钢、工字钢等成分拼接而成的反力装置，通过将砂袋加载在平台上来增加荷载；通过百分表判定路基沉降情况等来进行平板载荷试验[4]。

3 试验步骤

3.1 选择恰当测点

在平板载荷试验之前，工作人员应根据实际情况首先做好试验准备工作，包括试验场地的选择、试验场地的测试点的选择，从而提高试验结果的准确性和可靠性，试验人员应综合考量合理选择测点，通常来说应在就每个试验场地选取 3个及以上测点，得出对比数据结果。

3.2 选择试验仪器设备

平板载荷试验的仪器设备主要包含加荷设备、沉降观测仪、承压板等，其中承压板的选取要求较高，面积控制在 0.25-0.4平方米，且必须保证适合的硬度和刚度。此外，还应根据试验现场的实际情况适当调整，确保试验的顺利进行。而选取的加荷设备其承载能力应在最大荷载的 2倍之内，且符合相关的载荷量、安全性、质量等标准要求，试验人员可以根据试验现场具体情况选择加荷设备的压力源，如液压装置等，而选取的载荷台架、反力构架必须要具备足够的稳固性和安全性，承载能力在最大荷载的1.5-2倍之间。选取的沉降观测仪应具备在试验过程中方面调节的特性，且稳定性和牢固性得到保证，在测量过程中，读数取值精确的到0.01米，保证数据的准确性，防止误差产生。

3.3 安装试验设备

在安装试验设备——承压板时，试验人员首先应清楚试验场地上的杂物，保证试验场地清洁，同时调整地面的平整度，在试验场地平整的情况下安装试验设备。试验人员可以通过在承压板放置地方铺设 2厘米左右厚度的砂石调整地面平整度，通过水平尺进行找平处理，确保平整。

3.4 试验检测

3.4.1做好试坑准备

在进行平板载荷试验之前，试验人员应做好试坑准备工作，在整个试验过程中，切勿破坏路基土层结构中固有的天然成分，并且根据承压板面积确定试坑大小、程度，大多数试验的试坑尺寸为承压板面积的三倍。

3.4.2逐级加载

在平板载荷试验过程中，应采取逐级增加载荷的方式施加载荷，载荷量控制在原先预计的加载量之内，控制 8级以内。通常平板载荷试验有两种加载方式，其一是单循环慢速维持荷载法，其二是荷载逐级递增，在试验过程中两种加载方式各有优势和劣势，试验人员应根据试验实际情况合理选择。

3.4.3定时观测沉降量

在观测沉降量时，试验人员应保持定时观测，定时观测沉降数量的变化，在确定地基达到稳定状态后，继续增加负荷量，达到试验最终目的。例如：在每次施加负荷的前期1个小时内，以10分钟每次的频率观测沉降数量，记录沉降数据，2个小时以后以更长的时间间隔定时观测沉降数量变化，指导沉降数值降到0.1毫米左右的范围时判定地基处于稳定状态，继续加载。

3.4.4确定承载力特征值

负载试验完成后，采取卸载回弹试验，当整个试验结束后，收集数据，制成沉降曲线图，直观阐述试验相关数据和试验结果，重点描述图形变化，确定地基承载能力特征。

3.4.5计算变形模量

将试验数据直接带入变形模量的的计算公式中，得到变形模量计算结果。

4 分析平板载荷试验结果

4.1 试验结果

为防止试验过程中外界因素的干扰，对试验结果产生影响，实验人员应进行3各试验点的试验，并且每个试验点进行3次左右试验，从而保证试验数据、试验结果的准确性，并且在P—S曲线图中描绘每次的试验数据，进行对比分析，如图1。

图1 P—S曲线图（1号试验点）

4.2 统计变形模量

表1 变形模量统计表（MPa）

4.3 参数设计

分析试验段点的P—S曲线图，确定本工程路基地基承载力，1号试验点测试结果如表2所示。

表2 1号试验点地基承载力统计表（kPa）

4.4 试验结果分析

根据工程现场测绘、钻探结果可知，在 1号检测区内土层岩性较为稳定，土层以园砾为主，局部存在卵石。根据图1 P—S曲线图分析可知，载荷试验沉降量变化速度与加载大小呈反比，随着加载增加，沉降量变化速度变缓，逐级趋向稳定。分析试验结果可知，1号试验区场地上部土层密实度较小，峡部土层密实度较高，土层较为稳定。图1中 P—S3条曲线较为靠近，数据相差不大，代表3次试验的外界干扰较小，可靠性较高，试验数据准确性得到保证。

5 结语

综上所述，当前高速公路路基通常采取天然基底形式，因此在公路路基建设项目中，应对地基承载力特征、变形特性等进行测定，判定其是否满足地基设计标准，公路地基承载力满足建设要求。目前，根据工程实施经验，在判定公路地基承载力是否满足地基基础设计要求中，主要通过浅层平板载荷试验，在公路路基检测中有较高的运用前景。