深层平板载荷试验在确定深部地基土层承载力中的应用

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摘要：深层平板载荷试验是在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，测求地基土的压力与变形特性的一种原位测试方法[1]。本文以某工程为实例，对如何利用深层平板载荷试验确定深部地基土层承载力特征值进行了分析与探讨，并就该方法的应用提出了一些建议。

关键词：深层平板载荷试验；天然地基；承载力特征值

中图分类号：TU431 文献标识码：A 文章编号：1673-8500（2012）10-0048-01

深层平板载荷试验在我国的开发与应用，是与我国高层建筑发展的需要相关的。工程实践表明，在测定地基土承载力方面，与其它岩土原位测试及土工实验比较，深层平板载荷试验能为深基础设计提供更可靠的持力层土体承载力设计计算的依据资料[2] 。目前关于深层载荷试验的装置和方法有很多种，本文主要介绍一种简易深层平板载荷试验方法，该方法具有装置简易、试验时间短、试验结果直观可靠等优点。

一、方法简介

整个试验装置如图1所示。测试点应采取人工挖孔，保证孔底平整、残渣清除、孔壁稳定[2]，紧靠承压板周围外侧的土层高度不少于80cm。承压板宜选用直径为0.5m2的刚性板，要求有足够的刚度，板底应平整光滑、板的尺寸和传力重心准确[3]。传力柱根据试验预估承载力可采用219、273、600的无缝钢管。加荷系统是通过承压板对地基土施加额定荷载的装置，多采用油压千斤顶加荷方式。反力装置有压重平台反力装置、地锚反力装置等几种。

图1 深层平板载荷试验装置

二、工程应用

（一）工程概况

郑州某小区建筑设计地上18层，地下1层，基础埋深5.9m，设计基底压力平均值为420kPa。为了检验场地能否采用天然地基，对该场地内的3个点进行了简易深层平板载荷试验。经初步钻探资料，该工程场地地层从上至下依次为：

① 杂填土：稍湿，松散，层厚0.5～2.6m，层底埋深0.5～2.6m；② 粉土：稍湿，中密，层厚1.1～2.5m，层底埋深2.2～3.7m；③ 粉土：稍湿，中密，层厚3.0～5.7m，层底埋深6.3～8.7m；④ 粉土：稍湿～湿，中密～密实，层厚4.5～6.3m，层底埋深11.8～13.8m；⑤ 粉土：稍湿～湿，中密～密实，层厚1.5～24.3m，层底埋深15.0～17.8m；⑥ 粉土：稍湿～湿，中密～密实，层厚3.2～5.6m，层底埋深19.2～21.2m；⑦ 粉土：未揭穿。

（二）试验方法

本次试验土层为第③层粉土，三个点孔深分别为4.7m、5.0m、5.0m，孔深较浅，采用人工挖孔，可以确保承压板落在孔底土上，使测试结果真实可信。承压板为0.5m2的刚性板，传力柱为273的无缝钢管，加荷系统为油压千斤顶加荷方式。反力装置采用配重块压重平台反力装置。加载方式采用慢速维持荷载法。整个试验过程依据《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002 ）中关于深层平板载荷试验的规定进行。

试验终止条件[4]：

第一条：沉降s急剧增大，荷载～沉降（p～s）曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且沉降量超过0.04d（d为承压板直径）；第二条：在某级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定；第三条：本级沉降量大于前一级沉降量的5倍； 第四条：当持力层土层坚硬，沉降量很小时，最大加载量不小于设计要求的2倍。

承载力特征值的确定[4]：

第一条：当p～s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；第二条：满足前三条终止加载条件之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载，当该值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；第三条：不能按上述二款要求确定时，取s/d=0.01～0.015所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载量的一半。

同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过平均值的30%时，取其平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。

（三）结果分析

1.试验结果

三个测试点的数据如表1，p-s曲线如图2。

地基土承载力特征值判定表 表1

2.结果分析

（1）由图2可以看出，3 个试验点中 ， p-s曲线均呈缓变型，点Sz-1和 点Sz-2起始荷载按预估为40KN，加至第11级，均没有达到试验终止条件，因沉降过大，终止试验；点Sz-3起始荷载改为65KN，加载至第10级，仍然没有达到终止条件，受反力装置影响，终止试验。

图2-1 Sz-1点p-s曲线；图2-2 Sz-2点p-s曲线；图2-3 Sz-3点p-s曲线

（2）承载力特征值的确定按第三条，取s/b =0.0125所对应的荷载值，因3点地基土承载力特征值极差超过平均值的30%，故取低值270kPa为本工程地基土承载力特征值，小于420kPa，该场地不宜使用天然地基。

（3）场地离差过大：建议采用静力触探方法加以验证，综合比较确定其承载力值。

三、结论与建议

1.深层平板载荷试验由于边载的存在，很难达到试验终止条件，可在试验前确定其最大加载量，达到最大加载量后终止试验。

2.简易深层平板载荷试验只适合较浅地层，因为随着深度的增加，在试验过程中的传力杆的变形也会增加，其变形大小很难准确估算，因此会影响试验结果的准确性[5]。

3.深层平板载荷试验确定地基承载力更符合地基的实际受力情况，提供的承载力比较直接、准确，而且成本不高，可以推广使用。

参考文献：

[1]工程地质手册（第四版）[M].北京：中国建筑出版社.2007.

[2]王文臣等.深层平板载荷试验的研究[J].长春工程学院学报.2001.

[3]何琴.人工挖孔灌注桩桩端承载力的深层平板载荷试验[J].矿业研究与开发 .2008.