谈压板静载试验在天然地基中的应用.doc

谈压板静载试验在天然地基中的应用摘要：本文通过天然地基原位压板静载试验实例，以客观、真实的实验数据对天然地基作出总体评价，为设计部门提供依据。该试验所采用的检测手段、数据采集的方法、检测结果分析等程序，参照广东省标准建筑地基基础检测规范（DBJ 15-60-2008）进行并确定场地地基承载力征值和变形参数。关键词：压板静载试验；天然地基；检测手段中图分类号：C33 文献标识码：A 文章编号： 引言：压板静载试验是一项使用最早、应用最广泛原位试验方法，该试验是在一定尺寸的刚性板上分级施加荷载，观测各级荷载作用下地基随压力和变形的原位试验，它可用于根据荷载-沉降关系（曲线）确定地基承载力、土的变形模量、估计土的不排水抗剪强度。广东省内的建筑工程平板荷载试验是按广东省标准建筑地基基础检测规范（DBJ 15-60-2008）执行。该规范明确指出平板载荷试验适用于检测浅部天然地基、处理土地基和复合地基的承载力；以及平板载荷试验可确定承压板下应力主要影响范围内天然地基、处理土地基和复合地基承载力特征值和变形参数。由于平板荷载试验的影响深度范围不超过两倍承压板宽度（或直径），故只能了解浅层地基土的特性。工程上为了使所采集数据对工程设计有指导意义，故平板荷载试验往往是在位于基础底部标高进行。笔者多年从事建筑工程基础检测工作，从现场进行压板静载试验的资料整理统计，天然地基土上做检验较常采用且较经济。但做压板静载试验是比较复杂，每个场地的状况都不相同。我们要珍惜每一次发生这种试验的机会，笔者提供以下工程实例展开深入浅出的探讨分析以作交流，从中汲取更多、更实用的有用信息，以作后用。一、压板静载试验在天然地基中的应用实例广东江门市蓬江区某五金制造有限公司厂区1#、2#、3#厂房：1.1 工程概况本工程位于江门市蓬江区棠下镇桐乐路工业区，结构型式为一层钢结构、建筑占地面积为7600m2的天然地基，试验土层以粉质粘土为主。设计要求的地基土承载力特征值为100kPa，压板静载试验要求的最大试验荷载应达到200kPa。受江门市蓬江区某五金制造有限公司的委托，江门市蓬江区建筑工程质量检测站于2012年7月11日至10月16日，对江门市蓬江区该五金制造有限公司厂区1#、2#、3#厂房的天然地基进行了平板载荷试验，目的是确定试验点地基土承载力特征值能否满足设计要求。经建设单位与有关单位研究协商，确定本次共检测9个点。1.2 检测仪器设备、方法和标准（1）试验加载装置。本次试验采用压重平台反力装置（以预制桩为堆载物）。压重平台反力装置作为荷载反力，将大于最大试验荷载的荷重在试验开始前一次性加上平台，试验时用油压千斤顶分级加载。压板采用长为1000mm、宽为1000mm的方形钢板。检测仪器采用武汉岩海工程技术开发公司生产、开发的RS-JYB桩基静载测试仪及其分析系统，在测试过程中，自动采样、记录。（2）试验加载方法和沉降观测。试验加载分8级进行，每级加荷为最大试验荷载的1/8，第一级按倍分级荷载加载；应用RS-JYB桩基静载测试仪，加载方式设为“自动”，判稳开关设为“判稳”，在每一级荷载作用下，当承压板沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载；承压板沉降相对稳定标准：试验荷载小于等于特征值对应的荷载时每一小时内的承压板沉降量不超过0.1mm，试验荷载大于特征值对应的荷载时每一小时内承压板沉降量不超过0.25mm；沉降观测：在压板四角装设4个位移传感器（精度为满量程误差0.03mm），每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读承压板的沉降量，以后每隔30min测读一次。卸载时，按第5、15、30min测读承压板沉降量后，即卸下一级荷载；卸载至零后维持时间为2h，测读时间为第5、15、30 、60、90、120min。（3）检测标准。本次试验按广东省标准建筑地基基础检测规范（DBJ 15-60-2008）中的有关要求进行试验。1.3 检测结果试验点试验荷载和沉降数据见 “地基载荷试验结果汇总表”和试验点p-s曲线、s-lgt曲线附图仅作样式参考。（本文仅列出3#厂房21轴交A轴试验点的附图，其余试验点附图省略。） 地基载荷试验结果汇总表 试验序号试验点压板尺寸长(mm)宽(mm)最大试验荷载设计 承载力特征值 (kPa)地基极限承载力 (kPa)最大试验荷载对应沉降量(mm)残余沉降量(mm)设计承载力特征值对应沉降量(mm)(kN)(kPa)13#厂房2轴交A轴1000100020020010020033.5929.455.7123#厂房12轴交D轴1000100020020010020018.7216.463.6533#厂房21轴交A轴1000100020020010020036.4733.304.5843#厂房27轴交D轴1000100020020010017560.1949.6611.6552#厂房3轴交A轴1000100020020010017563.3459.888.1662#厂房9轴交D轴1000100020020010020024.9120.205.0271#厂房17轴交C轴1000100015015010012570.0166.5528.1081#厂房4轴交D轴100010002002001002006.452.693.4091#厂房8轴交A轴100010002002001002007.253.383.57p-s曲线和s-lgt曲线1.4 结果分析以上9个试验点的试验加载至200kPa时每个点的总沉降量各不相同，但大体上的ps曲线图呈缓变型，其比例界限不明显，取特征值对应的相对变形值（s/b=0.012）计算承载力特征值。其中3#厂房2轴交A轴、12轴交D轴、21轴交A轴试验点，2#厂房9轴交D轴，1#厂房4轴交D轴、8轴交A轴试验点的极限承载力200kPa，承载力特征值为100kPa，满足设计要求。不满足设计要求有3个试验点分别为3#厂房27轴交D轴、2#厂房3轴交A轴、1#厂房17轴交C轴。由于承压板周围的土明显地侧向挤出，累计沉降量与承压板宽度之比大于或等于0.06时终止加载。3个试验点的极限承载力分别为175kPa、175kPa、125kPa；承载力特征值分别为88kPa、88kPa、62kPa，均不满足设计要求。根据规范要求，当平板载荷试验不满足设计要求时，应按不满足设计要求的数量加倍扩大抽检。该案例由于3个试验点不满足设计要求，因而扩大抽检6个试验点。如检测仍不合格，笔者建议粉质粘土为主的土层，压缩性较大，设计部门经技术经济论证后，可采用一定的工程措施解决，如：局部采用处理地基、复合地基以提高地基承载力都是很好的办法。或上部结构选用允许沉降较大的简支结构，合理设置沉降缝等。二、结束语压板静载荷试验对于准确确定地基基础土承载能力和变形指标是一种使之有效的办法，特别适用于各种填土、含碎石的土类，由于这类地基基础受到各种堆填料颗粒级配、堆填时间以及施工工艺的影响非常大，且造成地基基础承载性能和变形性能情况复杂，传统的原