平板載荷試驗在卵石地區的應用

高海博，張亞琳

（1.山西華冶勘測工程技術有限公司，山西 太原030001；2.山西省氣候中心，山西 太原030006）

1 引言

平板載荷試驗是在一定面積的承壓板上向地基土逐級施加荷載，測求地基土承載力與變形特性的原位測試方法[1]，但不少開發商很大程度上考慮經濟因素，認為巖土工程鉆探資料中已提供有土層承載力值，不需再重復該項工作，殊不知，在卵石地區，鉆探施工難度大，取樣困難，圓錐形動力觸探僅進行重型動力觸探，且十分影響鉆探進度，施工隊的偷懶及不重視導致動探數據不準確，影響地基土承載力的確定，因此必須進行地基檢測才能合理地確定承載力。本文結合某卵石地區的工程實例，介紹平板載荷試驗在卵石地區確定承載力方面的應用。

2 巖土鉆探資料與平板載荷試驗結果

該工程鉆探資料所提供地基土概況為：卵石，雜色，母巖主要以砂巖、灰巖、花崗巖等為主，級配不良，磨圓度一般，以亞圓形為主。粒徑一般為3.0～8.0 cm，大者20.0 cm，含零星漂石，該層主要以中砂、粗砂充填，交錯排列，卵石含量50%～65%，砂及礫粒含量20%～30%，粉粒及粘粒含量5%～10%。重型動力觸探試驗實測錘擊數為23.0～50.0擊。由于重型動力觸探試驗數據范圍較大，對地基土承載力的確定造成一定的困難，因此，必須進行平板載荷試驗確定地基土的承載力。具體試驗方法如下。

試驗前將基坑開挖至基礎底面以上0.5 m，人工開挖至基底標高，試坑底面寬度要求不小于承壓板直徑的3 倍。開挖試坑時坑底土應避免擾動，保持其原狀結構和天然濕度。承壓板底面鋪設不超過20 mm 厚的中粗砂墊層整平，油壓千斤頂平放在承壓板上，在承壓板上按正交直徑方向安置承重平臺及配重，用千斤頂控制逐級加荷。加卸荷分級：最大加荷量為設計要求地基承載力特征值的2.0 倍，分10 級定量加荷，分級荷載為最大加荷量的1/10。

相關參數如表1 所示。

表1 平板載荷試驗參數一覽表

當出現下列情況之一時，可終止試驗：①承壓板周圍土體有明顯擠出現象；②沉降量急劇增大，壓力-沉降量曲線出現陡降；③在某級荷載下，24 h 內沉降速率達不到穩定標準；④沉降量與承壓板直徑之比大于0.06。當滿足前3 種情況之一時，其對應的前一級荷載定為極限荷載。

平板載荷試驗承載力特征值的確定原則：①當P-s曲線上有比例界限時，取該比例界限所對應的荷載值；②當極限荷載小于對應比例界限的荷載值的2 倍時，取極限荷載值的一半；③當不能按上述要求確定時，取s/b等于0.01 所對應的壓力，確定的承載力特征值不大于最大加載量的一半。

當各試驗點極差不超過平均值的30%時，可取其平均值為地基土承載力特征值[2]。對試驗數據進行計算總結，具體如表2 所示。1#點、2#點、3#點的P-s曲線如圖1、圖2、圖3 所示。

當最大試驗荷載加至1 100 kPa 時，1#、2#、3#試驗點位的壓力及沉降均能達到相對穩定標準，承壓板沉降量分別為15.13 mm、16.28 mm、16.32 mm，均小于承壓板直徑（0.80 m）的6%，說明地基土沒有發生破壞；由于各試驗點位實測P-s曲線均出現明顯的比例界限值，1#、2#點位于550 kPa 的位置，3#點位于660 kPa 的位置，根據上述承載力特征值確定原則，取極限荷載值的一半為地基土單點實測承載力特征值，即550 kPa。

表2 平板載荷試驗數據總表

圖1 1#點P-s 曲線圖

圖2 2#點P-s 曲線圖

圖3 3#點P-s 曲線圖

3 個實測平板載荷試驗點，其實測單點承載力特征值均為550 kPa，極差為0，小于平均值的30%。按規范要求，取平均值550 kPa 為該場地地基土承載力特征值。

3 結語

卵石地區由于其承載力高，在工程中常被用于天然地基，不僅加快了工程進度，而且可以節省大量的經濟投入。但在勘探過程中，準確地提供卵石層承載力的難度較大，只能通過平板載荷試驗，結合巖土鉆探資料并借鑒已有設計和施工經驗，確定卵石層的承載力，為設計提供可靠的數據。只有這樣，才能更好地保證地基具有一定的安全儲備，滿足上部結構、基礎與地基共同作用的變形協調要求。