地基平板载荷试验相关问题研究

张俊霞

(山东省菏泽市公路管理局工程二处)

1 平板载荷试验的概念

平板载荷试验是指在一定尺寸的平板上施加荷载，然后对荷载作用下地基的沉降情况进行观察。进而结合荷载与沉降关系(P-S)曲线来对地基的承载能力进行判断。根据计算公式测算出地基的变形模量，是一种判断土压力与变形特征的非常有效的测试方法。平板载荷试验具有直观、直接、准确、可靠的优点。这种检测方法作为一种重要的原位土基测试方法，目前在公路工程地基承载力检测中得到了广泛的应用。通常平板载荷试验包括深层平板载荷试验和浅层平板载荷试验两种。深层平板载荷试验通常适用于基础埋深在3m以上的地基试验检测当中;而浅层平板载荷试验则广泛适用于浅层地基土的试验检测项目中。

2 平板载荷试验的优势及缺点

2.1 平板载荷试验的优势

平板载荷试验对地基土不会产生扰动，通过试验能够对地基的容许承载力进行可靠而直观的反应。也可根据试验结果对其它间接参数进行明确，可直接参与到公路工程设计当中。另外，平板载荷试验的结果还可用于对地基土进行变形模量计算上，从而对公路路基的沉降量进行预估。因此，平板载荷试验目前不仅被广泛应用于公路工程中，在一些重要的建筑物、大型工程等地勘环节，也成为主要的试验检测方法之一。是现代工程不可缺少重要的试验检测手段。

2.2 平板载荷试验的缺点

试验周期比较长，不仅费时还费力，是平板载荷试验比较明显的缺点;载荷试验地基的面积通常较大，而承压板的面积却相对较小，容易影响检测结果。但是如果要增加承压板的面积，也需要同时增加总荷载，这样试验的难度也会随之增加;平板载荷试验过程中，起始荷载和分级荷载对试验结果会产生较大影响，所以需要进行准确的评估，才能保证试验结果的可靠性;另外，这种试验往往采用的是人工读数，由于试验周期较长，所以很难保证人工读数的精确性。

3 地基平板载荷试验需要解决的问题

3.1 地基平板载荷试验测点数量问题

平板载荷试验检测的地基承载力，将直接用于对公路施工质量的评价，以及确定公路地基承载力是否能够符合设计要求，这可以说是保证整个公路工程安全可靠运行的关键。那么怎样才能安全可靠的对公路地基土进行评价，对检测点的数量进行确定非常重要。相关的工程规范中规定对地基强度及承载力进行检测时，每单位工程的检测点数量不应该少于3个，每个独立基础下至少布置一个检测点。这些规定往往只适用于采用静力触探标准贯入或取土样进行室内试验来对承载力进行确定。但对于平板载荷试验这种试验方法往往不适用。由于平板载荷试验需要堆载或地锚加载，这种试验比较费力、费工，成本较高，通常不会进行工程普查。《规范》中并没有对具体的承载力检测方法进行规定，这很容易导致检测人员在进行公路地基平板载荷检测时，不能明确检测点数量。因此，在公路工程地基土承载力检测方面，应该结合工程经验，根据工程区的地质状况，进行严谨的分析与明确，尽量保证检测点数量能够符合公路工程安全性整体要求，进而保证公路工程施工质量。

3.2 承压板尺寸及刚度的问题

在实际公路工程中，很多检测人员不能根据地基土层的厚度情况来合理选择承压板的尺寸。实际公路路基平板载荷试验所选择的承压板面积大多为0.25～0.5m2，这样所测量出的地基承载力，其安全性和可靠性无法明确。正确的承压板尺寸明确方法应该是，根据地基的厚度，选取地基土层厚度的2/3～1倍来作为承压板的直径或宽度。另外，在一些公路工程路基承载力检测中，往往采用的是较为单薄的钢板来作为承压板，有的承压板厚度甚至不超过10mm，这种厚度根本无法满足平板载荷试验的要求，检测得出的数据也很难得到有效保证。因此，在公路工程地基平板载荷试验当中，承压板的刚度必须得到绝对的保证。如果采用的是单片钢板，那么钢板的厚度必须高于其直径的4％，如果小于这个数值，就必须采用钢板加肋形式，或者使用厚度在250mm以上的现浇混凝土板作为承压板，这样才能保证检测结果的真实、有效。

3.3 测点的分布问题

地基平板载荷试验测点的布置必须具有代表性，能够反映地基的整体承载力水平。在公路工程检测过程中，很多检测人员都会选择一些容易堆载的地点来作为检测点，部分检测人员会比较随意的随机选择几个布测点。这样的检测点选择过于随意，缺乏科学性，无法突出检测工作的重点，也无法反映地基的实际情况。因此，在实际工程检测时，应该根据以下几点进行选择:可选择对工程质量有疑问的区域;选择土层变化明显的区域;选择路基分段施工时的交接部位或接头部位;选择返工区域;选择其它检测项目不合格的区域。以上这些区域相对特殊，具有一定的代表性，会直接反映出该区域的地基承载情况，可以作为检测点的选择依据。另外，除了以上几个区域外，其它检测点也需要均匀分布在施工场地上，以保证检测的全面性。

3.4 对检测人员的监督问题

在目前的公路工程地基平板载荷试验过程中，由于缺乏完善的检测监督机制，往往导致平板载荷试验过程随意性较大，检测环节容易存在许多问题，却不能得到及时纠正。在一些平板载荷试验所使用的检测人员，通常是临时工作人员，根本不具备平板载荷试验的能力。导致检测结果受到严重影响，有时甚至会引发安全隐患;有些小吨位的公路地基平板载荷试验，所采用的却是量程较大的荷重传感器、压力表。传感器与压力表使用和管理也过于随意，导致仪器精度受到影响;另外，还存在承压板刚度不够、加载分级不合理、持荷时间不准确、试验数据伪造等等一系列情况。这些情况是平板载荷试验缺乏有效监管的明显表现。因此，相关部门应该尽快建立起一套，行之有效的平板载荷试验检测监督管理制度，并建立起相应的奖罚机制，严格监管公路工程试验检测的每个环节，保证公路工程试验检测的规范、有顺开展。

[1] 高阳.平板载荷试验确定地基承载力[J].山西建筑，2010，36，(15):77-78.

[2] 王伟锋，王发旺，卢育霞.平板载荷试验在河西某高速公路工程中的应用[J].甘肃科技，2011，27，(17):149-151.