平板载荷试验在卵石地区的应用

高海博，张亚琳

（1.山西华冶勘测工程技术有限公司，山西 太原030001；2.山西省气候中心，山西 太原030006）

1 引言

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，测求地基土承载力与变形特性的原位测试方法[1]，但不少开发商很大程度上考虑经济因素，认为岩土工程钻探资料中已提供有土层承载力值，不需再重复该项工作，殊不知，在卵石地区，钻探施工难度大，取样困难，圆锥形动力触探仅进行重型动力触探，且十分影响钻探进度，施工队的偷懒及不重视导致动探数据不准确，影响地基土承载力的确定，因此必须进行地基检测才能合理地确定承载力。本文结合某卵石地区的工程实例，介绍平板载荷试验在卵石地区确定承载力方面的应用。

2 岩土钻探资料与平板载荷试验结果

该工程钻探资料所提供地基土概况为：卵石，杂色，母岩主要以砂岩、灰岩、花岗岩等为主，级配不良，磨圆度一般，以亚圆形为主。粒径一般为3.0～8.0 cm，大者20.0 cm，含零星漂石，该层主要以中砂、粗砂充填，交错排列，卵石含量50%～65%，砂及砾粒含量20%～30%，粉粒及粘粒含量5%～10%。重型动力触探试验实测锤击数为23.0～50.0击。由于重型动力触探试验数据范围较大，对地基土承载力的确定造成一定的困难，因此，必须进行平板载荷试验确定地基土的承载力。具体试验方法如下。

试验前将基坑开挖至基础底面以上0.5 m，人工开挖至基底标高，试坑底面宽度要求不小于承压板直径的3 倍。开挖试坑时坑底土应避免扰动，保持其原状结构和天然湿度。承压板底面铺设不超过20 mm 厚的中粗砂垫层整平，油压千斤顶平放在承压板上，在承压板上按正交直径方向安置承重平台及配重，用千斤顶控制逐级加荷。加卸荷分级：最大加荷量为设计要求地基承载力特征值的2.0 倍，分10 级定量加荷，分级荷载为最大加荷量的1/10。

相关参数如表1 所示。

表1 平板载荷试验参数一览表

当出现下列情况之一时，可终止试验：①承压板周围土体有明显挤出现象；②沉降量急剧增大，压力-沉降量曲线出现陡降；③在某级荷载下，24 h 内沉降速率达不到稳定标准；④沉降量与承压板直径之比大于0.06。当满足前3 种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。

平板载荷试验承载力特征值的确定原则：①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；②当极限荷载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；③当不能按上述要求确定时，取s/b等于0.01 所对应的压力，确定的承载力特征值不大于最大加载量的一半。

当各试验点极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为地基土承载力特征值[2]。对试验数据进行计算总结，具体如表2 所示。1#点、2#点、3#点的P-s曲线如图1、图2、图3 所示。

当最大试验荷载加至1 100 kPa 时，1#、2#、3#试验点位的压力及沉降均能达到相对稳定标准，承压板沉降量分别为15.13 mm、16.28 mm、16.32 mm，均小于承压板直径（0.80 m）的6%，说明地基土没有发生破坏；由于各试验点位实测P-s曲线均出现明显的比例界限值，1#、2#点位于550 kPa 的位置，3#点位于660 kPa 的位置，根据上述承载力特征值确定原则，取极限荷载值的一半为地基土单点实测承载力特征值，即550 kPa。

表2 平板载荷试验数据总表

图1 1#点P-s 曲线图

图2 2#点P-s 曲线图

图3 3#点P-s 曲线图

3 个实测平板载荷试验点，其实测单点承载力特征值均为550 kPa，极差为0，小于平均值的30%。按规范要求，取平均值550 kPa 为该场地地基土承载力特征值。

3 结语

卵石地区由于其承载力高，在工程中常被用于天然地基，不仅加快了工程进度，而且可以节省大量的经济投入。但在勘探过程中，准确地提供卵石层承载力的难度较大，只能通过平板载荷试验，结合岩土钻探资料并借鉴已有设计和施工经验，确定卵石层的承载力，为设计提供可靠的数据。只有这样，才能更好地保证地基具有一定的安全储备，满足上部结构、基础与地基共同作用的变形协调要求。