蘇靜宜

（廣州市花都區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)室 廣州510800）

0 前言

《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范（廣東省標(biāo)準(zhǔn)）：DBJ/T 15-60—2019》［1］已于2019 年9 月1 日正式實(shí)施，在檢測(cè)方法的選擇、檢測(cè)數(shù)量的確定以及部分檢測(cè)方法的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方面，文獻(xiàn)［1］在《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范（廣東省標(biāo)準(zhǔn)）：DBJ/T 15-60—2008》［2］的基礎(chǔ)上做了補(bǔ)充、完善和優(yōu)化，受到廣大檢測(cè)人員的積極肯定。文獻(xiàn)［1］有很多亮點(diǎn)，比如對(duì)單樁豎向抗壓/抗拔靜載試驗(yàn)的卸載測(cè)試進(jìn)行了優(yōu)化，并增加了快速維持荷載法單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)。

對(duì)于單樁豎向抗壓/抗拔靜載試驗(yàn)，卸載測(cè)試時(shí)間在荷載未至零時(shí)，慢速維持荷載法的每級(jí)荷載維持時(shí)間為1 h，快速維持荷載法的每級(jí)荷載維持時(shí)間為15 min，快速法比慢速法大大節(jié)省測(cè)試時(shí)間，在確保安全性的前提下更好地體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性。

對(duì)于平板載荷試驗(yàn)，文獻(xiàn)［1-2］在試驗(yàn)步驟的規(guī)定上與國(guó)內(nèi)其他標(biāo)準(zhǔn)有所不同，如表1所示。由表1可知：

表1 平板載荷試驗(yàn)荷載維持時(shí)間及相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照Tab.1 Comparison of Load Maintenance Time and Relative Stability Standard for Plate Loading Test

⑴文獻(xiàn)［1-2］的荷載維持時(shí)間相對(duì)較短，沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)也放寬，屬于快速維持荷載法［3］，說明在建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)應(yīng)用研究方面走在了全國(guó)前列。

⑵文獻(xiàn)［1］與文獻(xiàn)［2］在卸載總的測(cè)試時(shí)間上沒有變化，卸載測(cè)試時(shí)間在荷載未至零時(shí)，每級(jí)荷載維持30 min，卸載至零時(shí)，維持時(shí)間為2 h。

從廣東省平板載荷試驗(yàn)的驗(yàn)收檢測(cè)實(shí)踐來看，加載基本分為8級(jí)，其中第一級(jí)荷載取分級(jí)荷載的2倍，卸載分4級(jí)，假設(shè)每級(jí)加載均能在第一小時(shí)內(nèi)穩(wěn)定，則加載時(shí)間累計(jì)為455 min，卸載時(shí)間累計(jì)為210 min，卸載時(shí)間約占總檢測(cè)時(shí)間的31.6%。

平板載荷試驗(yàn)驗(yàn)收檢測(cè)的目的是確定地基承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求，按照文獻(xiàn)［1-2］關(guān)于檢測(cè)數(shù)據(jù)分析與判定條文的規(guī)定，地基承載力特征值的判定只與加載時(shí)承壓板的沉降量、沉降速率以及受荷土層是否發(fā)生整體剪切破壞有關(guān)，與卸載時(shí)測(cè)讀的殘余沉降量無關(guān)。地基基礎(chǔ)檢測(cè)既要優(yōu)先考慮安全可靠性，也要適當(dāng)兼顧經(jīng)濟(jì)合理性，力求做到安全與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一，如果卸載時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)顯得不夠經(jīng)濟(jì)合理。

為了研究平板載荷試驗(yàn)荷載、沉降量、回彈率三者之間的關(guān)系，以及卸載過程中回彈量、回彈率與荷載、時(shí)間之間的變化特性，探索是否存在更優(yōu)化、更合理的卸載測(cè)試時(shí)間，對(duì)2017 年2 月～2019 年8 月（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為文獻(xiàn)［2］）實(shí)時(shí)上傳到廣州市花都區(qū)質(zhì)監(jiān)站監(jiān)管平臺(tái)的平板載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了大數(shù)據(jù)分析，獲得了一些統(tǒng)計(jì)結(jié)果。所有用于分析的原始數(shù)據(jù)均從花都區(qū)質(zhì)監(jiān)站地基基礎(chǔ)檢測(cè)信息管理系統(tǒng)下載，全部是可以溯源的真實(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)。

1 統(tǒng)計(jì)概況

一共統(tǒng)計(jì)了92 項(xiàng)工程822 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，最大沉降量范圍為0.52～102.66 mm，獲取了荷載、沉降量、回彈率三者之間關(guān)系的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.1 沉降量與測(cè)點(diǎn)分布

最大沉降量從小到大排列，得到沉降量圖（見圖1）；按沉降量分布范圍進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到測(cè)點(diǎn)分布圖（見圖2）。

圖1 沉降量Fig.1 Settlement

從圖1、圖2 可知，在花都區(qū)開展的平板載荷試驗(yàn)的最大沉降量絕大部分在25 mm 以內(nèi)，其中最大沉降量在20 mm 以內(nèi)的測(cè)點(diǎn)占比為90.5%，最大沉降量在25 mm以內(nèi)的測(cè)點(diǎn)占比達(dá)95.3%，最大沉降量大于25 mm的只有39個(gè)測(cè)點(diǎn)，占4.7%。

1.2 沉降量與荷載的關(guān)系

822 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的最大試驗(yàn)荷載為110～1 575 kN，沉降量與荷載關(guān)系曲線，按荷載大小排序如圖3?所示，按沉降量大小排序如圖3?所示。

從圖3可以看出，無論荷載大小，最大沉降量絕大部分在25 mm 以內(nèi)；對(duì)原始數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，在沉降量大于25 mm 的39 個(gè)測(cè)點(diǎn)中，最大荷載≥1 000 kN 的有18 個(gè)點(diǎn)，＜1 000 kN 的有21 個(gè)點(diǎn)，＜500 kN 的有14 個(gè)點(diǎn)，可見，最大沉降量與荷載大小之間沒有必然聯(lián)系。

圖3 荷載-沉降關(guān)系曲線Fig.3 Load-settlement Relationship Curve

1.3 回彈率與最大沉降量、最大荷載的關(guān)系

⑴按沉降量從小到大繪制回彈率-最大沉降量關(guān)系曲線，如圖4所示。

圖4 回彈率-最大沉降量關(guān)系曲線Fig.4 Rebound Rate and Maximum Settlement Curve

⑵按荷載從小到大繪制回彈率-荷載關(guān)系曲線，如圖5所示。

圖5 回彈率-最大荷載關(guān)系曲線Fig.5 Rebound Rate Maximum Load Curve

從圖4、圖5可以得知：⑴沉降量在25 mm以內(nèi)時(shí)，回彈率沒有規(guī)律；

⑵沉降量超過25 mm 后，隨著沉降量增大，總體回彈率減??；

⑶回彈率與試驗(yàn)荷載大小之間沒有必然聯(lián)系。

2 非零卸載測(cè)試級(jí)數(shù)據(jù)分析

平板載荷試驗(yàn)可用于檢測(cè)天然土地基、處理土地基和復(fù)合地基以及強(qiáng)風(fēng)化巖和全風(fēng)化巖巖石地基的承載力和變形參數(shù)，卸載觀測(cè)的目的是測(cè)讀殘余沉降量，獲取回彈率，為設(shè)計(jì)人員了解地基的彈性或塑性變形情況提供依據(jù)。

對(duì)92 項(xiàng)工程822 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)按前15 min 和15～30 min 的回彈量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，其中，非零卸載（卸載未至零）的測(cè)試級(jí)一共2 473級(jí)。

2.1 非零卸載測(cè)試級(jí)，測(cè)試時(shí)間15 min的回彈量與占比

⑴測(cè)試時(shí)間15 min的回彈量統(tǒng)計(jì)，如圖6?所示。⑵測(cè)試時(shí)間15min的回彈量各區(qū)間占比，如表2所示。

圖6 非零卸載測(cè)試級(jí)15 min及15～30 min回彈量Fig.6 Non-zero Unload Test Stage 15 Minutes and 15～30 Minutes Rebound

表2 非零卸載測(cè)試級(jí)15 min回彈量各區(qū)間占比Tab.2 Proportion of Each Interval of 15 Minutes Rebound of Non-zero Unloading Test Level

由圖6?和表2 得知，非零卸載測(cè)試級(jí)15 min 回彈量小于0.1 mm的測(cè)試級(jí)別占比為21.7%，在0.0～3.0 mm區(qū)間的測(cè)試級(jí)別占比為92.7%，在0.1～3.0 mm 區(qū)間的測(cè)試級(jí)別占比為77.1%。

2.2 非零卸載測(cè)試級(jí)，測(cè)試時(shí)間15～30 min 的回彈量與占比

⑴測(cè)試時(shí)間為15～30 min的回彈量統(tǒng)計(jì)，如圖6?所示。

⑵測(cè)試時(shí)間15～30 min的回彈量各區(qū)間占比，如表3所示。

表3 非0卸載測(cè)試級(jí)15～30 min回彈量各區(qū)間占比Tab.3 Proportion of Each Interval of 15～30 Minutes Rebound of Non-zero Unloading Test Level

從圖6?和表3 得知，非零卸載測(cè)試級(jí)在15～30 min 區(qū)間的回彈量絕大部分小于0.1 mm，根據(jù)對(duì)原始數(shù)據(jù)的分析，非零卸載測(cè)試級(jí)在15～30 min 區(qū)間回彈量小于-0.1 mm 或大于0.5 mm 的情況，基本上是壓力維持不夠準(zhǔn)確或基準(zhǔn)樁不夠穩(wěn)固導(dǎo)致的，可以不納入統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)［2］第8.3.3 條第3 款規(guī)定，每級(jí)荷載在維持過程中的變化幅度不得超過該級(jí)增減量的±10%，當(dāng)荷載在維持過程中發(fā)生變化，或者如果附近有吊車、挖掘機(jī)等大型施工機(jī)械經(jīng)過或者在附近作業(yè)，就可能會(huì)導(dǎo)致15～30 min的回彈量出現(xiàn)異常變化。

從圖6、表2、表3 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果得知，平板載荷試驗(yàn)在卸載未至零時(shí)：

⑴前15 min回彈很快，15 min之后回彈量很小。

⑵15～30 min 區(qū)間回彈量在-0.1～0.1 mm 區(qū)間的測(cè)試級(jí)別占比高達(dá)93.7%。

2.3 剔除壓力異常數(shù)據(jù)后，計(jì)算15 min、15～30 min 回彈占比（15 min 回彈量/本級(jí)回彈量×100%、15～30 min回彈量/本級(jí)回彈量×100%），如表4所示。

表4 非零卸載測(cè)試級(jí)15 min、15～30 min回彈占比Tab.4 Proportion of 15 Minutes and 15～30 minutes Rebound in Non-zero Unloading Test Level

由表4 得知，前15 min 回彈量占比較大，15～30 min的回彈量占比較小，15 min回彈占比大于80%、90%、95%的測(cè)試級(jí)分別占參與統(tǒng)計(jì)的非零卸載測(cè)試級(jí)總級(jí)數(shù)的96.1%、90.6%、83.0%，說明非零卸載在前15 min回彈已基本完成。

卸載未至零時(shí)，全部測(cè)試級(jí)的15 min 回彈占比、15～30 min回彈占比與本級(jí)回彈量的關(guān)系如圖7所示。

從圖7可看出，絕大部分非零卸載測(cè)試級(jí)的15 min回彈占比在90%～100%之間，絕大部分非零卸載測(cè)試級(jí)的15～30 min回彈占比在0%～10%之間。

圖7 15 min、15～30 min回彈占比Fig.7 15 Minutes and 15～30 Minutes Rebound Ratio

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，卸載未至零時(shí)，15～30 min 的回彈量較?。ɑ貜椓吭?0.1～0.1 mm區(qū)間的卸載測(cè)試級(jí)占比為93.7%），且15～30 min回彈量占本級(jí)回彈量的比值較?。ɑ貜椓空急刃∮?0%的卸載測(cè)試級(jí)占比為90.6%），因此，非零卸載測(cè)試在第30 min 測(cè)讀承壓板沉降量意義不大，卸載未至零時(shí)，可改為每級(jí)荷載維持15 min。

3 卸載至零測(cè)試級(jí)數(shù)據(jù)分析

3.1 卸載至零后，0級(jí)回彈量與總回彈量關(guān)系

為研究卸載至零時(shí)測(cè)讀殘余沉降量的重要性，對(duì)0 級(jí)回彈量占總回彈量的百分比（0 級(jí)回彈量/總回彈量×100%）進(jìn)行了計(jì)算，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5所示。

表5 0級(jí)回彈量占總回彈量的百分比Tab.5 Percentage of Level 0 Rebound in Total Rebound

由表5 得知，0 級(jí)回彈量占總回彈量的百分比大于50% 和60% 的檢測(cè)點(diǎn)數(shù)分別占總檢測(cè)點(diǎn)數(shù)的75.9%和55.6%，說明卸載至零后，測(cè)讀殘余沉降量的重要性。

與此同時(shí)，對(duì)大量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)卸載至零后，前5 min 回彈量較大，多數(shù)情況下，明顯比卸載未至零時(shí)各測(cè)試級(jí)的前5 min 甚至前15 min 的回彈量更大。

各測(cè)點(diǎn)的0 級(jí)回彈量占總回彈量的百分比，按總回彈量從小到大排列，如圖8所示。

圖8 0級(jí)回彈量占總回彈量比與總回彈量關(guān)系曲線Fig.8 Relation Curve between Percentage of Level 0 Rebound to Total Rebound and Total Rebound

從圖8得知，卸載至零后，各測(cè)點(diǎn)的0級(jí)回彈量占總回彈量比呈現(xiàn)隨機(jī)漫步，與總回彈量之間沒有相關(guān)性。

3.2 卸載至零后，0級(jí)回彈量與最大沉降量的關(guān)系

0 級(jí)回彈量占總回彈量的百分比，與最大沉降量的關(guān)系，如圖9所示。

圖9 0級(jí)回彈量占總回彈量比與最大沉降量關(guān)系曲線Fig.9 Relation Curve between Percentage of Level 0 Rebound to Total Rebound and Maximum Settlement

從圖9得知，卸載至零后，各測(cè)點(diǎn)的0級(jí)回彈量占總回彈量比呈現(xiàn)隨機(jī)漫步，與最大沉降量之間沒有相關(guān)性。

3.3 卸載至零后，各時(shí)間段回彈數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

剔除異常點(diǎn)后，總共統(tǒng)計(jì)了818個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，卸載至零后，測(cè)試時(shí)間從30～120 min的回彈量統(tǒng)計(jì)如圖10所示。

圖10 卸載至零各時(shí)間段回彈量統(tǒng)計(jì)Fig.10 Rebound Statistical Chart of Each Time Period after Unloading to Zero

由圖10的數(shù)據(jù)，可計(jì)算出各回彈量區(qū)間測(cè)點(diǎn)占總測(cè)點(diǎn)數(shù)的百分比，如表6所示。

表6 各回彈量區(qū)間測(cè)點(diǎn)占比Tab.6 Proportion of Measuring Points in Each Rebound Interval （%）

由表6可知，在30 min后，只有47.6%的檢測(cè)點(diǎn)的回彈量小于0.1 mm，說明30 min后仍應(yīng)繼續(xù)測(cè)讀承壓板沉降量。

3.4 60～120 min、90～120 min回彈量占0級(jí)回彈量的百分比（60～120 min回彈量/本級(jí)回彈量×100%、90～120 min回彈量/本級(jí)回彈量×100%），統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表7所示。

由表7 可知，60～120 min 回彈量占0 級(jí)回彈量的百分比≤10%的測(cè)點(diǎn)數(shù)占總測(cè)點(diǎn)數(shù)的87.2%，90～120 min回彈量占0 級(jí)回彈量的百分比≤10%的測(cè)點(diǎn)數(shù)占總測(cè)點(diǎn)數(shù)的94.2%。

表7 卸載至零后60～120 min、90～120 min回彈占比Tab.7 Proportion of Rebound in 60～120 Minutes and 90～120 Minutes after Unloading to Zero

卸載至零，各測(cè)點(diǎn)的60 min、60～120 min 的回彈量占0 級(jí)回彈量的百分比如圖11 所示，90 min、90～120 min的回彈量占0級(jí)回彈量的百分比如圖12所示。

圖11 60 min、60～120 min回彈量占0級(jí)回彈量的百分比Fig.11 Percentage of 60 Minutes，60～120 Minutes Rebound to Level 0 Rebound

圖12 90 min、90～120 min回彈量占0級(jí)回彈量的百分比Fig.12 Percentage of 90 minutes，90～120 Minutes Rebound to Level 0 Rebound

從圖8～圖12 和表6、表7 得知，卸載至零后，在60～120 min和90～120 min的回彈量小于0.1 mm的檢測(cè)點(diǎn)分別占總檢測(cè)點(diǎn)數(shù)的67.5%和85.0%，且60～120 min和90～120 min回彈量占0級(jí)回彈量的百分比小于10%的檢測(cè)點(diǎn)分別占總檢測(cè)點(diǎn)數(shù)的87.2%和94.2%，因此，卸載至零后在第90 min 特別是在第120 min 測(cè)讀承壓板沉降量意義不大，可改為卸載至零后，維持時(shí)間為90 min或1 h。

4 結(jié)論

⑴平板載荷試驗(yàn)的回彈率與試驗(yàn)荷載大小沒有相關(guān)性。

⑵平板載荷試驗(yàn)的最大沉降量與荷載大小沒有必然聯(lián)系。

⑶沉降量在25 mm以內(nèi)時(shí)，回彈率沒有規(guī)律；沉降量超過25 mm后，隨著沉降量增大，總體回彈率減小。

⑷平板載荷試驗(yàn)卸載時(shí)，在卸載未至零測(cè)試級(jí)，回彈速度很快，測(cè)試時(shí)間在15～30 min內(nèi)的回彈量很小且占本級(jí)回彈量的比值小，維持荷載時(shí)間可從30 min改為15 min。

⑸卸載至零后，測(cè)試時(shí)間在60～120 min 內(nèi)特別是在90～120 min 內(nèi)的回彈量很小且占本級(jí)回彈量的比值很小，維持荷載時(shí)間可從120 min 改為90 min 或1 h。

⑹根據(jù)分析，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的卸載測(cè)試時(shí)間可減少75 min 或105 min，更能體現(xiàn)平板載荷試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)合理性，且對(duì)該方法的安全可靠性沒有影響。

因文獻(xiàn)［1］與文獻(xiàn)［2］在卸載總的測(cè)試時(shí)間上沒有變化，所以上述大數(shù)據(jù)分析結(jié)論對(duì)文獻(xiàn)［1］同樣適用。

5 建議

⑴與單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)一樣，平板載荷試驗(yàn)也設(shè)定快速維持荷載法和慢速維持荷載法，快速法用于地基基礎(chǔ)驗(yàn)收檢測(cè)，慢速法用于施工前為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

⑵把文獻(xiàn)［1］中平板載荷試驗(yàn)的原試驗(yàn)步驟定義為慢速維持荷載法，快速維持荷載法對(duì)卸載試驗(yàn)步驟修改如下：卸載未至零時(shí)，每級(jí)荷載維持15 min；卸載至零后，荷載維持時(shí)間為90 min或1 h。