張經(jīng)鵬，何瑋山

（1、廣州增城正源建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心 廣州511300；2、廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司 廣州510500）

0 引言

水泥攪拌樁、碎石樁等作為增強(qiáng)體大量應(yīng)用于各類工程的復(fù)合地基中，此類復(fù)合地基樁間距較小、地基承載力也不大，采用常規(guī)設(shè)備便能實(shí)施復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)完成承載力檢測工作。目前，大型工廠對于地基承載要求越來也高，傳統(tǒng)的加固方式往往不能同時兼具滿足預(yù)算和效果的要求［1］，因此，一些項(xiàng)目開始采用管樁作為增強(qiáng)體與地基土組成復(fù)合地基［2-4］，該復(fù)合地基在大面積倉庫地基效果較好［5］。此類地基的樁間距較大，一般需要單獨(dú)設(shè)計大型的承壓板及載荷試驗(yàn)設(shè)備才能完成復(fù)合地基承載力檢測工作，為工程提供可靠的地基質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)。本文以廣州市增城區(qū)某工廠工程項(xiàng)目為例，介紹了大型承壓板復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)的實(shí)施過程及檢測結(jié)果，總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)［6］。

1 大型承壓板復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)的意義

為了盡量接近復(fù)合地基基礎(chǔ)的受力狀態(tài)，盡量可靠地測得復(fù)合地基基礎(chǔ)承載力參數(shù)，復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)的承壓板面積應(yīng)等于受檢樁所承擔(dān)的處理面積（即增強(qiáng)體分?jǐn)偯娣e），承壓板形狀宜根據(jù)受檢樁的分布確定［7-8］。

對于樁間距較大的復(fù)合地基，相應(yīng)的復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)的承壓板面積及試驗(yàn)荷載也較大，在工程實(shí)踐中往往因經(jīng)濟(jì)、場地條件等障礙而采用較小面積的承壓板開展試驗(yàn)。若采用較小面積承壓板代替與增強(qiáng)體分?jǐn)偯娣e相當(dāng)?shù)某袎喊彘_展試驗(yàn)，所測得的復(fù)合地基基礎(chǔ)承載力檢測結(jié)果，相對不夠可靠，其反映的復(fù)合地基承載力偏大。

不妨假設(shè)采用與增強(qiáng)體分?jǐn)偯娣e相當(dāng)?shù)某袎喊宓脑囼?yàn)（以下稱為試驗(yàn)A），極限荷載計算方法如式⑴所示：

式中：Q1為試驗(yàn)A的極限荷載；P為場地的增強(qiáng)體極限承載力；p為地基土的極限承載力；S1為承壓板面積。

試驗(yàn)A復(fù)合地基極限承載力如式⑵所示：

式中：q1為試驗(yàn)A的復(fù)合地基極限承載力。

采用較小面積承壓板的試驗(yàn)（以下稱為試驗(yàn)B），極限荷載計算方法如式⑶所示：

式中：Q2為試驗(yàn)B的極限荷載；S2為承壓板面積。

試驗(yàn)B復(fù)合地基極限承載力如式⑷所示：

式中：q2為試驗(yàn)B的復(fù)合地基極限承載力。

因?yàn)镾1＞S2，可得出Q1＞Q2和q1＜q2。因此，通過上述簡易計算推論，說明采用小于增強(qiáng)體分?jǐn)偯娣e的承壓板進(jìn)行試驗(yàn)所測的檢測結(jié)果相對不夠可靠，工程實(shí)踐中不管實(shí)際所需承壓板面積多大，都應(yīng)盡量采用與增強(qiáng)體分?jǐn)偯娣e相當(dāng)?shù)某袎喊?，進(jìn)行復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

擬建項(xiàng)目位于廣州市增城區(qū)，為大型工廠倉庫項(xiàng)目，建筑面積約70 000 m2，地基類型為復(fù)合地基，增強(qiáng)體為φ400的管樁，平均樁長24 m，樁端持力層為砂質(zhì)粘土層。增強(qiáng)體樁間距為3 m×4 m，樁間距較大，單樁所承擔(dān)的處理面積達(dá)12 m2，為了更可靠地檢測復(fù)合地基承載力是否滿足設(shè)計要求，需采用與增強(qiáng)體樁所承擔(dān)的處理面積相接近大小的大型承壓板，實(shí)施復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)。

該項(xiàng)目場地地質(zhì)情況自上而下大致為素填土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，如圖1所示。

圖1 鉆孔柱狀圖Fig.1 Borehole Histogram

本工程按隨機(jī)抽檢法抽取14個樁（點(diǎn)）位進(jìn)行檢測，本文取其中5個樁（點(diǎn)）位的檢測情況進(jìn)行闡述，其基本情況如表1所示。

表1 檢測樁（點(diǎn)）的有關(guān)參數(shù)Tab.1 Relevant Parameters of Testing Pile（Point）

2.2 大型承壓板設(shè)計與制作

鑒于此項(xiàng)目試驗(yàn)所需承壓板面積較大，達(dá)12 m2，重復(fù)使用的機(jī)會較少，因此采用鋼筋混凝土制作［9］。根據(jù)受力情況混凝土承壓板按梯級型制作，接觸地面的底層平面面積為12 m2，放置千斤頂?shù)拿鎸悠矫婷娣e為3 m2，具體尺寸如圖2所示。此項(xiàng)目的鋼筋混凝土承壓板設(shè)計及制作要點(diǎn)如下：

圖2 承壓板設(shè)計簡圖Fig.2 Design Drawing of Pressure Plate（mm）

⑴進(jìn)行試驗(yàn)時，以千斤頂為中心的各方向彎矩較大，因此在承壓板的底層分別布置鋼筋等級為三級、直徑為18 mm與22 mm的兩層雙向鋼筋。

⑵為盡快開展試驗(yàn)，混凝土等級為C35，并加早強(qiáng)劑。

⑶制作承壓板前應(yīng)將所測樁的樁頂整平至與樁周土一致。

2.3 現(xiàn)場試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計要求復(fù)合地基承載力特征值及大型承壓板面積，平板載荷試驗(yàn)最大試驗(yàn)荷載為2 400 kN，采用壓重平臺反力裝置進(jìn)行試驗(yàn)［10］。試驗(yàn)方法及結(jié)果評判方法按照《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范：廣東省標(biāo)準(zhǔn)DBJ/T 15-60—2019》實(shí)施執(zhí)行，現(xiàn)場試驗(yàn)參照圖3。

5個樁位（點(diǎn)）的檢測結(jié)果匯總?cè)绫?所示，Q-s、s-lgt曲線如圖4所示。

表2 檢測樁（點(diǎn)）結(jié)果匯總Tab.2 Summary of Test Results of Piles（Points）

此5點(diǎn)大型承壓板復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果曲線變化平緩，無明顯驟降段，且特征值對應(yīng)沉降量及最大試驗(yàn)荷載對應(yīng)沉降量均不大，滿足文獻(xiàn)［10］要求。通過試驗(yàn)結(jié)果可知此5個點(diǎn)的復(fù)合地基承載力均滿足設(shè)計要求。

3 結(jié)語

為獲取復(fù)合地基基礎(chǔ)的更加切合實(shí)際的受力狀態(tài)，更加可靠地測得復(fù)合地基基礎(chǔ)承載力參數(shù)，復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)的承壓板面積應(yīng)等于受檢樁所承擔(dān)的處理面積（即增強(qiáng)體分?jǐn)偯娣e）。當(dāng)復(fù)合地基中增強(qiáng)體（樁）的間距較大時，即使所需采用的承壓板面積和試驗(yàn)荷載均較大，仍應(yīng)采用大面積承壓板和大試驗(yàn)荷載。

本文所述工程是大型承壓板復(fù)合地基平板載荷試驗(yàn)的一個成功例子，取得良好成果，更為業(yè)內(nèi)其他大型承壓板平板載荷試驗(yàn)積累經(jīng)驗(yàn)。與較小面積承壓板相比，采用大型承壓板所測得的試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠，滿足了工程需要，大大提高了地基基礎(chǔ)使用的安全性，值得推廣應(yīng)用。