潘楊

（深圳市港嘉工程檢測(cè)有限公司）

0 前言

平板載荷試驗(yàn)是在一定尺寸的剛性承壓板上分級(jí)施加荷載，觀測(cè)各級(jí)荷載作用下地基土隨荷載逐級(jí)加大產(chǎn)生沉降的原位試驗(yàn)。承壓板沉降主要影響因素有荷載大小及持荷時(shí)間。慢速法平板載荷試驗(yàn)是目前各級(jí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)天然地基最直觀有效的檢測(cè)方法。在同類型的承載力檢測(cè)試驗(yàn)中，基樁承載力檢測(cè)經(jīng)大量試驗(yàn)開(kāi)發(fā)出了快速維持荷載法（簡(jiǎn)稱快速法）?？焖俜ㄔ诨颈ＷC承載力特征值精確度的同時(shí)提高基樁承載力的檢測(cè)效率。目前在各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中并未把快速法引進(jìn)至平板載荷試驗(yàn)中。如能通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)研究證明快速法在平板載荷試驗(yàn)中同樣適用，那將大大提高地基承載力的檢測(cè)效率。

對(duì)比試驗(yàn)中的慢速法引用廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》（DBJ/T 15-60-2019）中第8章中相關(guān)試驗(yàn)方法，快速法參考該標(biāo)準(zhǔn)中第14章中單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)中快速法試驗(yàn)相關(guān)試驗(yàn)方法。對(duì)比試驗(yàn)通過(guò)在平板載荷試驗(yàn)中選取一定數(shù)量的試驗(yàn)點(diǎn)位進(jìn)行慢速法及快速法平板載荷試驗(yàn)，研究其沉降規(guī)律及Q-S曲線趨勢(shì)并判斷快速法是否適用。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地

本次試驗(yàn)位于深圳市寶安區(qū)石巖街道。場(chǎng)地內(nèi)土層自上而下依次為第四系人工填土層（Qml）、第四系坡積層（Qdl）、第四系殘積層（Qel）以及下伏基巖為白堊系花崗巖（K）。本次試驗(yàn)的土層為第四系坡積層（Qdl）中含礫黏土層。設(shè)計(jì)天然地基承載力特征值為230kPa。平板載荷試驗(yàn)前該場(chǎng)地已進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)推定承載力特征值滿足設(shè)計(jì)要求。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)所需設(shè)備包括靜載儀、千斤頂、油泵、配重塊、鋼梁及1m2方形承壓板等設(shè)備。加載反力裝置選擇壓重平臺(tái)反力裝置（見(jiàn)圖1）,加載反力裝置提供的反力大于最大加載量的1.2倍，堆載在檢測(cè)前一次加足，均勻穩(wěn)固地放置于平臺(tái)上，壓重合力中心與承壓板的幾何中心重合。

圖1 平板載荷法簡(jiǎn)易示意圖

1.3 平板載荷試驗(yàn)（慢速法）[1]

加載：采用分級(jí)加載，共分8級(jí)。每級(jí)荷載加載后，按5、10、20、35、50、65min記錄承壓板沉降量，以后每隔30min測(cè)讀1次。

穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)荷載小于等于特征值時(shí)，每小時(shí)內(nèi)的承壓板沉降量不超過(guò)0.1mm；試驗(yàn)荷載大于特征值時(shí)，每小時(shí)內(nèi)承壓板沉降量不超過(guò)0.25mm。

卸載：采用分級(jí)卸載，共分4級(jí)，每級(jí)荷載維持30min,按第5、15、30min測(cè)讀沉降量；卸載至0后，應(yīng)測(cè)讀殘余沉降量，維持時(shí)間2小時(shí)，按第5、15、30min測(cè)讀沉降量，以后每隔30min測(cè)讀一次。

1.4 平板載荷試驗(yàn)（快速法）[2]

加載：采用分級(jí)加載，共分8級(jí)。每級(jí)荷載加載后，按第5、15、30min記錄承壓板沉降量，以后每隔15min測(cè)讀一次。

收斂標(biāo)準(zhǔn)：加載時(shí)，每級(jí)荷載維持時(shí)間不應(yīng)少于60min，最后15min時(shí)間間隔沉降量小于相鄰15min時(shí)間間隔沉降量即為收斂。

卸載：采用分級(jí)卸載，共分4級(jí)，每級(jí)荷載維持15min，按第5、15min測(cè)讀沉降量；卸載至0后，按第5、15、30min測(cè)讀沉降量，以后每隔15min測(cè)讀一次。當(dāng)達(dá)到收斂標(biāo)準(zhǔn)，可終止試驗(yàn)。

1.5 試驗(yàn)工作量

選取8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別做慢速法及快速法，在同一點(diǎn)位兩種方法試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)盡量靠近，且試驗(yàn)應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。按數(shù)字+字母方式表示檢測(cè)點(diǎn)位及檢測(cè)方法，1m表示1#試驗(yàn)點(diǎn)的慢速法試驗(yàn)，1k表示1#試驗(yàn)點(diǎn)的快速法試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 試驗(yàn)曲線性狀分析

根據(jù)8組試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)整理分析并繪制平板載荷試驗(yàn)Q-S曲線圖（圖2）。慢速法及快速法隨著荷載的加大，沉降逐漸增加，卸載后沉降逐漸縮小。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程各個(gè)荷載下慢快速法沉降基本一致。根據(jù)繪制的曲線反映，慢速法及快速法的Q-S曲線在不同荷載下的曲線性狀基本一致。

圖2 各檢測(cè)點(diǎn)慢快速法Q-S曲線圖

2.2 不同荷載下沉降差分析

對(duì)8組慢速法及快速法的極限荷載、特征值荷載及卸載至零后的沉降進(jìn)行分析，計(jì)算其沉降差并繪制各檢測(cè)點(diǎn)沉降差曲線圖（圖3）。根據(jù)圖3可得出在極限荷載下沉降差范圍在0.14～0.24mm之間，沉降差異較??；在特征值（一般試驗(yàn)報(bào)告根據(jù)該值判斷天然地基是否滿足設(shè)計(jì)要求）荷載下沉降差范圍在0.06～0.10mm之間，沉降差較在極限荷載下??；在荷載卸載至零后沉降差范圍在0.05～0.11mm之間，沉降差較在極限荷載下小，與特征值荷載下沉降差基本一致。各試驗(yàn)點(diǎn)在不同荷載下的沉降差異較小，對(duì)試驗(yàn)特征值的取值影響不大。

圖3 各試驗(yàn)點(diǎn)慢快速法沉降差圖

2.3 試驗(yàn)時(shí)間差分析

對(duì)8組慢速法、快速法的加載時(shí)間、卸載時(shí)間及試驗(yàn)總時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并繪制各檢測(cè)點(diǎn)試驗(yàn)時(shí)間曲線圖（圖4）。從圖4可見(jiàn)，慢速法平均加載時(shí)間在729min，快速法平均加載時(shí)間454min，平均節(jié)省加載時(shí)間37.7%；慢速法卸載時(shí)間為固定時(shí)間210min，快速法平均卸載時(shí)間111min，節(jié)省卸載時(shí)間47.1%；慢速法平均總試驗(yàn)時(shí)間939min，快速法平均總試驗(yàn)時(shí)間564min，平均節(jié)省總試驗(yàn)時(shí)間39.9%。在不影響試驗(yàn)精確度的情況下，無(wú)論從加載時(shí)間、卸載時(shí)間及試驗(yàn)總時(shí)間快速法用時(shí)都大幅減少，提高了平板載荷試驗(yàn)的試驗(yàn)效率。

圖4 各試驗(yàn)點(diǎn)慢快速法試驗(yàn)時(shí)間圖

3 結(jié)論

慢、快速法試驗(yàn)在試驗(yàn)環(huán)境基本一致的條件下，在不同荷載下曲線性狀基本一致、沉降差異較小，但在試驗(yàn)總時(shí)間上快速法試驗(yàn)較慢速法平均節(jié)省39.9%。由此可知快速法在平板載荷試驗(yàn)中同樣適用，在保證地基承載力特征值取值精確度的同時(shí)，大大提高了地基承載力的檢測(cè)效率。

4 建議

本次試驗(yàn)選擇土層為較常見(jiàn)的黏性土層，試驗(yàn)數(shù)量一般。因此建議為了進(jìn)一步驗(yàn)證快速法的有效性，應(yīng)在不同的土層并加大試驗(yàn)數(shù)量進(jìn)行此類對(duì)比試驗(yàn)，積累更多工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保工程質(zhì)量安全的情況下推廣使用快速法。