地基土載荷試驗

1、第二節(jié)載荷試驗、概述載荷試驗是一種地基土的原位測試方法，可用于測定承壓板下應 力主要影響范圍內巖土的承載力和變形特性。載荷試驗可分為淺層平 板載荷試驗、深層平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗三種。淺層平板載 荷試驗適用于淺層地基土；深層平板載荷試驗適用于埋深大于3m和 地下水位以上的地基土；螺旋板載荷試驗適用于深層地基土或地下水 位以下的地基土。巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001） 第1022條規(guī)定，載荷試 驗應布置在有代表性的地點，每個場地不宜小于3個點，當場地內巖 土體不均勻時，應適當增加試驗點。淺層平板載荷試驗應布置在基礎 底面標高處。載荷試驗是巖土工程勘察的一個重要勘察手段。本章就

2、載荷試驗的方法、要求、資料整理及成果應用作一介紹。平板載荷試驗平板載荷試驗（PLT）是在一定面積的剛性承壓板上加荷，通過承 壓板向地基土逐級加荷，測定地基土的壓力與變形特性的原位測試方 法。它反映承壓板下1.52.0倍承壓板直徑或寬度范圍內，地基土強 度、變形的綜合性狀。平板載荷試驗可用于以下目的：1）確定地基土承載力的特征值，為評定地基土的承載力提供依 據(jù)。2）確定地基土的變形模量（排水或不排水）。3）估算地基土的不排水抗剪強度。4）確定地基土基床反力系數(shù)。5）估算地基土的固結系數(shù)。平板載荷試驗分為淺層載荷試驗和深層載荷試驗，適用于各種地 基土，特別適用于各種填土及含碎石的土。平板載荷試驗反

3、映承壓板下不超過2倍承壓板寬度（或直徑）范 圍內地基土的特性，如在這影響范圍內地基土為非均質土時，試驗結果為一綜合性狀，給試驗數(shù)據(jù)的分析造成一定的困難。（一）平板載荷試驗的基本理論及常規(guī)技術要求1. 平板載荷試驗基本理論典型的平板載荷試驗ps曲線（P為施加于承壓板上的壓力）；s 為在相應壓力下的沉降）可分為3個階段（見圖7-1）1.直線變形階段：當壓力小于臨塑荷載Py （比例極限壓力），PS成直線關系。U剪切階段：當壓力大于Py、小于極限壓力P u,PS關系曲線由直線變?yōu)榍€。川破壞階段：當壓力大于Pu，沉降急劇增加。對于直線變形階段，可以用彈性理論來分析壓力與變形的關系。平板載荷試驗的技術要

4、求1）平板所示。載荷試驗的常用裝置如圖7-2所示2）承壓板尺寸。承壓板尺寸對評定承載力影響一般不大。對于 含碎石的土，承壓板寬度應為最大碎石直徑的1020倍；對于不均勻的土層，承 壓板面積不宜小于0.5m2。一般情況下，宜用面積為0.250.5m 2的承 壓板。3）承壓板埋深對評定承載力有影響，一般要求承壓板埋深等于 零（要求荷載施加在半無限空間的表面），即承壓板在基坑底面時， 試坑寬度應等于或大于承壓板寬度的3倍。在個別情況下，為了挖掘 地基土承載力的潛力，可模擬實際基礎的埋深進行有一定埋深的嵌入式載荷試驗4）加荷方式。分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法（常規(guī)慢速法）。 分級加荷按等荷載增量均衡施加

5、。荷載增量一般取預估試驗土層極限 荷載的10%20%，或臨塑荷載的20%25%。每一級荷載，自加荷開始按時間間隔，10、10、10、15、15 min,以后每隔30min 觀測一 次承壓板沉降，直至在連續(xù)2 h降量不超過0.1mm/h,或連續(xù)1h內每 30mi n沉降不超過0.05mm ，即可施加下一級荷載。分級維持荷載 沉降非穩(wěn)定法（快速法）。分級加荷與慢速法同，但每一級荷載按間 隔15min觀察一次沉降。每級荷載維持，即可施加下一級荷載。等 沉降速率法。控制承壓板以一定的沉降速率沉降，測讀與沉降相對應 的所施加的荷載，直至試驗達破壞狀態(tài)。5）試驗結束條件。一般應盡可能進行到試驗土層達到破壞

6、階段， 然后終止試驗。當出現(xiàn)下列情況之一時，可認為已達破壞階段：在某級荷載作 用下，24h沉降速率不能達到相對穩(wěn)定標準；承壓板周圍出現(xiàn)明顯側向擠出，周邊 巖土出現(xiàn)明顯隆起或徑向裂縫持續(xù)發(fā)展；相對沉降（s/b）超過0.060.08圖7-2平板載荷試驗的常用裝置（二）淺層平板載荷試驗要點巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）規(guī)定淺層平板荷載試驗 的要點為：1）地基土淺層平板荷載試驗可適用于淺部地基土層的承壓板下 應力主要影響范 圍內的承載力。承壓板面積不應小于0.25m 2 ,對于軟 土不應小于0.5m。2）試驗基坑深度不應小于承壓板寬度或直徑的3倍。應保持試驗 土層的原狀結構和天然濕度。宜

7、在擬試壓表面用粗砂或中砂找平，其 厚度不超過20mm3）加荷分級不應少于8級。最大加載量不應小于設計要求的2 倍。4）每級加載后，按間隔10、10、10、15、15 min,以后每隔30mi 測讀一次沉降量，當在連續(xù)內2h沉降量小于0.1mm/h時，則認為已 穩(wěn)定，可加下一級荷載。5）當出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載：承壓板周圍的土 明顯地側向擠出；（沉降急劇增大，荷載沉降（ps）曲線出現(xiàn)陡降 段；在某一級荷載下，24h內沉降速率不能達到穩(wěn)定；當沉降量 與承壓板或直徑之比大于或等于0.06。當滿足前三種情況之一時，其對應的前一級荷載定為極限荷載。（三）深層平板載荷試驗的要點巖 土工程 勘察

8、規(guī)范 （GB50021-2001）規(guī) 定 深層 平板 載荷 試 驗要點為：1）深層平板載荷試驗可適用于確定深部地基土層及大直徑樁樁端 土層在承壓板下應力主要影響范圍內的承載力。2）深 層平板載 荷試驗的 承壓板 采用 直徑 為 0.8m 的 剛性 板，緊靠 承壓板 周圍 外側 的土 層 高度 應不 少于 0.8m3）加 荷等級可按預估極限承載力的 1/101/15 分級施加，以 后為 每隔。4）每 級 加 荷 后 ， 第 一 個 小 時 內 按 間 隔 10、 10 、 10、 15 、 15 min, 以后每隔 30mi 測讀一次沉降。當在連續(xù) 2h 內沉降量小于 0.1mm/h 時， 則認

9、為已趨穩(wěn)定，可加下一級荷載。5）當出現(xiàn)下列情況之一時，可終止加載：沉降s急劇增大， 荷載-沉降（pS）曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且沉降量超過 0.04d（d 為承壓板直徑）; 在某 荷載下， 24h 內沉降速率不能達到穩(wěn) 定；本級沉降量大于前一級沉降量的5倍；當持力層土層堅硬， 沉降量很小時， 最大加載量不小于設計要求的 2倍。（四）試驗資料的整理1 相 對 穩(wěn) 定 法 試 驗（1） 根據(jù)原始記錄繪制 ps 和 st 曲線圖。（2）修正沉降觀測值s。和ps曲線斜率C。so和C的求法有圖 解法和 最小 二乘 法 圖解法。在ps曲線草圖上找出 比例界限點，從比例界限點引 一直線，使比例界限

10、前的各點均勻靠近該直線，直線與縱坐標交點的 截距即為so。將直線上任意一點s、p和S。代入下 式求得C值：S=so + Cp （7-1） 最小二乘法。 計算式如下：比+（7-2 3）解上兩式得式中N 加荷次數(shù)So 教正值，cmp 單位面積壓力,kpas'彳級荷載下的原始沉降，cmC 斜率求得So和C值后，按下述方法修正沉降觀測值，對于比例界限以 前各點，根據(jù)C、P值按s=Cp計算；對于比例界限以后各點，則按 S=S '-So計算。根據(jù)p和修正后的S值繪制ps曲線。2. 快速試驗法根據(jù)試驗記錄按外推法推算各級荷載下，沉降速率達到相對穩(wěn)定 標準時所需的時間和沉降量，然后以推算的沉降量繪制pS曲線。各 級荷載下，沉降達到相對穩(wěn)定標準時所需時間和沉降量可按下式計幾三毎+ 1)N工珂嗆十1)工襯£職時T祛hu/訶-送噸"】於式中 z 第幵級葩較下沉降達到機對穩(wěn)定標準時所需的忖間耐nJ節(jié)的倍數(shù)時，町増人為30的倩數(shù);5第桿級荷號F沉降達到柑対樓泄柿準時的沉降品* em4；.降速率達相對稔定標準的時間增量，r.=60 mdn; 軋一沉降遠年達相對穩(wěn)定標準的沉降增最.gHO.lmm;eFl然對數(shù)的底g第用級荷戯廠尸血關系的腳檢cm； 饑第擇級荷越K s-. |nf關系的斜率為了使快速