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1、第二节载荷试验、概述载荷试验是一种地基土的原位测试方法，可用于测定承压板下应 力主要影响范围内岩土的承载力和变形特性。载荷试验可分为浅层平 板载荷试验、深层平板载荷试验和螺旋板载荷试验三种。浅层平板载 荷试验适用于浅层地基土；深层平板载荷试验适用于埋深大于3m和 地下水位以上的地基土；螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水 位以下的地基土。岩土工程勘察规范（GB50021-2001） 第1022条规定，载荷试 验应布置在有代表性的地点，每个场地不宜小于3个点，当场地内岩 土体不均匀时，应适当增加试验点。浅层平板载荷试验应布置在基础 底面标高处。载荷试验是岩土工程勘察的一个重要勘察手段。本章就
2、载荷试验的方法、要求、资料整理及成果应用作一介绍。平板载荷试验平板载荷试验（PLT）是在一定面积的刚性承压板上加荷，通过承 压板向地基土逐级加荷，测定地基土的压力与变形特性的原位测试方 法。它反映承压板下1.52.0倍承压板直径或宽度范围内，地基土强 度、变形的综合性状。平板载荷试验可用于以下目的：1）确定地基土承载力的特征值，为评定地基土的承载力提供依 据。2）确定地基土的变形模量（排水或不排水）。3）估算地基土的不排水抗剪强度。4）确定地基土基床反力系数。5）估算地基土的固结系数。平板载荷试验分为浅层载荷试验和深层载荷试验，适用于各种地 基土，特别适用于各种填土及含碎石的土。平板载荷试验反
3、映承压板下不超过2倍承压板宽度（或直径）范 围内地基土的特性，如在这影响范围内地基土为非均质土时，试验结果为一综合性状，给试验数据的分析造成一定的困难。（一）平板载荷试验的基本理论及常规技术要求1. 平板载荷试验基本理论典型的平板载荷试验ps曲线（P为施加于承压板上的压力）；s 为在相应压力下的沉降）可分为3个阶段（见图7-1）1.直线变形阶段：当压力小于临塑荷载Py （比例极限压力），PS成直线关系。U剪切阶段：当压力大于Py、小于极限压力P u,PS关系曲线由直线变为曲线。川破坏阶段：当压力大于Pu，沉降急剧增加。对于直线变形阶段，可以用弹性理论来分析压力与变形的关系。平板载荷试验的技术要
4、求1）平板所示。载荷试验的常用装置如图7-2所示2）承压板尺寸。承压板尺寸对评定承载力影响一般不大。对于 含碎石的土，承压板宽度应为最大碎石直径的1020倍；对于不均匀的土层，承 压板面积不宜小于0.5m2。一般情况下，宜用面积为0.250.5m 2的承 压板。3）承压板埋深对评定承载力有影响，一般要求承压板埋深等于 零（要求荷载施加在半无限空间的表面），即承压板在基坑底面时， 试坑宽度应等于或大于承压板宽度的3倍。在个别情况下，为了挖掘 地基土承载力的潜力，可模拟实际基础的埋深进行有一定埋深的嵌入式载荷试验4）加荷方式。分级维持荷载沉降相对稳定法（常规慢速法）。 分级加荷按等荷载增量均衡施加
5、。荷载增量一般取预估试验土层极限 荷载的10%20%，或临塑荷载的20%25%。每一级荷载，自加荷开始按时间间隔，10、10、10、15、15 min,以后每隔30min 观测一 次承压板沉降，直至在连续2 h降量不超过0.1mm/h,或连续1h内每 30mi n沉降不超过0.05mm ，即可施加下一级荷载。分级维持荷载 沉降非稳定法（快速法）。分级加荷与慢速法同，但每一级荷载按间 隔15min观察一次沉降。每级荷载维持，即可施加下一级荷载。等 沉降速率法。控制承压板以一定的沉降速率沉降，测读与沉降相对应 的所施加的荷载，直至试验达破坏状态。5）试验结束条件。一般应尽可能进行到试验土层达到破坏
6、阶段， 然后终止试验。当出现下列情况之一时，可认为已达破坏阶段：在某级荷载作 用下，24h沉降速率不能达到相对稳定标准；承压板周围出现明显侧向挤出，周边 岩土出现明显隆起或径向裂缝持续发展；相对沉降（s/b）超过0.060.08图7-2平板载荷试验的常用装置（二）浅层平板载荷试验要点岩土工程勘察规范（GB50021-2001）规定浅层平板荷载试验 的要点为：1）地基土浅层平板荷载试验可适用于浅部地基土层的承压板下 应力主要影响范 围内的承载力。承压板面积不应小于0.25m 2 ,对于软 土不应小于0.5m。2）试验基坑深度不应小于承压板宽度或直径的3倍。应保持试验 土层的原状结构和天然湿度。宜
7、在拟试压表面用粗砂或中砂找平，其 厚度不超过20mm3）加荷分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计要求的2 倍。4）每级加载后，按间隔10、10、10、15、15 min,以后每隔30mi 测读一次沉降量，当在连续内2h沉降量小于0.1mm/h时，则认为已 稳定，可加下一级荷载。5）当出现下列情况之一时，即可终止加载：承压板周围的土 明显地侧向挤出；（沉降急剧增大，荷载沉降（ps）曲线出现陡降 段；在某一级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定；当沉降量 与承压板或直径之比大于或等于0.06。当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。（三）深层平板载荷试验的要点岩 土工程 勘察
8、规范 （GB50021-2001）规 定 深层 平板 载荷 试 验要点为：1）深层平板载荷试验可适用于确定深部地基土层及大直径桩桩端 土层在承压板下应力主要影响范围内的承载力。2）深 层平板载 荷试验的 承压板 采用 直径 为 0.8m 的 刚性 板，紧靠 承压板 周围 外侧 的土 层 高度 应不 少于 0.8m3）加 荷等级可按预估极限承载力的 1/101/15 分级施加，以 后为 每隔。4）每 级 加 荷 后 ， 第 一 个 小 时 内 按 间 隔 10、 10 、 10、 15 、 15 min, 以后每隔 30mi 测读一次沉降。当在连续 2h 内沉降量小于 0.1mm/h 时， 则认
9、为已趋稳定，可加下一级荷载。5）当出现下列情况之一时，可终止加载：沉降s急剧增大， 荷载-沉降（pS）曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且沉降量超过 0.04d（d 为承压板直径）; 在某 荷载下， 24h 内沉降速率不能达到稳 定；本级沉降量大于前一级沉降量的5倍；当持力层土层坚硬， 沉降量很小时， 最大加载量不小于设计要求的 2倍。（四）试验资料的整理1 相 对 稳 定 法 试 验（1） 根据原始记录绘制 ps 和 st 曲线图。（2）修正沉降观测值s。和ps曲线斜率C。so和C的求法有图 解法和 最小 二乘 法 图解法。在ps曲线草图上找出 比例界限点，从比例界限点引 一直线，使比例界限
10、前的各点均匀靠近该直线，直线与纵坐标交点的 截距即为so。将直线上任意一点s、p和S。代入下 式求得C值：S=so + Cp （7-1） 最小二乘法。 计算式如下：比+（7-2 3）解上两式得式中N 加荷次数So 教正值，cmp 单位面积压力,kpas彳级荷载下的原始沉降，cmC 斜率求得So和C值后，按下述方法修正沉降观测值，对于比例界限以 前各点，根据C、P值按s=Cp计算；对于比例界限以后各点，则按 S=S -So计算。根据p和修正后的S值绘制ps曲线。2. 快速试验法根据试验记录按外推法推算各级荷载下，沉降速率达到相对稳定 标准时所需的时间和沉降量，然后以推算的沉降量绘制pS曲线。各
11、级荷载下，沉降达到相对稳定标准时所需时间和沉降量可按下式计几三毎+ 1)N工珂呛十1)工衬职时T祛hu/诃-送吨】於式中 z 第幵级葩较下沉降达到机对稳定标准时所需的忖间耐nJ节的倍数时，町増人为30的倩数;5第杆级荷號F沉降达到柑対楼泄柿准时的沉降品* em4；.降速率达相对稔定标准的时间增量，r.=60 mdn; 轧一沉降遠年达相对稳定标准的沉降增最.gHO.lmm;eFl然对数的底g第用级荷戯厂尸血关系的脚检cm； 饥第择级荷越K s-. |nf关系的斜率为了使快速法的成果与相对稳定法取得一致，必须从施加第二级 荷载开始，从沉降观测值中扣除以前各级沉降未稳定而产生的剩余沉 降的影响。剩余沉降量的计算公式如下：式中曲 域第斥级荷菠第i次观测就中战抓除的测余沉隧虽，cmk第冑级前的荷载级数、Jt=l( 2t -41；Ar-沉降观测的吋河何隔.min；N毎级荷伐卜沉降观测的次数n一荷载级数匕图表i
