现场静载荷试验的探讨

现场静载荷试验的探讨静载荷试验对于确定地基土承载力和变形指标，是最直接有效的方法。特别是对于碎石类填土的地基，由于其受堆填材料颗粒级配、堆填方法和堆填时间的影响，其承载性能和变形性能尤为复杂，而现行的其它原位测试方法和土工试验方法难以实施且无成熟经验对比。因此静载荷试验就成为唯一可靠的方法，本文通过一项工程实例，对静载荷试验作初步探讨。一、工程概况浙江上虞市松厦镇一位居民拟集资联建房屋，共20栋，3~4层，砖混结构。拟建场址位于长300m、宽20m的东西走向条带状地段内。场地原为一条废弃的河道，河沟深4～5m，后被分层压实回填至现在地面标高，堆填时间3年左右，回填材料为中至微风化凝灰岩类碎石，碎石粒径20mm～400mm不等，工程拟采用填土层作为基础持力层，设计要求地基土承载力不小于85Kpa。为了检测填土层能否作为基础持力层。对该场地均匀分布地进行了四个静载荷试验点。二、静载荷试验方法及成果试验按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）标准，使用平板结构反力架，用堆载方法并分级加载进行试验，承压板采用1.0m2（1m×1m）加筋钢板。试验确定最大加载荷载为170KN，第一级加载为最大荷载1/5，即34KN，以后各级加载为试验最大荷载的1/10,即17KN。当在连续两小时内每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。最后一级荷载仍以此为稳定标准。三、静载荷试验成果分析从试验所得数据看，在最大加载为170KN压力范围内，地基土仍处于线性变形阶段内，未出现比例界限点和极限荷载点（无拐点）。按GB50007—2002规定，未出现明显拐点时，当承压板面积为0.25～0.50m2时，取s/b=0.01～0.015(s-沉降量，b-承压板宽度)所对应的荷载作为地基土承载力特征值，但其值不应大于最大加载量的一半，而当承压板面积大于0.50m2时，如何取值规范未作规定。《土力学与基础工程》（同济大学高大钊主编中国建筑工业出版社出版）中指出，当P-S曲线无拐点时，可按s/b在0.01～0.02范围内取值，具体取值由经验确定。从理论上分析，如果静载荷试验能达到实际基础宽度，则在沉降范围内所对应的压力值即可确定为基地土承载力值。如本例中当试验荷载为170KN时，最大沉降量为37.27mm，沉降差小于0.003，则地基土承载力特征值完全可取到170Kpa，考虑到载荷试验承压板尺寸远小于基础的实际尺寸。因此应对载荷试验结果进行一定折减，折减程度应依据承压板尺寸与基础实际尺寸差异而定，差异大时折减大，差异小时折减小。具体折减程度应由经验确定。本例中承压板面积为1m2，在静载荷试验中承压板面积应算比较大，亦即更接近实际基础底面积。因此再取s/b为0.01则太偏保守。如可按《土力学与基础工程》指出的s/b在0.01～0.02范围取值，取其中间值0.015，则从P-S曲线中求得1#~4#点处地基承载力特征值分别为133Kpa，107.2Kpa，112.3Kpa，100.1Kpa，平均值为113Kpa。比按s/b取0.01时求得的承载力特征值提高29%。虽然本工程载荷试验报告提供的填土层地基承载力特征值为85Kpa，满足了设计要求，但作者认为这个结论偏于保守，地基承载力大有潜力可挖，这也验证了《简明岩土工程勘察设计手册》（林宗元主编中国建筑工业出版社出版）指出的：静载荷试验结果偏于安全。四、结论1.通过载荷试验，验证了碎土类填土地基在保证分层压实的质量和堆填一定时间后完全可以作为基础持力层。2.由于载荷试验尺寸与实际基础尺寸存在一定的差距，如何通过载荷试验曲线来确定地基土承载力很大程度取决于当地经验和建筑物允许变形值。因此作者建议：通过本工程建筑沉降观测资料，结合载荷试验成果，总结一个合适的s/b取值，为以后同类工程载荷试验提供依据。作者预测：如按地基承载力85Kpa设计基础，本工程房屋建成后，建筑物沉降将很小或远小于允许变形值，并且同类型地基可以作为7层以下一般工业与民用建筑的天然地基。