張 勇 紀(jì)成亮 于生飛

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟(jì)南 250100)

0 引言

載荷試驗在工程勘察中應(yīng)用廣泛，是一種重要的巖土原位測試方法，一般認(rèn)為是各種原位測試中最可靠的方法。淺層平板載荷試驗是在一定面積的承壓板上向淺部地基土逐級施加荷載，測求地基土的壓力與變形特性的原位測試方法，可以反映承壓板下1.5倍～2.0倍承壓板直徑或?qū)挾确秶鷥?nèi)地基土強(qiáng)度、變形的綜合性狀。載荷試驗設(shè)備主要由穩(wěn)壓加荷裝置、反力裝置和沉降觀測裝置組成，常見的反力裝置有堆載、錨定及自反力裝置等。本文通過錨定式反力裝置中的傘型淺層平板載荷試驗裝置對某電廠工程場地的淺層地基土進(jìn)行載荷試驗，并分析研究了地基土的承載力特征值、變形模量、地基基床系數(shù)等參數(shù)，取得了良好的效果。

1 工程概況

1.1 項目背景

某電廠工程位于安徽省西北部的亳州市利辛縣，新建2臺百萬千瓦級超超臨界燃煤機(jī)組。擬建場地位于淮北沖積平原的南緣，淮河中游北岸的一級階地上，地勢平坦開闊。

1.2 場地工程地質(zhì)條件

2 試驗方案

2.1 試驗?zāi)康?/h3>

本試驗的試驗?zāi)康闹饕牵捍_定天然地基土的地基承載力；確定天然地基土的變形參數(shù)；確定地基基床反力系數(shù)。

2.2 試驗方法

試驗分8級～10級加荷，加荷方式采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法(常規(guī)慢速法)。

每級加載后，按間隔10 min,10 min,10 min,15 min,15 min測讀一次沉降，以后為每隔30 min測讀一次沉降量，當(dāng)在連續(xù)2 h每小時的沉降量不大于0.1 mm時，可認(rèn)為沉降已達(dá)相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一級荷載。

當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，可終止試驗：

1)承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出，周邊巖土出現(xiàn)明顯隆起或徑向裂隙持續(xù)發(fā)展；

2)本級荷載的沉降量大于前級荷載沉降量的5倍，荷載與沉降曲線出現(xiàn)明顯陡降；

3)在某級荷載下24 h沉降速率不能到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；

4)總沉降量與承壓板直徑(或?qū)挾?之比超過0.06。

2.3 試驗裝置

本試驗采用的試驗裝置如表1所示。

表1 試驗裝置的設(shè)備明細(xì)表

本工程為粘性土場地，經(jīng)過現(xiàn)場測試，采用地錨提供反力的裝置減少了堆載運輸?shù)墓ぷ髁?，現(xiàn)場地錨安裝簡易，錨定穩(wěn)固可靠。所使用主要儀器參數(shù)如表2所示。

表2 主要設(shè)備參數(shù)表

試驗裝置安裝完畢后如圖1所示。

2.4 試驗概況

按照GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009版)第10.2.2條規(guī)定：“載荷試驗應(yīng)布置在有代表性的地點，每個場地不宜小于3個點，淺層平板載荷試驗應(yīng)布置在基礎(chǔ)底面標(biāo)高處”。本次勘測針對①層粘土進(jìn)行了1組傘型淺層平板載荷試驗，共3個試驗點，詳見表3。

表3 試驗概況

本試驗執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)主要為GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)和GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 p—s曲線

根據(jù)試驗所測得的數(shù)據(jù)，繪制各試驗點的p—s(荷載—沉降)曲線如圖2所示。

3.2 地基承載力特征值的確定

ZH1測點比例界限為160 kPa，最大加載量為400 kPa，因此取承載力特征值160 kPa；

ZH2測點無明顯比例界限，最大加載量為600 kPa，沉降量與載荷板直徑之比s/b=0.01對應(yīng)的承載力為189 kPa，因此取承載力特征值189 kPa；

ZH3測點無明顯比例界限，最大加載量為320 kPa，沉降量與載荷板直徑之比s/b=0.01對應(yīng)的承載力為145 kPa，因此取承載力特征值145 kPa。

試驗結(jié)果如表4所示。

表4 載荷試驗結(jié)果一覽表

4 地基土變形參數(shù)分析

4.1 變形模量

根據(jù)GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)變形模量E0(MPa)可按下式計算：

其中，I0為剛性承壓板的形狀系數(shù)，圓形承壓板取0.785；方形承壓板取0.886；v為土的泊松比，碎石土取0.27，砂土取0.30，粉土取0.35，粉質(zhì)黏土取0.38，黏土取0.42；d為承壓板直徑；p為p—s曲線線性段的壓力，kPa；s為與p對應(yīng)的沉降，mm。綜合上述分析，該場地地基變形模量E0確定如表5所示。

表5 載荷試驗變形模量計算成果表

4.2 基準(zhǔn)基床系數(shù)

根據(jù)GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)10.2.6條：

其中，p為p—s曲線線性段的壓力，kPa；s為與p對應(yīng)的沉降，mm。

綜合上述分析，該場地地基土基準(zhǔn)基床系數(shù)確定如表6所示。

表6 地基土基準(zhǔn)基床系數(shù)計算成果表

5 結(jié)語

本文通過傘型淺層平板載荷試驗裝置對某電廠工程場地的淺層地基土進(jìn)行了淺層平板載荷試驗，并分析研究了地基土的承載力特征值、變形模量、地基基床系數(shù)等參數(shù)，試驗表明：

1)該種試驗裝置輕便可靠，對粘性土場地具有良好的適用性和經(jīng)濟(jì)性；

2)本場地①層粘土的天然地基承載力特征值為165 kPa，變形模量為12.3 MPa，基準(zhǔn)基床系數(shù)為3.4×104kN/m3。