地基承载力-平板载荷试验

（结构所）

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省公路工程试验检测中心有限公司

发布日期：2019年 月 日 实施日期：2019年 月 日

省公路工程试验检测中心有限公司

标准化作业指导书

（结构所）

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主要参加编写人员:

省公路工程试验检测中心有限公司

地基承载力（载荷试验）标准化作业指导书

一、依据的检测标准及技术要求

（1）《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009版）； （2）《建筑地基检测技术规范》（JGJ 340-2015）； （3）《铁路工程地质原位测试规程》（TB 10018-2018）。

二、适用范围

平板载荷试验可分为浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验，其适用范围： 2.1 对于浅层平板载荷试验，适用于浅层地基土；

2.2 对于深层平板载荷试验，适用于深层地基土和大直径桩的桩端土。深层平板载荷试验的试验深度不应小于5m。

三、试验目的

平板载荷试验的目的是测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载力和变形参数。

四、试验原理

平板载荷试验（Plate loading test）是在岩土体原位，在保持土的天然结构、含水率及其应力状态下，用一定尺寸的承压板，在其上逐级施加竖向荷载，同时观测承压板沉降，使用仪器按照规范要求采集数据并得到荷载-沉降（ps）曲线、沉降-时间对数（slgt）曲线等参数，采用一定的方法分析地基土的强度

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与变形特性，求得地基土的承载力和变形模量等力学参数。一般认为，平板载荷试验在各种原位测试中是最为可靠的，并以此作为其他原位测试的对比依据。平板载荷试验示意图见图4.1所示。

1 承载板 2 千斤顶 3 位移传感器 4 加荷平台 5 支撑 6 堆重

图4.1 平板载荷试验示意图

五、仪器设备

本公司采用武汉岩海RS-JYC静载测试仪进行数据采取，各试验设备见表5.1。

表5.1 试验设备一览表

仪器 名称 静载测试仪 位移传感器 压力传感器 型号规格 RS-JYC RSWS-50 ST3000LBⅡERYH QF200T-20 液压千斤顶 QF630T-200 0～6300kN Q108～Q111 量程 ∕ 0～50mm 0～70MPa 0～2000kN 设备编号 Q47-1 Q47-2～Q47-5 Q47-6 Q6 5.1 承压板

平板载荷试验宜采用圆形刚性承压板，承压板材料可用混凝土、钢筋混凝土、钢板、铸铁板等制成，根据土的软硬程度或岩体裂隙密度选用合适的尺寸。

5.1.1 对于浅层平板载荷试验，承压板面积不应小于0.25m2，对软土和粒径

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较大的填土不应小于0.5 m2；

5.1.2 对于深层平板载荷试验，承压板面积宜选用0.5 m2；

5.1.3 对于岩石地基，平板载荷试验的承压板的面积不宜小于0.07 m2； 5.1.4 对于碎石类土，承压板直径或边长应大于碎石或卵石最大直径的10倍。

5.2 加荷系统

加荷系统试一般由液压千斤顶、油泵、压力传感器、高压油管、多通等组成。压力传感器要按计量部门的要求，定期率定方可使用。

5.3 观测系统

桩的沉降测量采用RSWS-50型位移传感器，量程为50mm，精度为0.1%FS，分辨力为0.01mm。

在平板载荷试验中，对荷载量测精度不应低于最大荷载的±1%。 5.4 反力系统

加载反力系统可根据现场条件具体选择，一般选择压重平台反力系统作为试验反力系统。堆载系统能够提供反力总量不得小于最大试验加载量的1.2倍。

六、试验准备

6.1 收集和了解试验信息

检测任务开展前，应对试验现场进行调查，搜集其岩土条件、设计对参数的要求、地区经验等相关信息。

6.2 确认检测数量

平板载荷试验应布置在有代表性的地点，每个场地不宜少于3个，当场地内岩土不均时，应适当增加检测点数。浅层平板载荷试验应布置在基础底面标高处。

6.3制定检测方案

在开展现场检测工作之前，应根据具体检测项目制定检测方案。 6.4 仪器的检查

实施现场检测之前，务必对本次检测所需的检测仪器进行检查、调试。检测用仪器设备必须由法定计量单位定期标定和年检，合格后方可使用。

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七、操作规程

7.1 工程验收检测的平板载荷试验最大加载量不应小于设计承载力特征值的2倍，岩石地基载荷试验最大加载量不应小于设计承载力特征值的3倍；为设计提供依据的载荷试验应加载至极限状态。

7.2 平板载荷试验技术要求

7.2.1 浅层平板载荷试验试坑宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的3倍；

7.2.2 深层平板载荷试验的试井应为圆形，直径宜取0.8m～1.2 m，并有安全防护措施；承压板直径取800mm时，采用厚约300mm的现浇混凝土板或预制的刚性板，可直接在外径为800mm的钢环或钢筋混凝土管柱内浇注；紧靠承压板周围上层高度不应小于承压板直径，以尽量保持半无限体内部的受力状态，避免试验时土的挤出；用立柱与地面的加荷装置连接，亦可利用井壁护圈作为反力，加荷试验时应直接测读承压板的沉降；

7.2.3 试坑或试井底的岩土应避免扰动，保持其原状结构和天然湿度，并在承压板下铺设不超过20mm的砂垫层找平，尽快安装试验设备。

7.3 安装位移传感器

承压板面积大于0.5m2时，应在两个方向对称布置4个位移测量仪表，承压板面积小于等于0.5m2时，可对称布置2个位移测量仪表。各仪表局承压板边缘的距离应一致，宜为25mm-50mm；对于方形板，位移测量点应位于承压板每边中点。

采用两根足够强度的钢管作为基准梁，梁的一端固定在基准桩上，另一端简支于基准桩上。分别用磁性表座将位移传感器固定在基准梁上，并将位移传感器对准设置好的沉降测量点位置以便采集沉降数据。

7.4 加载时，由平放于承压板顶面的千斤顶出力，将反力传递给钢梁、压重平台及配重。若采用多台千斤顶，则千斤顶的合力中心应与反力装置的重心重合，保证合力方向的垂直。

7.5 试验加载方式

平板载荷试验加载方式应采用分级维持荷载沉降相对稳定法（常规慢速法），地基土加荷等级不应少于8级，宜取10～12级。分级荷载应逐级等量加载，如：

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当加载等级取10级时，每级荷载增量为地基土层预估极限承载力的1/10。岩基载荷试验的分级荷载宜为最大试验荷载的1/15。

加载应分级进行，采用逐级等量加载，第一级荷载可取分级加载的2倍。 卸载应分级进行，每级卸载量为分级荷载的2倍，逐级等量卸载；当加载等级为奇数时，第一级卸载量宜取分级荷载的3倍。

每级荷载在维持过程中的变化幅度不得超过分级荷载的±10%。 7.6 加载稳定标准

7.6.1当试验对象为土体时，每级荷载施加后应按第10min、20min、30min、45min、60min测读一次沉降，以后间隔30min测读一次沉降，当连续两个小时每小时沉降量小于等于0.1mm时，可认为沉降已达相对稳定标准，施加下一级荷载；卸载时，每级荷载维持1h，应按第10min、30min、60min测读承压板沉降量；卸载至零后，应测读承压板残余沉降量，维持时间为3h；测读时间为第第10min、30min、60min、120min、180min。

7.6.2 当试验对象是岩体时，每级加荷后立即测读一次沉降，以后每隔10min测读一次，当每半小时内的沉降量不超过0.03mm，并在四次读数中连续出现两次时，可认为沉降已达到相对稳定标准，施加下一级荷载。卸载时每级卸载后，应隔10min测读一次，测读三次后可卸下一级荷载。全部卸载后，当测读0.5h回弹量小于0.01mm时，即可认为稳定，终止试验。

7.7 终止加载条件

当出现下列情况之一时，可终止加载，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：

7.7.1 承压板周边的土明显地侧向挤出，周边岩土出现明显隆起或径向裂缝持续发展；岩基荷载试验的荷载无法保持稳定且逐渐下降；

7.7.2 本级荷载的沉降量大于前级荷载沉降量的5倍，荷载与沉降曲线出现明显陡降；

7.7.3 在本级荷载下24小时沉降速率不能达到相对稳定标准；

7.7.4 浅层平板载荷试验的累计沉降量与承压板直径或宽度之比超过0.06或累计沉降量大于等于150mm；深层平板载荷试验的累计沉降量与承压板直径或宽度之比超过0.04；

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7.7.5 加载至要求的最大试验荷载且承压板沉降达到相对稳定标准。 7.8 原始记录

检测人员认真填写“平板载荷试验现场记录表”，复核人对表格内容进行复核，重点对有否漏、错和不规范之处进行检查，待确认无误后签字，以示负责。返回公司后，将检测所得的数据拷贝到计算机中备档，将“平板载荷试验现场记录表”妥善保存，和正式报告一并存档。

记录原始数据适用的表格为《平板载荷试验记录表》（05-JL/JG-064）。 7.9 环境要求

7.9.1 固定和支撑位移传感器（百分表）的夹具（如磁性表座）及基准梁不得受气温、振动及其他外界因素的影响；当基准梁暴露在阳光下时，应采取遮挡措施；

7.9.2 在野外工地进行测试时若遇雷雨天气，要切断所有设备电源并躲避到安全地方，以确保人身及设备安全。

7.10 仪器使用和归还

检测结束后，现场及时填写仪器使用记录。

检测结束后，及时归还仪器入库，归还前对仪器进行清理，并按照仪器保养计划进行保养。

八、数据处理

8.1 检测数据的整理

对平板载荷试验成果进行分析，应绘制荷载-沉降ps曲线，沉降-时间对数（slgt）曲线等辅助曲线。

8.2 土（岩）地基极限荷载可按下式方法确定：

当出现7.7.1-7.7.3情况时，取前一级荷载值；当出现7.7.5情况时，取最大试验荷载值。

8.3 单个试验点的土（岩）地基承载力特征值的确定应符合下列规定： 8.3.1 当ps曲线有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值； 8.3.2 地基土平板载荷试验，当极限荷载值小于比例界限值的2倍时，取极

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限荷载值的一半；岩基载荷试验，当极限荷载值小于比例界限值的3倍时，取极限荷载值的1/3；

8.3.3 当满足7.7.5情况时，且ps曲线上无法确定比例界限，承载力又未达到极限时，地基土平板载荷试验应取最大试验荷载的一半所对应的荷载值，岩基载荷试验应取最大试验荷载的1/3所对应的荷载值。

8.3.4当按相对变形值确定天然地基及人工地基承载力特征值时，可按表8.1规定的地基变形取值确定，且所取的承载力特征值不应大于最大试验荷载的一半。当地基土性质不确定时，对应变形值宜取0.010b；对有经验的地区，可按当地经验确定对应变形值。

表1 按相对变形值确定天然地基及人工地基承载力特征值

注：s0为与承载力特征值对应的承压板的沉降量；b为承压板的边宽或直径，当b大于2m时，按2m计算。

8.3.5 单位工程的土(岩)地基承载力特征值确定应符合下列规定： 1 同一土层参加统计的试验点不应少于3点，当其极差不超过平均值的30％时，取其平均值作为该土层的地基承载力特征值fak；

2 当极差超过平均值的30％时，应分析原因，结合工程实际判别，可增加试验点数量。

8.3.6 土(岩)载荷试验应给出每个试验点的承载力检测值和单位工程的地基承载力特征值，并应评价单位工程地基承载力特征值是否满足设计要求。

8.4 浅层平板载荷试验的变形模量E0（MPa），可按下式计算：

E0I0(12)pd （8.1） s深层平板载荷试验的变形模量E0（MPa），可按下式计算：

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E0=pd （8.2） s式中：I0—刚性承压板的形状系数，圆形承压板取0.785；方形承压板取0.886；矩形承压板当长宽比l/b＝1.2时，取0．809，当l/b＝2.0时，取0．626，其余可计算求得，但l/b＝不宜大于2；

—土的泊松比（碎石土取0.27，砂土取0.30，粉土取0.35，粉质粘土

取0.38，粘土取0.42）；

； d—承压板直径或边长（m）

p—p-s曲线线性段的压力；

s—与p对应的沉降（mm）；

—与试验深度和土类有关的系数，可按表2选用。

表2 深层载荷试验计算系数

土d/z 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.01 类 碎石土 砂土 粉土 粉质粘土 黏土 0.477 0.469 0.460 0.444 0.435 0.427 0.418 0.489 0.480 0.471 0.454 0.446 0.437 0.429 0.491 0.482 0.474 0.457 0.448 0.439 0.431 0.515 0.506 0.497 0.479 0.470 0.461 0.452 0.524 0.514 0.505 0.487 0.478 0.468 0.459 附注: d/z承压板直径和承压板底面深度之比。

8.5 基准基床系数kv可根据承压板边长为30cm的平板载荷试验，按下式计算：

kvp （8.3） s

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