平板载荷试验解题思路
浅谈平板载荷试验测定地基承载力方法
浅谈平板载荷试验测定地基承载力方法引言在岩土工程勘察中,原位测试是十分重要的手段,在探测地层分布,测定岩土特性,确定地基承载力方面,有突出的优点,原位测试结果的应用,应以地区经验的积累为依据。
一般认为,现场平板载荷试验是取得基础土壤工程力学特性的最好、最直接的方法。
国内外工程设计人员在此方面已作了大量的试验研究工作，如美国的卡尔·太沙基、俄罗斯的普列斯·崔托维奇、中国的原冶金部等都对静力载荷试验作了大量研究，后者还制定了试验规程。
但由于各地地质情况不同，结构物的类型、尺寸不同，故所用承压板的大小不同，试验结果也就不尽相同。
1 平板载荷试验平板载荷试验是模拟建筑物基础地基土受荷条件的一种测试方法。
在保持地基土的天然状态下，在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基土的变形特性。
测试所反映的是承压板以下大约1.5～2倍承压板宽深度内土层的应力--应变关系，比较直观地反映地基土的变形特性。
用以评定地基土的承载力，计算地基土的变形模量并预估建筑基础的沉降量。
1．1 试验准备平板载荷试验通常在试坑中进行。
试坑底的宽度应不小于承压板宽度(或直径)的3倍，以消除侧向土自重引起的超载影响。
为了保持测试时地基土的天然湿度与原状结构，在坑底顶留20--30cm厚的原土层，试验前再挖去，并在坑底铺设2 cm厚的砂垫层，放入载荷板。
1．2试验设备(1)承压板承压板要有足够的刚度，一般为特制厚钢板。
在加荷过程中要求承压板变形小，而且中心和边缘不能产生弯曲和翘起。
承压板为板厚2cm、边长1.0 m的方形钢板。
(2)加荷装置加荷装置包括油压千斤顶、荷重传感器、载荷平台。
加荷方式为堆载法。
堆载法是在载荷平台(如钢梁)上放置预制混凝土块（0.8m×1.0m×2.0m）；此法笨重，劳动强度大，加荷不便，其优点是荷载稳定。
采用油压千斤顶加压，必须注意以下问题：①千斤顶及衬垫物必须保持垂直，以免加压时千斤顶倾倒发生事故并影响测试数据的准确性。
深层平板载荷试验方法
深层平板载荷试验方法文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）深层平板载荷试验方案一、工程、场地地层简介及试验概述1、工程概况1.1“xx”项目（酒店核心组团）产地位xx市，拟建场地东侧紧邻曼景法村民小组，东南侧与新建的民族博物馆相望，南侧紧邻雨林大道，北侧紧邻规划曼弄枫大道（3号路），西侧紧邻勐泐大道环道。
本项目规划用地面积158667m2，约238亩，总建筑面积约41万平方米，拟建项目主要包括酒店核心组团、售楼部及大剧院部分。
酒店核心组团部分，拟建建筑为6栋13～16层的高层建筑，建筑高度为39～55.5m，20栋3层的豪华公寓，1栋公共大堂及1栋SPA大堂，总建筑面积约20万平方米，拟建6栋高层建筑为剪力墙结构，其余为框架结构，基础型式预计采用桩基础及柱下独立基础或柱下条形基础。
2、试验场地的工程地质条件根据“xx”项目（酒店核心组团）岩土工程详细勘察报告，按岩土层分类原则将场地内各层土自上而下划分为7个主层，5个亚层，描述如下：2.1、第四系人工堆积（Q ml）层①层—耕土：黑灰色，成分以粘性土为主，局部含大量植物根茎，结构松散，湿，强度低且不均匀，欠固结土。
场地大部分钻孔揭露，揭露层厚0.40～0.80m，平均层厚为0.52m。
①层—人工填土：褐红色，褐灰色，成分以粘性土为主，局部含碎石及角砾，稍1湿，结构松散，未经压实处理欠固结，填筑年限约3~5年，人工堆积而成。
场地局部地段揭露，揭露层厚0.50~6.10m，平均层厚为2.48m。
2.2、第四系冲、洪积（Q al+pl）层②层——粘土：褐黄夹灰白、褐黄夹浅兰灰色，稍湿，坚硬状态，局部呈硬塑状态，韧性及干强度中等，土质均匀性一般，具中压缩性。
该层为膨胀土，自由膨胀率δ介于ef33.0~86.0%之间，具弱~中膨胀潜势。
场地均有揭露，揭露层厚0.5~7.5m，平均层厚为4.24m。
层——粘土：褐黄、褐灰色，稍湿，硬塑状态，韧性及刚强度中等，土质均匀性②1一般，具中压缩性。
K30平板载荷试验作业指导书
K 30平板载荷试验作业指导书一、试验目的和适用条件K 30平板载荷试验是用直径为30cm 的荷载板测定下沉量为1. 25mm 地基系数的试验方法。
地基系数是指以某一下沉量除与其相对应的荷载强度所得出的值。
计量单位为MPa/m 。
K 30作为一种抗力指标，能够直观地表征路基刚度和承载能力，物理意义明确，与传统的物理指标相比具有明显的优越性，因此，从20世纪70年代以来，肠试验被广泛应用于铁路、公路、机场等工程的地基检测。
1867年，捷克工程师文克勒(E. winkler)在研究铁路路基上部结构时提出对弹性地基的假定：地基上任何点的沉降取决于作用在该点上所受的力，而与邻近的压力无关。
用公式表达，即：S K n •=σ 9-37 式中：σ：基底压力；S ：沉降量；K n：比例常数，即地基系数(或地基反力系数)；n：荷载板直径，常用的有30cm,60cm或75cm。
文克勒假定适用地基压缩层为很薄的情况，即地基压缩层与受力面积尺寸相比为一个很薄的“垫层”时，计算变形才能符合实际情况。
在铁路路基施工时每层摊铺厚度为30～60cm，因此，可以近似地认为符合文克勒假定。
这就是K30平板载荷试验用于路基压实质量检测的理论基础。
K30平板载荷试验使用于填料最大粒径不大于载荷板直径1/4的各类土、土石混合填料及级配碎石填料。
试验时，场地及环境条件等应符合以下要求：(1)对于水分挥发快的均粒砂，表面结硬壳、软化或因其他原因表层扰动的土，平板荷载仪应置于扰动带以下(下挖深度限定在荷载板直径D的范围内)。
(2)对于粗、细粒均质土，宜在压实后2~4小时内开始进行。
(3)测试面必须是平整无坑洞的地面。
对于粗粒土或混合料造成的表面凹凸不平，应铺设一层2-3mrn的干燥中砂或石膏腻子。
此外，测试面必须远离震源，以保持测试精度。
(4)雨天或风力大于6级的天气，不得进行试验。
二、试验所需主要仪器设备和器具平板载荷仪由载荷板、加荷装置、下沉量测定装置及其他辅助设备组成。
浅谈平板载荷试验测定方法
浅谈平板载荷试验测定方法摘要：浅层平板载荷试验在浅层地基层的土基检测中应用非常广泛，且同时具有直观、直接、准确的特点，然而实际工程检测中，不乏一些影响试验成果精准的因素存在，需要我们在实践中高度重视。
文中笔者结合以往实践经验总结了若干常见的影响因素，进行分析探讨，以便浅层平板载荷试验能在日后工作中发挥更重要的作用。
关键词：载荷试验；影响因素；地基承载力；方法前言：平板载荷试验是在一定尺寸平板上进行通过施加一定的荷载，来观察各级荷载作用下所反应的沉降，并根据荷载—沉降之间的关系曲线来确定地基的允许承载力，计算土的变形模量，研究土的压力与变形特征的原位测试方法，被广泛的应用在处理后地基和检验天然地基的承载力上，具有直观、直接、准确的特点，但同时由于其受承压板尺寸的原因、人为原因、场地限制等影响，导致其适应性受到了限制。
在实际工程的检测当中，有些试验分析结果出现了错误，有些所选取的承压板不合规格等。
1.复合地基概述1．1 概念及分类复合地基是在天然地基中设置一定比例的增强体，由原地基土和增强体共同承担上部结构荷载的一种人工地基。
根据天然地基中增强体设置方向的不同，复合地基分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基(即桩体复合地基)两大类，我们通常所说的复合地基多指竖向增强体复合地基。
根据桩体材料的不同，竖向增强体复合地基又可分为散体材料桩(如砂桩、碎石桩等)复合地基和胶结材料桩(水泥土桩、旋喷桩、CFG 桩等)复合地基;根据桩身强度的不同，竖向增强体复合地基又可分为柔性桩复合地基、半刚性桩复合地基、刚性桩复合地基。
1．2 复合地基形成条件（1）增强体与原地基土是否能够形成“复合地基”，关键在于两者能够协调变形、共同承载。
中竖向增强体未穿透软土，在上部荷载作用下，其竖向增强体若为柔性桩，则桩体将发生鼓胀使得桩间土与桩体始终能够保持共同承载，可形成复合地基;其竖向增强体若为刚性桩，由于桩体未贯穿软土，桩身与桩间土协调变形，亦可形成复合地基。
静力载荷试验
• (4)加荷(压)。安装完毕，即可分级加荷。
测试的第一级荷载，应将设备的重量计入， 且宜接近所卸除土的自重(相应的沉降量不 计)。以后每级荷载增量，一般取预估测试 土层极限压力的1/8～1/10。当不宜预估其 极限压力时，对较松软的土，每级荷载增 量可采用10～25kPa；对较坚硬的土，采用 50kPa；对硬土及软质岩石，采用100kPa。
• (7)如达不到极限荷载，则最大压力应达到
预期设计压力的两倍或超过第一拐点至少 三级荷载。 • (8)当需要卸荷观测回弹时，每级卸荷量可 为加荷量的2倍，历时1h，每隔15min观测 一次。荷载完全卸除后，继续观测3h。
二、静力载荷试验成果整理及其应 用
• (一)静力载荷测试成果——压力－沉降量关
二、静力触探试验要点和试验成果 整理
• • (一)静力触探试验要点 • (1)率定探头，求出地层阻力和仪表读数之间的关系，以
• • •
得到探头率定系数，一般在室内进行。新探头或使用一个 月后的探头都应及时进行率定。 (2)现场测试前应先平整场地，放平压入主机，以便使探 头与地面垂直；下好地锚，以便固定压入主机。 (3)将电缆线穿入探杆，接通电路，调整好仪器。 (4)边贯入，边测记，贯入速率控制在1~2cm/s。此外，孔 压触探还可进行超孔隙水压力消散试验，即在某一土层停 止触探，记录触探时所产生的超孔隙水压力随时间变化 (减小)情况，以求得土层固结系数等。
• (2)为了保持测试时地基土的天然湿度与原状结构，
• •
•
应做到以下几点： ①测试之前，应在坑底预留20～30cm厚的原土层， 待测试将开始时再挖去，并立即放入载荷板。 ②对软粘土或饱和的松散砂，在承压板周围应预 留20～30cm厚的原土作为保护层。 ③在试坑底在坑底铺设2cm厚的砂垫 层，再放下承压板等，待水位恢复后进行试验。
平板载荷试验
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主要内容
一、概述 二、试验设备与方法 三、基本测试原理 四、试验资料整理与应用 五、其它类型载荷试验
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一、概述
1、载荷试验：
载荷试验（Plate Load Test，简称PLT）是在现场对一个刚 性承压板逐级加荷，测定天然地基、单桩或复合地基的沉 降随荷载的变化，借以确定它们承载能力的原位测试方法。
（3）p-S曲线的绘制
A B
C
千分表 37
四、试验资料的整理与应用
2、设备的调试与注意事项
（1）尽量避免测试面土体受到扰动，否则土性会发生变化，影响测 试精度。 （2）安装过程要精心，确保承压板、反力系统和加荷系统的传力重 心在一条垂线或直线上，各部件连接牢固，但地基土不能受到预压。 （3）安装量测系统时，变形观测的基准点要稳定可靠，不受荷载板 沉降的影响。除承压板量测的百分表外，还应在其两侧地面设置地面升 降观测点。 （4）设备安装好后，要进行初步调试，使各部分处于最佳工作状态。
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二、试验设备与方法
1、承压板类型及尺寸： （2）承压板的尺寸： 对于浅层平板载荷试验，承压板尺寸不应小于0.25m2。 对均质密实的土，可采用0.1m2。 对软土和人工填土，不应小于0.5m2，可以更大一些。 对于深层平板载荷试验，宜选用0.5m2或直径80cm。 对于岩石地基，承压板面积可用0.07～0.1m2。 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。
千分表 32
三、基本测试原理
（二）载荷试验的影响因素：
（6）承压板的尺寸效应 承压板的尺寸一般较小，其影响深度也是有限的。一般 认为，平板载荷试验只能反映2倍压板宽度的深度以内的土 性。所以，压板试验的压板尺寸也不宜过小。特别是当场 地内含有软弱下卧层时。 由试验得出的p~s曲线具有模型试验的特征，决不能代表 基础的荷载与沉降之间的关系，所求得的变形模量也决不 能盲目地用于整个压缩层。
平板载荷试验
平板载荷试验1.1.1平板载荷试验适用条件平板载荷试验可分为浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验和岩基载荷试验。
（1）浅层平板载荷试验适用于浅部地基土承压板下应力主要影响范围内承载力的确定。
这里所说板下应力主要影响范围与承压板直径或宽度有关，一般可认为其影响深度在3m内，且在地下水位上。
（2）深层平板载荷试验适用于深部土层（包括软岩、极软岩）及大直径桩端土层在承压板下应力主要影响范围内承载力的确定。
所谓深部一般是指埋深等于或大于3m,且在地下水位以下。
（3）岩基载荷试验适用于不同深度的完整、较完整、较破碎基岩作为天然地基或桩基础持力层时承载力的确定。
1.1.2基本理论（1）一般地基土承载力设计的取值接近于比例界限。
因此浅层平板载荷试验可按刚性平板作用于均质土各向同性半无限弹性介质表面，由弹性理论可得2 EI(1)00 P d sE—载荷试验的变形模量（无侧限）（kpa）；I—刚性承压板形状系数，圆形板取0.785；方形板取0.886；—土的泊松比：碎石土取0.27，砂土取0.30，粉土取0.35，粉质黏土取0.38，黏土取0.42，不排水饱和粘性土取0.50；d—承压板直径或边长（m）；p—p—s曲线线性段承压板下单位面积的压力（kpa）；s—与p对应的沉降量(mm)。
（2）对于深层平板载荷试验，可按刚性圆形压板作用于均质土各向同性半无限弹性介质内部，由弹性理论可得式E0P d s—与试验深度和土类有关的系数。
深度载荷试验计算系数的取值土类碎石土砂土粉土粉质黏土黏土d/z0.300.4770.4890.4910.5150.5240.250.4690.4800.4820.5060.5140.200.4600.4710.4740.4970.5050.150.4440.4540.4570.4790.4870.100.4350.4460.4480.4700.4780.50.4270.4370.4390.4610.4680.10.4180.4290.4310.4520.4591.1.3国内平板载荷试验主要技术标准要点国内平板载荷试验主要技术标准要点国家标准行业标准标准名称《岩土工程勘察规范》<建筑地基基础设计规范》《岩土静力载荷试验规程》要点（GB50021-2001）（GB50007-2002）（YS5118-2000）土基：1.浅层平板载荷试验不应小于土基：1.同（GB50021-2001）土基：1.同（GB50021-2001）0.31m2,对软土和颗粒径较大的填土2,对软土和颗粒径较大的填土0.26深层平板载荷试验，选2.在坚硬黏性土中试验时承压板面用直径为0.8m刚性板。
平板载荷试验
载荷试验
慢速法的试验资料整理 绘制p-s曲线 p-s曲线的修正 绘制s-lgt曲线和1g p-lg s曲线
确定比例界限压力（p0）
确定极限界限压力（pu）
1 载荷试验
（1）图解法 适用于开始的一些 观测点（p，s）基本在 一条直线上。将p-s曲线 上的各点同时沿s（沉降 ）坐标平移s0，使p-s曲 线的直线段通过原点。
1．试样内应变场比较均匀； 2．可以控制应变速率 反映取样点上，在室内控制条件下的特性
周期较长，效率较低
载荷试验
载荷试验（P1ate Load Test，简称PLT）：
是在现场通过一定面积的刚性承压板向地基逐 级施加荷载，测定天然地基、单桩或复合地基的沉 降随荷载的变化，借以确定地基土的承载能力和变 形特征的现场试验。
承压板的形状有圆形和方形的两种，也有根据试验 的具体要求采用矩形承压板。
载荷试验
承压板的尺寸要与实际基础接近则难于达到，因为承压 板的面积太大，对设备的质量要求也越高；而承压板面积过 小，则影响地基土的沉降量和极限荷载值。一般来说，地基 土的极限荷载会因承压板的宽度或直径b过小而降低（s增大 ），但b值过大极限荷载增加也不明显，因此，在确定承压板 尺寸时，既不能过小，也不必太大。 由于承压板的尺寸大小对评定地基土承载力有一定的影 响。为统一试验条件，使试验结果具有可比性。我国的大部 分勘察规范规定承压板面积以0.25-0.50 ㎡为主，另外还有 0.1和1.0㎡。
pb(1 2 ) I oa段： E s
Plate Loading Test
平板载荷试验
载荷试验
载荷试验的适用条件 浅层平板载荷试验 适用于地表浅层地基土（包括各种填土和碎石土） 深层平板载荷试验 适用于埋深等于或大于3.0m和地下水位以上的地基土 螺旋板载荷试验 适用于深层地基或地下水位以下的土层 载荷试验的优点 对地基土不产生扰动，确定地基承载力最可靠、最具代表 性，可直接用于工程设计，还可用于预估建筑物的沉降量，对 大型工程、重要建筑物，载荷试验一般不可少，是世界各国用 以确定地基承载力的最主要方法，也是比较其它原位测试成果 的基础。
平板载荷试验
平板载荷试验1.1.1平板载荷试验适用条件平板载荷试验可分为浅层平板载荷试验、深层平板载荷试验和岩基载荷试验。
（1）浅层平板载荷试验适用于浅部地基土承压板下应力主要影响范围内承载力的确定。
这里所说板下应力主要影响范围与承压板直径或宽度有关，一般可认为其影响深度在3m内，且在地下水位上。
（2）深层平板载荷试验适用于深部土层（包括软岩、极软岩）及大直径桩端土层在承压板下应力主要影响范围内承载力的确定。
所谓深部一般是指埋深等于或大于3m,且在地下水位以下。
（3）岩基载荷试验适用于不同深度的完整、较完整、较破碎基岩作为天然地基或桩基础持力层时承载力的确定。
1.1.2基本理论（1）一般地基土承载力设计的取值接近于比例界限。
因此浅层平板载荷试验可按刚性平板作用于均质土各向同性半无限弹性介质表面，由弹性理论可得E o =10（1-」2）*sE o 一载荷试验的变形模量（无侧限）（kpa）；I o一刚性承压板形状系数，圆形板取0.785;方形板取0.886;*一土的泊松比：碎石土取0.27,砂土取0.30,粉土取0.35,粉质黏土取0.38，黏土取0.42, 不排水饱和粘性土取0.50;d 一承压板直径或边长（m）;p—p— s曲线线性段承压板下单位面积的压力（kpa）；S—与p对应的沉降量（mm）。
（2）对于深层平板载荷试验，可按刚性圆形压板作用于均质土各向同性半无限弹性介质内部，由弹性理论可得式切一与试验深度和土类有关的系数。
1.1.3 国内平板载荷试验主要技术标准要点国内平板载荷试验主要技术标准要点岩基：当连续三次读数小于等于0.01mm,可以认为沉降已达稳定标准。
全部卸载后，当测读到半小时回弹量小于0.01mm 时，即可认为稳定。
每级荷载测读沉降间隔时间土基：每级荷载施加后，间隔5、10、15min测读一次，以后每隔半小时测读一次。
岩基：每级荷载施加后，间隔1、2、5min测读一次，以后每隔10min测读一次。
第11章 平板载荷试验
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3、注意事项 、 1） 承载板影响范围不超过其宽度的2倍，因此只能了解 浅层地基土特性。 2）对于透水性差的软粘土由于加荷速度与实际差异大获 得的参数不准确。 3）一般得到的承载力比实际偏低些，变形模量也是近似 的。
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符合条件之一即可) （5）破坏标准 符合条件之一即可 ）破坏标准(符合条件之一即可 1)荷载不变条件下，24小时的沉降速度不变或增大。 2）承载板周围隆起或有裂缝。 3）相对沉降量（S/B）大于1/12。 2、资料整理 （1）确定P—S曲线的临塑压力(Py)和 极限压力(Pu)。 临塑压力：当有直线段时，以直线段 临塑压力 终点为准；当无直线段时，画成双对 数曲线，以第一个拐点为准。可以作 为极限承载力使用。 极限压力：以曲线上第二个拐点或 极限压力 S/B=0.06的荷载或以破坏荷载的前一 级荷载为准。
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（2）地基承载力 σ]确定 ）地基承载力[σ 确定 1）极限荷载法：极限荷载除以安全系数，f= Pu/k。 2）比例极限法（强度控制法）:以临塑荷载的值，f= Py。 3）相对沉降法：如承载板面积在2500-5000平方厘米之间 ，则对于低压缩性土取S/B=0.01—0.015为准，对高压缩性 土，以S/B=0.02为准（太沙基校正后）。 （3）变形模量 ）变形模量Eo 可按照公式由施加的压力和沉降量计算。也可： 用慢速法或修正后的直线段斜率确定排水的变形模量。 用等速沉降法直线段斜率确定不排水的变形模量。
试验步骤） 第十一章 平板载荷试验（试验步骤）
通过在一定尺寸的刚性承载板上分级加荷载 ，观测压力与变形的原位试验。主要应用： （1）是确定地基承载力的准确方法。 （2）计算土的变形模量。 （3）估算土的不排水抗剪强度和极限填土高度。