地基静载试验的基本原理是以一组完全的单桩竖向抗压静载荷试验Q—s曲线为基础，取该曲线的前几级荷载下沉降原始数据进行分析，进而对Q—s曲线的发展趋势作出预测。考虑到一般静载荷试验做到破坏时的加荷级数为10~15级，故一般取前10级建立相应的GM（1，1）模型进行预测，同时经过预测所选用的级数越少，经济效益越明显；预测时所选用的级数多，预测精度会有所提高，但当级数过多时，就失去了预测的意义。因此没必要选择级数多的。

 

　　值得运用的是桩身平衡法，它是在桩身平衡点的位置安装荷载箱，当沿着垂直的方向加载，即可同时测得荷载箱上部和下部的各自承载力。该法原理是将加载设备，并且与钢筋相连，然后埋入地下桩基的准确位置，最后由高压油泵向荷载箱充油进行加载。因此，随着静压力的增加，荷载箱将同一时间向上和向下产生变位移动，从而使桩基桩端和侧面的阻力都能很好的激发出来，很好的完成整个地基静载试验。

 

　　二、天然地基静载试验的设备和方法

 

　　（一）试验设备

 

　　目前国内采用的地基静载试验的装置大体由承压板、加荷系统、反力系统、观测系统4个部分组成，而试验装置设备的布置方式主要有以下两种。

 

　　1、承压板类型和尺寸

 

　　承压板可用混凝土、钢筋混凝土、钢板、铸铁板等制成，多以钢板为主。要求压板具有足够的刚度，不破损、不挠曲，压板底部光滑平整，尺寸和传力重心准确，搬运和安置方便。承压板形状可加工成正方形或圆形，其中圆形压板受力条件较好而且边界条件简单，使用最多。

 

　　2、承压板面积

 

　　岩土工程勘察规范规定一般宜采用0.25~0.50m2，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。建筑地基基础设计规范GBJ5007-2002规定承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。

 

　　（二）试验方法

 

　　地基静载试验的试验方法中平板载荷试验适用于浅层地基、深层地基或大直径人工挖孔桩的桩端土层测试。试验的加载方式一般采用分级维持荷载沉降相对稳定法（慢速法）和沉降非稳定法（快速法），以慢速法为主。

 

　　典型的慢速法加载过程为（按照建筑地基基础设计规范GBJ5007-2002）：

 

　　1、荷载分级：不应少于8级，最大加载量不应小于设计要求的两倍。

 

　　2、数据测读：每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降量。

 

　　3、稳定标准：当在连续2h内，每小时的沉降量小于0.1mm时，认为沉降已趋稳定，可加下一级荷载。

 

　　4、加载终止标准：承压板周围的土明显地侧向挤出；沉降s急骤增大，荷载~沉降（p~s）曲线出现陡降段；在某一级荷载的作用下，24h内沉降速率不能达到稳定；沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。

 

　　三、静载试验在天然地基中的应用

 

　　（一）工程概况

 

　　某工程结构型式为一层钢结构、建筑占地面积为7600m2的天然地基，试验土层以粉质粘土为主。设计要求的地基土承载力特征值为100kPa，压板静载试验要求的最大试验荷载应达到200kPa。要求对1#、2#、3#厂房的天然地基进行了平板载荷试验，目的是确定试验点地基土承载力特征值能否满足设计要求。

 

　　（二）检测仪器设备、方法

 

　　1、试验加载装置

 

　　本次试验采用压重平台反力装置（见图1）。压重平台反力装置作为荷载反力，将大于最大试验荷载的荷重在试验开始前一次性加上平台，试验时用油压千斤顶分级加载。压板采用长为1000mm、宽为1000mm的方形钢板。检测仪器采用RS-JYB桩基静载测试仪及其分析系统，在测试过程中，自动采样、记录。

 

　　图1压重平台反力装置

 

　　2、试验加载方法和沉降观测

 

　　试验加载分8级进行，每级加荷为最大试验荷载的1/8，第一级按2倍分级荷载加载；应用RS-JYB桩基静载测试仪，加载方式设为“自动”，判稳开关设为“判稳”，在每一级荷载作用下，当承压板沉降速率达到相对稳定标准时，再施加下一级荷载；承压板沉降相对稳定标准：试验荷载小于等于特征值对应的荷载时每一小时内的承压板沉降量不超过0.1mm，试验荷载大于特征值对应的荷载时每一小时内承压板沉降量不超过0.25mm；沉降观测：在压板四角装设4个位移传感器（精度为满量程误差≤0.03mm），每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读承压板的沉降量，以后每隔30min测读一次。卸载时，按第5、15、30min测读承压板沉降量后，即卸下一级荷载；卸载至零后维持时间为2h，测读时间为第5、15、30、60、90、120min。

 

　　（三）检测结果分析

 

　　地基载荷试验结果汇总表

 

　　图23#厂房21轴交A轴试验点曲线图

 

　　本文仅列出3#厂房21轴交A轴试验点曲线图（见图2），通过对9个试验点的试验加载，显示至200kPa时每个点的总沉降量各不相同，但大体上的p～s曲线图呈缓变型，其比例界限不明显，取特征值对应的相对变形值（s/b=0.012）计算承载力特征值。其中3#厂房2轴交A轴、12轴交D轴、21轴交A轴试验点，2#厂房9轴交D轴，1#厂房4轴交D轴、8轴交A轴试验点的极限承载力≥200kPa，承载力特征值为100kPa，满足设计要求。

 

　　不满足设计要求有3个试验点分别为3#厂房27轴交D轴、2#厂房3轴交A轴、1#厂房17轴交C轴。由于承压板周围的土明显地侧向挤出，累计沉降量与承压板宽度之比大于或等于0.06时终止加载。3个试验点的极限承载力分别为175kPa、175kPa、125kPa；承载力特征值分别为88kPa、88kPa、62kPa，均不满足设计要求。

 

　　（四）建议

 

　　根据规范要求，当平板载荷试验不满足设计要求时，应按不满足设计要求的数量加倍扩大抽检。该案例由于3个试验点不满足设计要求，因而扩大抽检6个试验点。如检测仍不合格，笔者建议粉质粘土为主的土层，压缩性较大，设计部门经技术经济论证后，可采用一定的工程措施解决，如：局部采用处理地基、复合地基以提高地基承载力，或上部结构选用允许沉降较大的简支结构，合理设置沉降缝等。

 

　　结语

 

　　综上，地基静载试验是目前在确定地基的极限承载力检测方面最准确、最可靠的一种检测手段和方法。通过分析对天然地基加载试验的数据结果表明，利用静载试验时可以比较准确地确定工程地基和桩基的极限承载力，并且能够把桩与桩基侧土及持力土层的相互作用的关系了解清楚。因此为了保证建筑地基的稳定

 

　　性和安全性，在今后的地基检测方面，地基静载试验应该得到更为广泛的应用。

 

　　参考文献

 

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　　[2]林忠辉.桩静载试验的几种方法比较分析[J].宜春学院学报.2005(S1)

 

　　[3]顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，等.地基与基础[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

 

　　[4]田宏图.静载试验中的若干问题的探讨[J].郑铁科技通讯，2010.1.