平板载荷试验仪品牌排行榜 浅层平板载荷试验原理步骤

一、确定地基承载力特征值

地基承载力特征值f _ak (characteristic value of subgrade bearing capacity)特指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线，线性变形内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。

1.拐点判别法

根据拐点型荷载—沉降曲线的特点，其比例界限值的所处位置情况，进行如下判定：

(1)当极限荷载点P _u 与比例界限点P ₀ ，相距较远(一般认为P _u /P ₀ ≥2)，且P ₀ 以后的曲线曲率变化呈舒缓状的，一般以P ₀ 为地基承载力特征值(f _ak )。此时地基土的强度能完全满足工程设计要求，而且地基在此荷载范围内的地基变形量也能充分保证建筑物的变形要求。地基土即使偶受超载，由其超载引起的变形也基本上以弹性变形为主，不会危及建筑物安全。常见的这类地基土，多为密实砂土、硬塑以上的粘性土等。

(2)当极限荷载点P _u 与比例界限点P ₀ ，相距较近(一般认为P _u /P ₀ ＜2)，且P ₀ 以后的曲线曲率变化呈陡降状的(一般多为脆性破坏类型的土，如某些黄土、红土等)，若以P ₀ 为地基承载力特征值，就不能满足建筑物的地基强度和建筑物的变形安全要求，此时，地基承载力特征值f _ak 建议取值为：

f _ak = (国家《建筑地基基础设计规范》〈GB50007—2002〉推荐) (2-18)

视建筑物的不同设计和使用要求，在确定地基土的地基承载力特征值f _ak 时，应根据实际情况对地基承载力特征值在P ₀ 附近进行符合实际情况的调整，如：对于一些有特殊要求的建筑物，如核设施工程中的核心构筑物场地，尽管极限荷载点P _u 与比例界限点P ₀ ，相距较远(P _u ≥2P ₀ )，但为确保建筑物地基在强度、地基变形方面的绝对安全，此时，地基历察承载力特征值f _ak 建议取值：

土体原位测试与工程勘察

而在一般工程中，对于一些变形要求不甚高的构筑物，为了充分发挥地基潜力，在保证安全、合乎国家有关设计规范和强制性法规的前提下，可适当提高地基承载力特征值的取值，此时，f _ak 建议取值为：

土体原位测试与工程勘察

2.相对沉降判别法

根据大量统计和工程经验，在非拐点圆滑型P—S曲线中，用沉降量相对于承压板宽度(或直径)之比值，可以确定地基承载力。

对于有一定强度的中、高压缩性土，P—S曲线呈非线性，无明显拐点，曲线斜率随荷载增加而增加，直至破坏。有时，由于设备条件限制，试验做不到完全破坏阶段。这种土变形量很大，即使是以极限荷载除以安全系数，有时变形还是可能超过建筑物允许值。基于这种情况，国内外对这种土采取了按控制变形量给出地基承载力的方案，即：限定P—S曲线上S与对应承压板宽度或直径D的比值，就是限定了地基的最大变形量，在确定的经验取值区间内，在P—S曲线上找到S/D在P—S坐标中对应的荷载作为地基承载力。如表2-6及图2-5所列示。

表2-6 用沉降判别法确定地基承载力

图2-5 用沉降判别法确定地基承载力

二、计算地基变形模量E ₀

土的变形模量E ₀ 是指土在单轴受力、无侧限情况下的应力与应变之比，与室内有侧限条件下压缩试验求得的压缩模量E _b0 不同，其值可由载荷试验成果P—S曲线的直线变形段按弹性理论公式求得，且仅适用于土层属于同一层位的均匀地基土。

按照弹性理论计算，当承压板处于不同深度时，其变形模量的计算公式有所区别，当试验为浅层平板载荷试验时，地基土的变形模量E ₀ 的计算有如下关系式：

土体原位测试与工程勘察

式中：I ₀ 为刚性承压板形状系数，圆形承压板取0.785，方形承压板取0.886；E ₀ 为土的变形模量(MPa)；P、S分别为P—S曲线直线段内任一点的荷载值(kPa)及相应沉降值(mm)；D为承压板的宽度(或直径)(m)；μ为土的泊松比，其值见表2-7。

而当P—S曲线为圆滑型的非拐点曲线时，我们仍可用上式求得该地基土的模量，只不过此时所求模量为割线模量。计算参数依表2-8选择。

三、预估建筑物沉降量

在建筑物基础宽度2倍深度以内土质相对均匀时，利用平板载荷试验，可以预估肢陵茄建筑物沉降量。

表2-7 各类土的泊松比(μ)值

表2-8 非拐点曲线计算E ₀ 时计算参数取值范围

对砂土地基，建筑物沉降量估算，可按公式(2-22)计算：

土体原位测试与工程勘察

对粘性土地基，建筑物汪厅沉降量估算，可按公式(2-23)计算：

土体原位测试与工程勘察

式中：S′为预估的基础沉降量(cm)；S为载荷与基础底面压力值相等时的承压板的沉降量(cm)；B为基础短边宽度(cm)；D为承压板宽度(cm)。

四、由载荷试验测定湿陷性黄土湿陷起始压力P _sh

我国湿陷性黄土(全新世Q ₄ 黄土、晚更新世Q ₃ 黄土、部分中更新世Q ₂ 黄土的土层)主要分布在山西、陕西、甘肃的大部分地区，河南西部和宁夏、青海、河北的部分地区。此外，新疆*尔自治区、内蒙古自治区和山东、辽宁、黑龙江等省的局部地区亦分布有湿陷性黄土。

湿陷性黄土遇水浸湿时，引起的湿陷变形。这是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形，对建筑物危害性大。

《岩土工程勘察规范》特别规定，当不能取试样做室内湿陷性试验时，应采用现场载荷试验确定湿陷性，且湿陷性土的地基承载力宜采用载荷试验或其他原位测试确定起始压力(图2-6)。

1.(多点)单线法静力载荷试验

在同一场地的相邻地段和相同标高进行试验，应在天然湿度的土层上设3个或3个以上静载荷试验点，分级加荷，分别加至各自的规定荷载，下沉稳定后，向试坑内浸水至饱和，附加下沉稳定后，试验终止。

2.饱水单线法静力载荷试验

只做一台载荷试验。将设备安装好后，即向试坑内浸水，使3.5倍承压板直径(或宽度)深度内的土层达到饱和(取样确定)，浸水后土层含水率达饱和含水率的85%～90%时，即可认为达到饱和。接着按相对稳定法进行载荷测试，附加下沉稳定后，试验终止。

3.双线法静力载荷试验

在同一场地的相邻地段和相同标高，设2个静载荷试验点。其中1个点应设在天然湿度的土层上分级加荷，加至规定荷载，下沉稳定后，试验终止；另1个点应设在浸水饱和的土层上分级加压，加至规定压力，湿陷下沉稳定后，试验终止。

图2-6 静力载荷试验测定湿陷性黄土湿陷起始压力(P _sh )

现场采用静载荷试验测定湿陷性黄土的湿陷起始压力，应符合下列要求：

(1)承压板的底面积宜为0.50m ² ，试坑边长或直径应为承压板边长或直径的3倍，承压板底面下宜用10～15mm厚的粗、中砂找平。厚的砂砾石滤层；坑内注水时，坑内水面应至少高于滤层顶面3cm；沉降观测装量的固定点不得受浸水影响；

(2)每级加荷增量不宜大于25kPa，试验终止荷载不应小于200kPa；

(3)每级加荷后，按每隔15min、15min、15min、15min各测读1次下沉量，以后为每隔30min观测1次，当连续2h内，每1h的下沉量都小于0.10mm时，可认为承压板下沉已趋稳定，即可施加下一级荷载；

图2-7 确定湿陷性黄土的湿陷起始压力(P _sh )

P _sh1 —P—S _sh 曲线上第一拐点对应的湿陷起始压力；P _sh2 —P—S _sh 曲线上第二拐点对应的湿陷起始压力

(4)试验结束后，绘制判定湿陷起始压力的P—S _sh 曲线图。但有时P—S _sh 曲线呈非拐点圆滑型曲线，不便直接确定湿陷起始压力P _sh 值。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)规定，按湿陷系数δ _s =0.015 所对应的压力确是，相当于在P—S _sh 曲线上的S _sh /D=0.017时所对应的荷载为湿陷起始压力P _sh 值，即：取浸水下沉量(S _sh )与承压板直径或宽度(D)之比值等于0.017所对应的荷载作为湿陷起始压力值，见图2-7a所示。

须注意的是：当P—S _sh 曲线上出现两个转折点P _sh1 和P _sh2 时，可取两个转折点之间的中值所对应的压力，作为湿陷起始压力。如图2-7b所示。

1、载荷板的面积是按照桩所承担的面积来决定的；
2、单桩复合地基载荷试验的载荷板面积，就是一根桩所承担的处理面积；多桩复合地基载荷试验载荷板棚指坦面积，就是多根桩所承担的处理面积；
3、你要是知道这个处理面积的计算原理，可以直接按照几何比例进行计算，若不想知道那么多，那么可以记住以下固定参数：等边 三角形 布桩，一根桩所承担的处理面积的等效直径为桩间距的1.05倍，计算出这个 圆的面积 ，就是等边三角形布桩时，单桩承担的处理面积；正方形布桩时，计算原理和三角形时一样，只是等效直径为1.13倍桩间距。
4、多桩复合地基静载荷试验，几根桩的静载荷逗慧试验，就按照单桩处链桐理面积的几倍来计算就可以了。

平板载荷试验的承压板的尺寸在GB50007中已经有所规定，浅层平板载荷试验时承嫌逗压板面积不小于0.25平方米，对于软土不小于0.5平方米，饥者槐深层平板载荷试验承压板采用直径为0.8米烂友的刚性板。

试验仪器设备
载荷测试设备由：①承压板；②加荷装置；③沉降观测装置等部件组成(图2-1)。
1.承压板
承压板是模拟基础传力给地基的设备，为了获得比较准确的地基测试参数，理论上承压板的刚度和尺寸应尽量与基础相近。在实测中，刚度相近比较容易达到，采用刚性大的加筋厚钢板或钢筋混凝土板即可；但承压板尺寸与实际基础相近则难于达到，由于整个地基土的测试面积太大，其上施加的总荷载势必加大，既造成试验设备庞大又使试验条件难以达到。而承压板面积太小，则影响地基土沉降量预测和极限荷载值的准确性。
图2-1 静力平板载荷试验系统
1—承压板；2—量测系统；3—堆载；4—地锚反力系统；5—载荷台；6—混凝土载荷台；7—桁架；8—千斤顶；9—反力拉敬如杆；10—传力柱
国内外对承压板尺寸效应作了大量研究，当承压板面积在一定范围内时，沉降值S随承键告压板直径D增加而加大，但当承压板直径D过小，则出现沉降值S随D减小而增加的现象。而当承压板直径D大于一定值后，沉降值S随D值增加而加大的趋势变得不明显。处于上述两个明显转折点的承压板直径D值分别为30cm和50cm左右，这也是静力载荷试验中经常选用直径30～50cm承压板的原因。
承压板是平板载荷试验系统中的重要部件，一般为铸钢件。受现场条件限制，承压板也有采用现场混凝土浇筑和预制两种，其底面一般用厚钢板。对承压板的要求是：要有足够的刚度；满足在加荷过程中承压板本身的变形小；而且其中心亮亮启和边缘不能产生弯曲和翘起的要求，故其形状一般为圆形(也可为方形)。