对于螺旋板载荷试验的一些思考:螺旋板载荷试验
时间：2019-04-17 03:40:13 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：随着地铁建设与高层建筑的出现，深基坑的研究已成为一个热点。螺旋板载荷试验作为70年代出现的一种测试手段，对于研究深基坑土体力学特性提供了一种方法。根据笔者的观察，现实使用中对于规范及其原理的理解尚不深入，导致使用与承载力、变形模量数据分析中存在一些问题。笔者通过对一些数据的重新分析，对比规范之间的差异，追溯其原理，提供一些思考供同行参考。
关键词：螺旋板载荷试验；原理；规范差异；承载力；变形模量
Abstract: with the subway construction and high-rise building, the emergence of deep foundation pit research has become a hot. Spiral plate loading test as a 70 s emergence of an test means, to study soil mechanics properties of deep foundation pit provide a method. According to the author of observation, the use of reality to the standard and principle understanding is not deep, led to the use of and bearing capacity, deformation modulus data analysis of some problems. The author of some of the data through a new analysis, comparison of the differences between standard, back its principle, to provide some thinking refers for the colleague.
Keywords: spiral plate loading test; Principle; Standard difference; Bearing capacity; Deformation modulus
中图分类号：C33文献标识码：A 文章编号：
一、载荷实验的相关理论支持
载荷实验在勘察中主要是持续加压至土体破坏收集相关承载力及变形的参数，首先需要了解地基破坏的形式。
在载荷作用下，地基的破坏通常由于承载力不足而引起剪切破坏，地基剪切破坏的形式可分为以下三种。
整体破坏在载荷较小时p-s曲线存在直线段，在承载力增加时，基础边缘土体开始发生剪切破坏，随着载荷的加大，这时p-s曲线呈曲线变化，当载荷持续增加，剪切破坏区不断扩大，最终在地基中形成连续滑动面，基础急剧下沉或倾向一边，同时基础四周的地面隆起，地基发生整体剪切破坏。
冲剪破坏则是由于基础下软弱土的压缩变形使基础持续下沉，当载荷加大到一定程度，基础向下“切入”，基础侧面的土由于垂直剪切而破坏，破坏过程中，地基中没有明显连续滑动面，基础四周不隆起，基础没有大的倾斜，p-s曲线无明显转折点。
局部破坏介于两者之间，剪切破坏也从基础边缘开始，但滑动面不发展到地面，而是限制在地基内部某一区域，基础四周有隆起但没有明显倾斜和倒塌。
地基发生何种破坏，主要与土的压缩性有关，一般而言，对于密实砂土和坚硬粘土将出现整体破坏，而对于压缩性大的松砂和软粘土则可能出现局部剪切和冲剪破坏。此外，破坏形式还与还与基础埋置深度、加荷速率等因素有关，当埋深浅、加速小时，将趋于发生整体破坏，否则以局部或冲切破坏为主。对于正常固结的饱和粘性土，如果所施加荷载不会引起体变，则将发生整体剪切破坏。
地基承载力计算的理论公式均在整体剪切破坏的条件下得到的。
二、实验
1、测试办法
测试办法则可分为应力法及应变法。
应力法就是常规试验法，有慢速法（相对稳定法）和快速法（等速加荷法）两类，应变法又称等沉降速率法，对于砂土、中低压缩性土与高压缩性土，沉降速率与读取压力要求是不同的。
实验目的在于求取模量时，可选用慢速法。只求取承载力时可选用快速或应变法，一般可用于可塑至坚硬状态的粘性土、砂类土、碎石土等。应变法可用来求取不排水抗剪强度和不排水抗剪模量。
2、测试终止条件
终止试验的标准满足以下之一即可：
（1）载荷不变的情况下，24h沉降速率基本不变（铁路规范）或沉降速率不能达到稳定标准（工程地质手册）；局部破坏或冲剪破坏；
（2）载荷增加时沉降陡增，P-S曲线出现陡降段，本级荷载下沉降大于前级荷载沉降量的5倍；冲切破坏；整体破坏
（3）相对沉降S/b大于0.1（铁路规范）或0.06（岩土规范、工程地质手册、地基设计规范-深层）；超过限制变形的正常使用极限状态；
（4）承压板周围土体明显侧向挤出，周边岩土体明显隆起或径向裂隙持续发展（工程地质手册，该现象对于螺旋板载荷实验当较少出现）；整体破坏。
三、成果应用
1、Po、Pf及Pu的确定。
（1）Po为P-S曲线初始直线段的起点，确定方法是将P-S曲线上初始直线段延长与P轴相交，交点即为Po值。理论上，此压力前，承压板应该没有沉降，但实测时在此有一定的沉降量，这是由于旋入土中时对土扰动所致。
（2）Pf：当P-S曲线有明显直线段时，一般将初始直线段终点（第一拐点）所对应的压力作为临塑压力Pf，也称比例界限值,铁路规范为PF。
（3）Pu：可将P-S曲线末端直线段起点（第二拐点）所对应的压力定为极限压力，或满足测试终止条件的前一级载荷也可作为极限压力，铁路规范为PL。
工程地质手册另外有：
（1）某载荷下，其沉降量超过前一级沉降量2倍时的值作为比例界限。
（2）根据P-△P/△S曲线上转折点作为比例界限。
(3）根据lgP/lgS曲线上转折点作为比例界限。
极限载荷法则是取极限载荷除以安全系数K即为该值。
上述值涉及铁路规范均采取未修正曲线取值。
2、求地基承载力
对于有直线段的，拐点法取比例界限为地基承载力特征值或地基基本承载力。
对于圆弧曲线：
相对沉降法，铁路规范推荐对于圆弧曲线根据P-S/b曲线中S/b=0.02（中高压缩性土）或0.015（低压缩性土或砂）对应值来确定，该值即为地基容许承载力；工程地质手册及地基基础设计规范推荐0.01-0.015对应值可为地基承载力特征值。根据工程地质手册，该值不得大于最大加载量的一半。
同时在岩土工程勘察规范中仅说明可以根据拐点或P-S/b取值，但并未给具体说明。
显然，该值在设计计算时是不必进行深度校正的，故而在报告中需注明。
3、变形模量
铁路规范推荐应根据慢速法求取；
工程地质手册及岩土规范推荐慢速法求取；
根据岩土工程勘察规范条款说明，这两个公式是一致的，只是w代表意义范围不同。分析其中主要指标，可以了解，除了土本身的性质，影响结果的还有深度与螺旋板的技术指标。
四、相关思考
1、一般而言，载荷试验是原位测试中最可靠的，可用以对比其他测试手段的数据，但是其前提是基础影响范围内的土层是均一，即如果粉质粘土与粉砂互层，或者试验层影响范围下部有孤石、风化深槽、包络体等均将影响试验结果，故在试验时需对尺寸效应有足够的估计，选择合适的尺寸。
