《荷载试验及其在土力学勘查中的应用》

荷载实验是工程地质勘查工作中的一项原位实验。它是通过承压板对地基土分级加压，测得承压板的沉降后便可得到压力和沉降（p-s）关系曲线。最后根据弹性力学公式反求即可得出土的变形模量及地基承载力。

试验一般在试坑内进行，试坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍，其深度依所需测定土层的深度而定，承压板的面积一般为0.25～0.50 m2，对松软土以及人工填土则不应小于0.50 m2。实验装置如图9.13所示，一般由加荷稳压装置、反力装置及观测装置三部分组成。加荷稳压装置包括承压板、千斤顶及稳压器等；反力装置常用平台堆载或地锚；观测装置包括百分表及稳定支架等。

图9.13　荷载实验装置图

实验时必须注意保持实验土层的原状结构和天然湿度，在坑底宜铺设不大于20 mm厚的粗、中砂层找平。若实验土层为软塑或流塑状态的黏性土或饱和松软土时，荷载板周围应留有200～300 mm高的原土作为保护层。最大加载量不应小于荷载设计值的两倍，应尽量接近预估地基的极限荷载，第一级荷载（包括设备重）宜接近开挖试坑所卸除的土量，相应的地基沉降不计。其后每级荷载增量，对较软的土可采用10～25 kPa，对较硬的土用50 kPa。加荷等级不小于8级。每加一级荷载，当连续2 h内每小时的沉降量小于0.1 mm时，则认为已趋于稳定，可加下一级荷载。当到达以下任意情况时，认为已达到破坏，可以停止加载。

（1）承载板周围的土明显侧向挤出或发生裂纹；

（2）沉降急剧增大，荷载-沉降（p-s）曲线出现陡降段；

（3）在某一荷载下，24 h内沉降速率不能达到稳定标准；(www.xing528.com)

（4）沉降≥0.06b（b为承载板宽度或直径）。

终止加载以后，可按规定逐级卸载，并进行回弹观测，以作参考。图9.14给出了一些有代表性土的p-s曲线。由图可见，曲线在初始阶段接近于直线，因此，若将地基承载力设计值控制在直线段附近，土体则处于直线变形阶段。

图9.14　不同土类的p-s曲线

荷载试验一般适合于浅层土层中进行，对地基土的扰动较小，土中应力状态在承压板较大时与实际基础情况接近，测得的指标能较好反映土的压缩性质。但荷载试验工作量大，时间长，所规定沉降标准带有较大的近似性，据有些地区的经验，它所反映土的固结程度仅相当于施工完毕时的早期沉降量。

此外，荷载试验的影响深度一般只能为1.5b～2.0b。对于深层土，由于地下水位以下清理孔底困难和受力条件复杂，数据不准，故国内外常采用旁压或触探实验测定深层的变形模量。