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摘要：通过对天然和浸水状态下载荷试验的介绍，联系8组试验案例，分析了干湿条件下载荷试验的数据，对场区表层土的地基特性进行了评价。
关键词：干湿条件载荷试验加荷卸荷
中图分类号：TU413文献标识码： A
Site Loading Test Analysis in Dry and Wet Condition
Wang Xinqiang Liu Bin
(GEOTECHNICAL ENGINEERING Dep. OF CNPC EASTCHINA DESIGN INSTITUTE, Shandong Qingdao 266071)
Abstract: Through introducing loading test in natural and water immersion condition, combining with 8 groups of test cases, analyze the load test data in dry and wet condition, and foundation of the topsoil this district features is evaluated.
Keywords: Dry and wet condition, Loading test, Load, Unload
中图分类号：
文獻标识码:A
1引 言
某地区地处非洲中部，全年主要有两个明显的季节：干季和湿季。干季从十月到六月，湿季从六月到九月，湿季降雨较多，干季无降雨。由此就造成了干湿条件下场区表层土可能存在地基差异，为了了解地基特性，在场区内进行8组浅层平板载荷试验（PLT），试验点选择在未扰动的土层上进行试验，针对场区表层土，测定天然状态和浸水状态下地基土的承载力和压缩变形特性参数。
2场区表层土及载荷试验特点
1）场区表层土地层
场区表层土地层如下：
①粉土：灰褐～灰黑色，松散～稍密状态；表层0.20～0.50m含大量植物根系及腐殖质，局部含较多粘粒、细砂颗粒。该层在场区内整体分布，厚度不大。
②细砂：灰黄～灰白色，岩性不均匀，稍密～中密状态，局部呈现松散、密实状态；级配不良，分选较好，以石英成分为主。该层在场区内整体分布。
2）载荷试验特点
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。
相对于其它原位测试方法获得承载力，载荷试验更具有可靠性和准备性。
3 试验具体工作
1）设备及仪器准备
①承压板②反力装置③加载与量测设备④辅助设备
2）测试工作布设
①测试点位布设
试验点的位置根据场地土的特点以及建筑区的工程地质条件和详细勘察纲要来选择，一般布置在重要建筑物关键部位的持力层，深度选择在0.5m及1.5m左右处。该试验实行在一点附近针对第①或②层土层分别进行天然状态及浸水状态下地基载荷试验。
载荷试验测试工作实施表 表3-1
注：表内√ 表示试验项目。
②准备工作
平板载荷试验（PLT）选择在试坑内的浅层地基土上试验，试坑采取机械及人工共同开挖至目的层，实际尺寸一般在3m*2.5m*1.5m（0.5m）。为了保持试坑中地层的天然湿度和原始结构，对软弱土，在承压板周围预留20-30cm厚的保护层。承压板与土层接触处加垫1.0-2.0cm厚的净砂，其粒径为0.25-0.50mm，以保证承压板水平并与土均匀接触。
对于浸水载荷试验：先行对地基土进行自然浸水至饱和，待坑底无积水时，挖去表层5cm土进行载荷试验。而后进行堆载平台设计和设备安装。
③ 加载与观测设计
加荷方式采用分级维持荷载沉降相对稳定法，做好加载工作参数设计和试验压力设计。
④卸荷观测
控制荷载值的输入是卸载操作观测和记录方式的关键。对于天然地基土尽可能使最终荷载达到土体的极限压力。
⑤沉降稳定判断
沉降稳定判断依据《建筑地基基础设计规范》。
⑥结束试验
土体达到极限荷载状态后结束试验。
4 资料整理与成果应用
1）资料整理
①绘制p-s曲线和s-t曲线。
②在p-s曲线上确定两个拐点a和b及与其相应的压力值(Pa)和(Pb)，这是确定地基的承载力和计算变形模量的重要依据。
2）成果应用
①计算土的变形模量（E0）
一般选用p-s关系曲线的初始直线段，用下式计算（E0）值：
E0=I0(1-μ2)pd/s（1）
式中P—承压板上的荷载（kPa）；
d—承压板直径或边长（m）；
s—与荷载P相应的沉降量（mm）；
μ—土的泊松比。砂土取0.30，粉土取0.35；
IO —刚性承压板形状系数，圆形承压板取0.785。
②确定地基土的承载力特征值fak
可通过比例界限法、极限荷载法和相对沉降控制法确定。
3）承载力特征值fak的确定：
根据p-s曲线的明显拐点或辅以各种分析手段，确定比例界限或极限荷载所对应的压力，推断承载力特征值。
在报告后部附有各试验点地基载荷试验数据汇总表、p-s曲线、lgP-s曲线、t-s曲线。承载力特征值fak进行分析结果详见表4-1。
4）计算土的变形模量（E0）
将承载力特征值及对应的沉降量代入公式（1），计算结果见表4-1。
平板载荷试验成果表表4-1
5）成果分析及对比
通过天然地基和浸水地基载荷试验的对比可以看出，同一点浸水条件下承载力特征值相对小一些，但是可以满足上部建筑的需要。场地表层土在干湿条件下存在相对差异，长期浸泡会导致承载力下降，地基基础雨季要做好防水和排水措施。
部分曲线图如下所示。
天然地基载荷试验曲线图
最大加载量:600kPa 最大沉降量:1.58 mm最大回弹量:0.52 mm 回弹率:32.9%
浸水地基载荷试验曲线图
最大加载量:480kPa 最大沉降量:2.62 mm最大回弹量:0.76 mm 回弹率:29%
5. 结束语
通过干湿条件下载荷试验的分析了解了场区的地基特性，为场区基础设计和施工提供了依据，有效的保证了工期，也为类似地区积累了参考经验。
参考文献
1《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）；
2《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
3《工程地质手册》（第四版）
4 《岩土工程试验监测手册》（林宗元主编）
关键词：干湿条件载荷试验加荷卸荷
中图分类号：TU413文献标识码： A
Site Loading Test Analysis in Dry and Wet Condition
Wang Xinqiang Liu Bin
(GEOTECHNICAL ENGINEERING Dep. OF CNPC EASTCHINA DESIGN INSTITUTE, Shandong Qingdao 266071)
Abstract: Through introducing loading test in natural and water immersion condition, combining with 8 groups of test cases, analyze the load test data in dry and wet condition, and foundation of the topsoil this district features is evaluated.
Keywords: Dry and wet condition, Loading test, Load, Unload
中图分类号：
文獻标识码:A
1引 言
某地区地处非洲中部，全年主要有两个明显的季节：干季和湿季。干季从十月到六月，湿季从六月到九月，湿季降雨较多，干季无降雨。由此就造成了干湿条件下场区表层土可能存在地基差异，为了了解地基特性，在场区内进行8组浅层平板载荷试验（PLT），试验点选择在未扰动的土层上进行试验，针对场区表层土，测定天然状态和浸水状态下地基土的承载力和压缩变形特性参数。
2场区表层土及载荷试验特点
1）场区表层土地层
场区表层土地层如下：
①粉土：灰褐～灰黑色，松散～稍密状态；表层0.20～0.50m含大量植物根系及腐殖质，局部含较多粘粒、细砂颗粒。该层在场区内整体分布，厚度不大。
②细砂：灰黄～灰白色，岩性不均匀，稍密～中密状态，局部呈现松散、密实状态；级配不良，分选较好，以石英成分为主。该层在场区内整体分布。
2）载荷试验特点
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。
相对于其它原位测试方法获得承载力，载荷试验更具有可靠性和准备性。
3 试验具体工作
1）设备及仪器准备
①承压板②反力装置③加载与量测设备④辅助设备
2）测试工作布设
①测试点位布设
试验点的位置根据场地土的特点以及建筑区的工程地质条件和详细勘察纲要来选择，一般布置在重要建筑物关键部位的持力层，深度选择在0.5m及1.5m左右处。该试验实行在一点附近针对第①或②层土层分别进行天然状态及浸水状态下地基载荷试验。
载荷试验测试工作实施表 表3-1
注：表内√ 表示试验项目。
②准备工作
平板载荷试验（PLT）选择在试坑内的浅层地基土上试验，试坑采取机械及人工共同开挖至目的层，实际尺寸一般在3m*2.5m*1.5m（0.5m）。为了保持试坑中地层的天然湿度和原始结构，对软弱土，在承压板周围预留20-30cm厚的保护层。承压板与土层接触处加垫1.0-2.0cm厚的净砂，其粒径为0.25-0.50mm，以保证承压板水平并与土均匀接触。
对于浸水载荷试验：先行对地基土进行自然浸水至饱和，待坑底无积水时，挖去表层5cm土进行载荷试验。而后进行堆载平台设计和设备安装。
③ 加载与观测设计
加荷方式采用分级维持荷载沉降相对稳定法，做好加载工作参数设计和试验压力设计。
④卸荷观测
控制荷载值的输入是卸载操作观测和记录方式的关键。对于天然地基土尽可能使最终荷载达到土体的极限压力。
⑤沉降稳定判断
沉降稳定判断依据《建筑地基基础设计规范》。
⑥结束试验
土体达到极限荷载状态后结束试验。
4 资料整理与成果应用
1）资料整理
①绘制p-s曲线和s-t曲线。
②在p-s曲线上确定两个拐点a和b及与其相应的压力值(Pa)和(Pb)，这是确定地基的承载力和计算变形模量的重要依据。
2）成果应用
①计算土的变形模量（E0）
一般选用p-s关系曲线的初始直线段，用下式计算（E0）值：
E0=I0(1-μ2)pd/s（1）
式中P—承压板上的荷载（kPa）；
d—承压板直径或边长（m）；
s—与荷载P相应的沉降量（mm）；
μ—土的泊松比。砂土取0.30，粉土取0.35；
IO —刚性承压板形状系数，圆形承压板取0.785。
②确定地基土的承载力特征值fak
可通过比例界限法、极限荷载法和相对沉降控制法确定。
3）承载力特征值fak的确定：
根据p-s曲线的明显拐点或辅以各种分析手段，确定比例界限或极限荷载所对应的压力，推断承载力特征值。
在报告后部附有各试验点地基载荷试验数据汇总表、p-s曲线、lgP-s曲线、t-s曲线。承载力特征值fak进行分析结果详见表4-1。
4）计算土的变形模量（E0）
将承载力特征值及对应的沉降量代入公式（1），计算结果见表4-1。
平板载荷试验成果表表4-1
5）成果分析及对比
通过天然地基和浸水地基载荷试验的对比可以看出，同一点浸水条件下承载力特征值相对小一些，但是可以满足上部建筑的需要。场地表层土在干湿条件下存在相对差异，长期浸泡会导致承载力下降，地基基础雨季要做好防水和排水措施。
部分曲线图如下所示。
天然地基载荷试验曲线图
最大加载量:600kPa 最大沉降量:1.58 mm最大回弹量:0.52 mm 回弹率:32.9%
浸水地基载荷试验曲线图
最大加载量:480kPa 最大沉降量:2.62 mm最大回弹量:0.76 mm 回弹率:29%
5. 结束语
通过干湿条件下载荷试验的分析了解了场区的地基特性，为场区基础设计和施工提供了依据，有效的保证了工期，也为类似地区积累了参考经验。
参考文献
1《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）；
2《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
3《工程地质手册》（第四版）
4 《岩土工程试验监测手册》（林宗元主编）