汉中市建兴工程监理有限责任公司 陕西汉中 723000
摘要：随着我国经济建设不断进步，基础设施逐渐向湖区、沿海等地基较软弱的地区延伸，地基处理成为一个较关键的问题。复合地基是一种人工地基，采用增强或置换部分土体的方式，由地基土和竖向增强体共同承担荷载。复合地基有碎石桩、水泥搅拌桩、旋喷桩等多种形式，是一种应用较广泛的地基处理方式。复合地基造价较高且对上部结构的影响较为关键，因此，复合地基的施工质量检测尤为关键。
关键词：平板静载荷试验；复合地基；地基承载力；质量检测
引言
平板载荷试验是原位测定岩土地基参数的一种重要方法，它与地基实际工作条件比较接近,能真实地反映土体受荷载作用时的压缩性。平板载荷试验是在承压板上向地基土逐级施加荷载,测得地基土压力与变形特性的原位测试方法,用以确定地基土承载能力的现场试验。
1工程概况
某高速公路所经区域属于XX湖冲积平原地貌，地形平坦，地表冲沟发育，农田广布。第一合同段经过区域软土成因属河湖相沉积，一般以单层形式产出，主要以软～流塑状粉质粘土及淤泥质粘土为主，工程地质较差。针对该段软土地基的特性，对深层软土采用粉喷桩+碎石垫层+土工格栅等处治方案。该段粉喷桩采用等边三角形布置，桩中心间距为1.3m，桩身直径为0.5m，桩长6.5m。复合地基设计承载力为150kPa(路基段)。
2现场检测
为了确定地基承载力是否满足要求，采用平板载荷试验、动力触探试验、面波法波速测试法进行检测。本次检测内容为两个试夯区，试夯区I（3000kN•m），试夯区II（6000kN•m），其中SHC-1～SHC-5位于试夯区I，SHC-6～SHC-10位于试夯区II。
2.1承载板面积的计算
复合地基静载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参数。根据《建筑地基处理技术规范》的规定，单桩复合地基载荷试验的承压板可用方形或圆形，面积为一根桩承担的处理面积。根据设计参数，本次采用5cm厚圆形钢板作为承载板.
2.2试验装置
本次试验采用重物堆载反力装置，装置采用工字钢制作，工字钢平台上堆放预制混凝土试块作为压重荷载反力。混凝土试块总重量大于最大试验荷载1.2倍，在试验开始前一次性加上平台，并保持对称以保证装置中心、堆载重物重心、千斤顶中心、桩中心垂直方向基本重合。试验时用油压千斤顶控制分级加载，沉降测量采用百分表，百分表精度为0.01mm，百分表采用磁性表座固定在钢管基准梁上，基准梁支点位于土体影响范围外。
2.3面波法波速测试
每个钻孔位置布设面波法波速测试，每个试验区布置5组，加固前后各进行一次波速测试，在回填体表面激发并接收，通过岩土动弹性模量等的对比来检验加固效果。勘探点与动力触探钻孔点位置一致，每层验收合格后方可进行下一层施工。与动力触探布置相同，测试总数量为151组。
2.4加载试验及要点
1)试验加载:本次试验加载等级分为8级，荷载等分，最大加载压力为设计要求压力值150kPa的2倍，即300kPa。每次加载前后均读取并记录承压板周各沉降测量百分表读数一次，以后每隔0.5h读记一次，当1h内累计沉降量小于0.1mm时，即可进行下一级荷载施加。卸载级数为加载级数的一半，本次等量分为4级，每一级卸载，间隔0.5h，读取各表数据并记录，计算回弹量，待卸完全部荷载后静置3h，读记百分表读数，计算总回弹量。2)终止试验的情况。a.沉降迅速增大，土体已被破坏，表现为承压板周围土体被挤出明显隆起；b.累计沉降量已大于承压板宽度或直径的6%；c.试验荷载未达到极限荷载，但施加的最大加载压力已经满足设计要求时压力值的2倍。本次试验加载设备采用油压千斤顶与经过检校的静载荷测试分析仪，以堆载平台作为加载反力装置，加载前一次堆载527kN，最大试验荷载439kN。
3试验结果分析
3.1载荷试验结果分析
加载时，加荷分级为10级。本次平板载荷试验设计承载力为150kPa，采用直径1.0m的圆形刚性承压板，试验荷载为设计值2倍，最大试验荷载为300kPa[2]。每级加载后，在加荷前后各读记压板沉降一次，按第10、20、30、45、60min测度承压板的沉降量,以后每隔30min读记一次沉降量。当在连续两个小时内，每小时内的承压板沉降量不超过0.1mm，则认为已趋于稳定，可加下一级荷载。试验区两点载荷试验p-s曲线见图1。
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图1 点SHC-3及SHC-8平板载荷试验p-s曲线
由图1可以看出，SHC-点3试验加载至150kPa，承压板累计沉降量为6.05mm，试验终止荷载为300kPa，承压板总沉降量为23.48mm。p～s曲线平缓，无明显陡降段，相对变形s/b=0.010所对应荷载212kPa。SHC-8点试验加载至150kPa，承压板累计沉降量为2.93mm，试验终止荷载为300kPa，承压板总沉降量为16.20mm。p～s曲线平缓，无明显陡降段，相对变形s/b=0.010所对应荷载255kPa。
3.2超重型动力触探试验结果分析
本次动力触探试验共完成20个孔，试夯前10个孔，试夯后10个孔。其中SHC-1～SHC-5孔口标高约13.00m，测试深度6.5m～6.6m；SHC-6～SHC-10孔口标高约15.00m，测试深度约9.7m。测锤击数(试夯前)统计结果详见表3，实测锤击数(试夯后)统计结果详见表4。根据试验结果分析，试夯后回填区的密实度有了明显提高，试夯前碎石土密实度均为松散；试夯后碎石土密实度为中密。
3.3试验数据分析
3.3.1单点数据分析
单点复合地基承载力特征值可以由压力—沉降曲线确定，在曲线上找出极限荷载和比例界限。若极限荷载大于比例界限的2倍，取比例界限，反之取极限荷载的1/2。本次试验未达到极限荷载，Q—s曲线较平缓且光滑，没有明显的比例界限，因此按复合地基相对变形值来确定。该项目为粉喷桩复合地基，属于水泥土搅拌桩，因此取承载板宽度或直径的0.006倍～0.008倍沉降量所对应的压力。经抽芯和芯样无侧限抗压强度检测，桩身连续完整、质量均匀且无侧限抗压强度均大于1.0MPa，因此取承载板直径0.006倍沉降量8.19mm所对应的压力。从三个测点Q—s曲线中作出沉降量为8.19mm所对应的压力，分别为253kN，241kN，244kN，均大于最大加载力的一半，取最大加载力的一半220kN，计算各点的复合地基承载力特征值为150kPa。
3.3.2复合地基承载力特征值
本次试验共检测3点，满足规范要求最少数量要求，由于试验为验证性试验，地基土并未破坏，复合地基的承载力特征值偏安全取150kPa，其实际承载力特征值在该值以上，因此凭经验估计其极差不超过平均值的30%时，取其平均值150kPa为该路基检测段落复合地基承载力特征值。
4结语
该路段经处理后，采用平板静载荷试验检测，地基承载力满足设计要求。从后期的路基沉降观测数据和运营后的变形情况来看，粉喷桩复合地基处理是一种较有效的软土地基加固处理方法。而平板静载荷试验相较于其他测试方法，其测试结果比较具有代表性，测试数据比较直观，使其在地基承载力测定试验中应用较为广泛。
参考文献
[1]景凤英.平板载荷试验在高速公路工程中的应用[J].交通世界，2017(7):74-75.