緣起
長(zhǎng)、株、潭地區(qū)，普遍分布著古近系-白堊系內(nèi)½湖相沉積紅色巖系，俗稱(chēng)紅層。
據(jù)其巖性，可分為粘土巖、砂巖和礫巖三類(lèi)。
除鈣質(zhì)礫巖強(qiáng)度較高外，其它均屬極軟巖-軟巖。按規(guī)范，利用巖石抗壓強(qiáng)度折減所得承載力極低，不能客觀反映巖基承載能力。通常，采用載荷試驗(yàn)或旁壓試驗(yàn)等手段來(lái)測(cè)定。對(duì)于旁壓試驗(yàn)，本地完成項(xiàng)目數(shù)十個(gè)，已為工程實(shí)踐所證實(shí)，在此不作多述。
載荷試驗(yàn)，本地常用之者有：淺層平板載荷試驗(yàn)、深層載荷試驗(yàn)、巖基載荷試驗(yàn)、大直徑樁端阻力載荷試驗(yàn)。承壓板面積有0.07m2、0.5m2、1m2。
不同的壓板面積、不同的加載方式、不同的加載量，其試驗(yàn)費(fèi)用與試驗(yàn)時(shí)間不可同日而語(yǔ)。那ô，它們對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有什ô影響？筆者試圖管中窺豹：對(duì)當(dāng)前規(guī)范試驗(yàn)要點(diǎn)進(jìn)行了羅列，提供了具體案例，或許對(duì)同行有所啟發(fā)？
載荷試驗(yàn)方法異同辨
平板載荷試驗(yàn)是在保持地基土之天然狀態(tài)下，在一定面積承壓板上逐級(jí)向地基土施加靜力荷載，通過(guò)測(cè)定各級(jí)荷載下的沉降，由荷載-沉降關(guān)系（p-s）曲線確定地基強(qiáng)度變形參數(shù)（承載力、變形模量、基床系數(shù)）的、既原始又客觀的測(cè)試方法。它起源于上世紀(jì)20～30年代的蘇、美等國(guó)。1949年以后，我國(guó)在工程建設(shè)中延用了蘇聯(lián)規(guī)范（即“66國(guó)標(biāo)規(guī)范”），后經(jīng)補(bǔ)充完善，至今已積累了一定經(jīng)驗(yàn)，并衍生了系列載荷試驗(yàn)方法。
對(duì)于不同載荷試驗(yàn)的適用條件、技術(shù)要求、成果分析與應(yīng)用，《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）在“原λ測(cè)試”一章有明確規(guī)定。《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）更是針對(duì)淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷、巖石地基載荷試驗(yàn)分別提供了試驗(yàn)要點(diǎn)�！陡邔咏ㄖ䦷r土工程勘察規(guī)程》（JGJ72-2004）則提供了大直徑樁端阻力載荷試驗(yàn)要點(diǎn)。
它們的異同比較如表1。
從上表不難看出，四類(lèi)載荷試驗(yàn)，除了試驗(yàn)適用地層不同，試驗(yàn)?zāi)康摹⒁蟛煌�，試�?yàn)條件與壓板面積不同外，其最大差別在于如何確定：最大加載量、終止加載條件、承載力極限值與特征值對(duì)應(yīng)的相對(duì)沉降量。可惜的是，規(guī)范、規(guī)程讓執(zhí)行者知其然而不知其所以然，巖土工作者們?cè)趯?shí)踐中Ψ有依葫«畫(huà)瓢，難免有鄭人買(mǎi)履的嫌疑。
不可諱言，一些行業(yè)規(guī)范在修編時(shí)關(guān)注到部分問(wèn)題，吸收了部分成果，如JGJ72-2004和《冶金工業(yè)巖土勘察原λ測(cè)試規(guī)范》（GB/T 50480-2008）。后者，更是明確把軟巖和極軟巖納入了淺層與深層載荷的試驗(yàn)范Χ，明確p-s曲線無(wú)明顯拐點(diǎn)時(shí)對(duì)不同壓縮性地基確定承載力特征值時(shí)的s/d值：淺層平板載荷試驗(yàn)，強(qiáng)風(fēng)化巖取s/d=0.006～0.010、軟質(zhì)巖石取0.006；深層平板載荷試驗(yàn)，取s/d=0.01～0.02（粘性土取較大值，砂類(lèi)土取中值，卵石、強(qiáng)風(fēng)化巖取較小值）。
誠(chéng)然，s/d取值是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，缺乏準(zhǔn)確的理論關(guān)系。不同規(guī)范、不同地區(qū)取值不同，如廣東省建筑地基設(shè)計(jì)規(guī)范取值0.015～0.02。宰金珉教授（2008）對(duì)中低壓縮土的研究認(rèn)為可取更大值，當(dāng)壓板面積為0.25m2、0.5m2、1.0m2 時(shí)，s/d可取0.04、0.35、0.03。
那ô，該如何完善我們的試驗(yàn)方法，更好地確定地基土的承載力呢？楊光華教授（2013）慧眼獨(dú)具，提出了由壓板試驗(yàn)反算地基強(qiáng)度和變形指標(biāo)，采用切線模量法計(jì)算基礎(chǔ)的p-s曲線，進(jìn)而確定滿足沉降和強(qiáng)度要求的地基承載力的新方法，而不是直接由壓板載荷試驗(yàn)曲線來(lái)確定承載力，可以說(shuō)是另辟蹊徑。
一管之見(jiàn)
古人說(shuō)，窺一斑可知全豹。
還是以具體工程為例。
筆者曾在《工程勘察》（2015年第6期），針對(duì)長(zhǎng)沙國(guó)際金融中心T1大¥巖石地基承載力專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)報(bào)告，對(duì)場(chǎng)地巖石抗壓試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)與載荷試驗(yàn)（d=1130mm）成果進(jìn)行了綜合分析，對(duì)不同方法確定的巖基承載力特征值進(jìn)行分析與探討，提出了承載力的取值原則。按文中思·，該大¥的中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖承載力特征值可取比例界限壓力與載荷試驗(yàn)最大加載量的1/2之間的小值（3750 kPa），該結(jié)果較設(shè)計(jì)取值（2500 kPa）提高了50%，與巖石天然抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值接近。
最近，筆者收集到該項(xiàng)目完成的第一次載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)（2012年7月），試驗(yàn)井采用直徑9000～12750mm，壓板直徑d=800mm、1130mm。井口標(biāo)高31.95m、井底標(biāo)高15.55～16.25m（圖1、圖2）。同時(shí)，也收集到九龍倉(cāng)對(duì)面王府井商業(yè)廣場(chǎng)二期的中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖巖基載荷試驗(yàn)成果（2004年8月），d=300mm。兩個(gè)工程場(chǎng)地的巖石天然抗壓強(qiáng)度基本相同。
圖1 載荷試驗(yàn)井示意圖
圖2 試驗(yàn)堆載照片
圖3 不同壓板直徑的p-s曲線
圖4 不同壓板直徑的s/p-s擬合曲線
從p-s曲線（圖3）可知，無(wú)論承壓板是Ф300mm、Ф800mm還是Ф1130mm，三者所獲的載荷-沉降曲線均為緩變形曲線。同級(jí)荷載作用下，沉降量隨壓板尺寸增大而增加。因其比例界線點(diǎn)不明顯，試驗(yàn)報(bào)告按最大加載之1/3取值，其承載力特征值分別為3500kPa(王府井)、2500kPa（九龍倉(cāng)），其相對(duì)沉降值遠(yuǎn)低于JGJ72-2004之限值。
假設(shè)其符合雙曲線方程，采用s/p-s曲線擬合（圖4），可得其擬合方程，并得到其承載力極限值為13245～14493kPa，三者差異并不大，該結(jié)果與旁壓試驗(yàn)所推測(cè)的極限承載力庶幾接近。
兩則故事
由載荷試驗(yàn)，想起自己親身經(jīng)歷的兩件事。
都與載荷試驗(yàn)有關(guān)。
其一，是上世紀(jì)90年代末（96年或97年）。我院承擔(dān)了四方坪立交橋的地基土載荷試驗(yàn)任務(wù)。試驗(yàn)是為了確定橋臺(tái)獨(dú)立柱基持力層（中更新世粉質(zhì)黏土）的承載力�；垡验_(kāi)挖，深近5m、長(zhǎng)約10 m、寬近6m。值班的是畢業(yè)不久的某知名院校兩λ高才生。那時(shí)候四方坪尚很荒涼，多是菜畦與農(nóng)田，試驗(yàn)、照明都靠柴油機(jī)發(fā)電。無(wú)巧不成書(shū)，在我與另一同事剛到試坑邊準(zhǔn)備下去替班時(shí)，發(fā)電機(jī)突發(fā)大火！
原因何在？柴油機(jī)快û油了�？蓯�(ài)的高才生竟然點(diǎn)著打火機(jī)，試圖燒脫礦泉水瓶的底蓋，擬用作加油©斗，且發(fā)電機(jī)û熄火。結(jié)果…..幸虧岸上土方施工者及時(shí)用土滅火，不然，后果不堪設(shè)想�？梢�(jiàn)，有時(shí)候，知識(shí)不等于常識(shí)，有知識(shí)不等于有常識(shí)。
其二，仍與載荷試驗(yàn)有關(guān)。本世紀(jì)初，我負(fù)責(zé)瀟湘風(fēng)光帶某擋墻持力層全新世粉質(zhì)黏土的淺層平板載荷試驗(yàn)。分別采用壓板面積為0.5m2、1.0m2，按常規(guī)慢速法加載，獲得其承載力特征值約160kPa，該結(jié)果與按抗剪指標(biāo)計(jì)算值相近。后來(lái)，我在審查該場(chǎng)地附近的某項(xiàng)目之勘察報(bào)告發(fā)現(xiàn)，該單λ竟然將承載力特征值提高到240kPa，其理由是室內(nèi)土工試驗(yàn)所得壓縮模量超過(guò)7MPa。原來(lái)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人把全新世地層作為更新世了。有此經(jīng)歷后，ÿ當(dāng)自己去外地處理巖土工程問(wèn)題時(shí)，我常常會(huì)告誡自己，會(huì)更多地征詢與尊重當(dāng)?shù)貙?zhuān)家意見(jiàn)。
這次載荷試驗(yàn)，還有些花絮，至今讓我想來(lái)仍倍感溫暖。那時(shí)，瀟湘大道尚是土堤，除了菜地、田疇，就是稀稀落落的幾個(gè)村子，而且多為湘江漁戶。我們借租的是正是這樣一戶人家。記得房東大嫂聽(tīng)說(shuō)市政建設(shè)到了家門(mén)口，非常熱情，不僅不計(jì)較房租多少，而且把大伙的生活安排得滋滋有ζ。還不時(shí)地讓輪班回家的同事，帶點(diǎn)蔬菜、雞蛋，魚(yú)蝦什ô的，不收費(fèi)用。不似數(shù)年后，進(jìn)行其它市政項(xiàng)目勘測(cè)時(shí)，我們常常要為了青苗補(bǔ)償、噪聲干擾、泥漿污染等事情向周Χ的人們費(fèi)盡口舌…….
時(shí)間，真的會(huì)改變很多！這是為什ô呢？
且作閑話
（1）載荷試驗(yàn)是各種地基承載力測(cè)試方法中最直接、客觀的，能模擬巖土原始受力狀態(tài)的試驗(yàn)手段，是其它承載力測(cè)試成果的驗(yàn)證依據(jù)，也是當(dāng)前各國(guó)用以確定地基承載力的最主要方法。但是，其費(fèi)用之高、工期之長(zhǎng)，不能像它試驗(yàn)方法（如SPT、DPT、PMT等）在同一場(chǎng)地大量使用和推廣。因此，需要在工程實(shí)踐中總結(jié)、歸納與優(yōu)化。
（2）巖石地基較一般地基更為特殊。其堅(jiān)硬程度、完整程度、風(fēng)化程度以及其成因、時(shí)代等，無(wú)不對(duì)其強(qiáng)度、變形特性帶來(lái)影響。地基規(guī)范雖然考慮了巖體完整性，卻δ考慮巖體的堅(jiān)硬程度，必然給規(guī)范的執(zhí)行帶來(lái)困難。從既有規(guī)范載荷試驗(yàn)要點(diǎn)對(duì)比可知，其關(guān)鍵問(wèn)題如極限荷載的選擇、相對(duì)沉降量的取值、安全系數(shù)的確定，仍停留在各自的經(jīng)驗(yàn)上。不同規(guī)范（程）對(duì)同一試驗(yàn)對(duì)象的結(jié)果偏差是顯而易見(jiàn)的，設(shè)若結(jié)合規(guī)范中的相應(yīng)計(jì)算公式，其ì盾將更為突出。
（3）當(dāng)前的載荷試驗(yàn)大多數(shù)是以復(fù)核、檢驗(yàn)承載力設(shè)計(jì)值為目的，并û有嚴(yán)格遵照規(guī)范執(zhí)行。如大直徑樁端阻力載荷試驗(yàn)與巖石地基載荷試驗(yàn)，鮮有加到極限荷載使試驗(yàn)介質(zhì)破壞者，一定程度上制約了對(duì)試驗(yàn)對(duì)象承載能力的準(zhǔn)確認(rèn)知。試想，以長(zhǎng)沙國(guó)際金融中心項(xiàng)目為例，前后進(jìn)行了9次載荷試驗(yàn)，第一期采用直徑Ф800mm和Ф1130mm承壓板，第二期全部采用Ф1130mm承壓板，都僅僅是復(fù)核2500kPa的承載力設(shè)計(jì)值。我不明白，主持該試驗(yàn)的專(zhuān)家之初衷是什ô？其意義到底有多大？如果，以試驗(yàn)最大配重9000KN來(lái)進(jìn)行Ф800mm和Ф300mm的載荷試驗(yàn)，或者干脆采用Ф1130mm的承壓板加載到破壞是否會(huì)有意外的收獲呢？記得在載荷試驗(yàn)結(jié)果評(píng)審會(huì)上，我曾調(diào)侃業(yè)主，“花δ全開(kāi)月δ圓”，其實(shí)是很有些“好鋼û用在刀刃上”的遺憾啊。
（4）縱觀已考慮巖石地基載荷試驗(yàn)的這些規(guī)范，如GB50007-2011、JGJ72-2004、GB/T 50480-2008，多多少少仍有不足。譬如缺乏對(duì)試驗(yàn)對(duì)象（巖石地基）的明確定義，缺乏相對(duì)沉降量的統(tǒng)一尺度、缺乏巖基承載力與巖石抗壓強(qiáng)度間的相關(guān)性研究….這，給規(guī)范具體執(zhí)行帶來(lái)不少困惑：
由GB50007-2011可知，全風(fēng)化，強(qiáng)風(fēng)化，破碎、極破碎巖石地基承載力應(yīng)采用平板載荷試驗(yàn)確定，應(yīng)不在巖基載荷之列。事實(shí)上，仍有不少檢測(cè)單λ采用巖基載荷試驗(yàn)方法，知乎？不知乎？
JGJ72-2004將全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化巖石都劃入了大直徑樁端阻力載荷試驗(yàn)的范疇，其實(shí)質(zhì)是深層平板載荷試驗(yàn)的深化和外延，對(duì)軟巖、極軟巖石，特別是全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化軟巖，φ800剛性板合符實(shí)際，可對(duì)硬質(zhì)巖石或巖石強(qiáng)度高的中、微風(fēng)化軟巖，采用φ800承壓板勢(shì)必增加試驗(yàn)難度和費(fèi)用，實(shí)際應(yīng)用中如何共存？
GB/T50480-2008明確地將軟巖、極軟巖納入了淺層與深層載荷試驗(yàn)范Χ，與巖石地基載荷試驗(yàn)進(jìn)行了明確區(qū)分，但其相對(duì)沉降值又顯然低于JGJ72-2004。從這些標(biāo)準(zhǔn)修編、發(fā)布的時(shí)間看，編制后發(fā)布規(guī)范的專(zhuān)家們顯然疏忽了前期規(guī)范中相關(guān)成果，原因何在？
（5）隨著巖土理論、計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，有限元等數(shù)值方法已逐漸成為巖土工程領(lǐng)域有效的實(shí)用方法，一些專(zhuān)家學(xué)者進(jìn)行了有益的嘗試。如何進(jìn)一步加強(qiáng)區(qū)域性巖石地基載荷試驗(yàn)的數(shù)值模擬、驗(yàn)證與總結(jié)，應(yīng)該是值得探討的課題。
這篇隨想之所以扯上兩則與軟巖風(fēng)馬牛不相及的故事，完全是為了切合標(biāo)題“閑話”二字。在此，筆者不想去討論巖石地基承載力的基本原理，也不想去探討影響載荷試驗(yàn)結(jié)果的諸多因素，更不想揣摸不同規(guī)范編制者的初衷，只想以自己身邊的案例，對(duì)同一試驗(yàn)載體，同一試驗(yàn)方法下不同尺度的試驗(yàn)結(jié)果展示出來(lái)，讓同行諸君去分析、去思考，若對(duì)同行有些許啟發(fā)，則幸之甚也。
