平板载荷试验（Plate Loading Test，PLT），简称载荷试验。它是模拟建筑物基础工作条件的一种试验方法，起源于20世纪30年代的苏、美等国。平板载荷试验是在板底平整的刚性承压板上逐级施加荷载，通过承压板均布传递给地基，以测定天然埋藏条件下地基土的变形特性，评定地基土的承载力，计算地基土的变形量并预估实体基础的沉降量。试验所反映的是承压板以下约1.5～2倍承压板深度内土层的应力-应变-时间关系的综合性状。载荷试验装置如图5-24所示。

图5-24　载荷试验装置

平板静力载荷试验原理，一般是按布西奈斯克土体应力分布计算公式，配合土的材料常数（弹性模量E0，泊松比μ），建立半无限体表面局部荷载作用下地基土的沉降量计算公式，苏联什塔耶尔曾于1949年推导出了刚性承压板的沉降量为

式中：d——圆形承压板宽度（cm）；

　　　B——方形承压板宽度（cm）；

　　　p——p-s曲线直线段内任一点的压力（kPa）；

　　　μ——土的泊松比；

　　　E0——土的变形模量（kPa）；

s——p值对应的圆形或方形承压板的沉降量（cm）。

由式（5-16）、式（5-17），结合载荷试验p-s曲线（图5-25）上直线比例段可反求出土的变形模量。

图5-25　载荷试验p-s曲线

p0—比例界限；pL—极限界限；I—压实阶段；Ⅱ—剪变阶段；Ⅲ—破坏阶段。

（一）试验设备

平板静力载荷试验测试设备大体上由承压板、加荷系统、反力系统和观测系统四个部分组成。各部分的作用是：加荷系统控制荷载大小；反力系统向承压板施加竖向荷载；承压板将荷载均匀传至地基土；观测系统测定承压板在各级荷载下的沉降。观测系统量值的标定及试验操作过程参见相关规程。

（二）平板静力载荷试验适应条件

（1）埋深为零的均质土层上的载荷试验。

这是国内规范规定的最常用的试验情况，即无论试验深度多大，其试坑宽度均应大于承压板宽度或直径的3倍，压板下应为均质土层，其厚度应大于压板直径的2倍。这类试验既可用以确定均质土的地基基本承载力σ0和变形模量E0的值，又可用于与其他原位测试试验进行对比研究。

（2）基础底面土层的载荷试验。

当实际基础尺寸和埋深均不大，可直接采用与基础条件相同的承压板，在基础底面的地基土上进行载荷试验，以直接确定地基土（包括非均质土）的承载力。

（3）不同压板宽度和埋深的载荷试验。

这类载荷试验一般是在同一均质土层的相同或不同标高面上，分别以大于3倍压板宽度的间距，进行不同压板宽度或不同压板埋置深度（这时试坑尺寸与压板尺寸相同）的对比试验，主要用以研究不同土类的承载力随基础宽度与埋深的变化规律。

（三）试验成果整理和应用

1.试验资料的整理

将整理好的载荷试验资料绘制成各种曲线，以便于综合对比和应用。这些曲线主要有p-s曲线和s-lgt曲线（图5-26）等，它们从不同的角度反映了载荷试验中沉降随荷载变化的发展过程。

图5-26　地基荷载试验s-lgt曲线

常规法载荷试验资料整理主要包括：① 绘制试验曲线草图，即根据原始记录绘制p-s和s-lgt曲线草图；② 修正沉降观测值，先求出校正值s0和p-s曲线c0。s0和c0的求法有图解法、最小二乘法等。对不具有明显直线端和拐点的p-s曲线，可采用三点法（假定p-s曲线为二次型）或高次多项式拟合（对不规则的p-s曲线）。

2.试验成果的应用

（1）评价地基土的承载力。由载荷试验p-s曲线确定地基土承载力，可采用强度和变形双重安全度控制。按p-s曲线的线型可分别采用拐点法、相对沉降法和极限荷载法等方法。

① 拐点法。该方法适用于硬塑—坚硬的黏性土、粉土、砂土、碎石上等具有拐点型的p-s曲线或利用其他辅助曲线可确定拐点的情况，一般取第一拐点py（比例界限点）所对应的荷载为地基土的容许承载力值。当p-s曲线上拐点不太明显时，可用下述方法加以确定：

a.在某一级荷载下，其沉降增量超过前一级荷载下沉降增量的两倍，即Δsn≥2Δsn-1的点所对应的压力即为比例界限py。

b.利用p-Δs/Δp曲线来确定拐点，如图5-27所示。

② 相对沉降法。在经过校正后的p-s曲线上取s/b（b为刚性承压板的宽度或直径）一定比值所对应的荷载为地基土的容许承载力。

a.太沙基（K.Terzaghi）取s/b=0.02相对应的荷载为地基上的容许承载力；

b.斯肯普顿（Scmpton）取s/b=0.03相对应的荷载为地基上的容许承载力；

c.对一般黏性土、粉土宜采用s/b=0.02对应的压力为容许承载力；对砂土宜采用s/b=0.01～0.015对应的压力为地基的容许承载力。[《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）](www.daowen.com)

图5-27　根据p-Δs/Δp曲线确定拐点

③ 极限荷载法。当p-s曲线上的比例界限点出现后，地基土很快达到极限荷载，即比例界限点py与极限荷载pu接近时，将pu除以安全系数Fs（Fs取2～3）作为地基土的容许承载力；当比例界限py与极限荷载pu相差较远时，可按式（5-18）确定地基土承载力标准值。

式中：fk——地基土的承载力标准（kPa）；

　　　py——比例界限荷载（kPa）；

　　　pu——极限荷载（kPa）；

　　　Fs——安全系数，一般取2～3。

（2）确定地基土的变形模量E0。不同埋深的载荷试验，计算地基土变形模量的方法不同，对于埋深为零的常规载荷试验，地基土的变形模量E0可按式（5-19）、式（5-20）计算。

式中：A——承压板的面积（m²）；

　　　s——承压板的沉降（mm）；

　　　E0——地基土的变形模量（MPa）；

　　　p——承压板压力（kPa）；

　　　d——圆形承压板直径（m）；

　　　b——方向承压板宽度（m）；

　　　μ——地基土的泊松比，其常用经验值可以参考相关规范。

当承压板位于地表面以下时，应乘以深度修正系数I1，I1为承压板埋深h时的修正系数，其值可由图5-28查得。图中sz是埋深为z时的沉降，s0是埋深为0时的沉降。

图5-28　试验深度修正系数I1的取值

（3）估算地基土的不排水抗剪强度Cu。用快速法载荷试验得到的极限荷载pu估算饱和黏性土的不排水抗剪强度Cu（φu=0）可用式（5-21）计算。

式中：Cu——地基土的不排水抗剪强度（kPa）；

　　　p0——承压板周边外的超载或土的自重应力（kPa）；

　　　Nc——计算系数。对于方形或圆形承压板，当周边无超载时，Nc=6.15；当承压板埋深大于或等于4倍板径或宽度时，Nc=9.25；承压板埋深小于4倍板径或宽度时，Nc采用线性内插法求得。

（4）确定地基基床反力系数。一般可根据常规荷载曲线首先计算得到荷载试验基床系数Kv为

式中：p1/2——比例界限荷载py的1/2（kPa）；

　　　s1/2——相应于p1/2值的沉降值（mm）。

由荷载试验基床反力系数计算得到基准基床系数Kv1（kN/m³）为

式中：b——承压板的直径或宽度（m）。

由基准基床系数Kv1可得到地基土的基床系数Ks（kN/m³）为

式中：B——基础宽度（m）。

（5）估算基础的实际沉降量。当基础埋深小于3 m且地基压缩层为均质土时，根据常规荷载试验的p-s曲线可用下面的方法估计基础的实际沉降量。

式中：s1——与建筑物基底应力相同的承压板沉降量（cm）。