分析K30地基系數(shù)載荷試驗(yàn)
地基系數(shù)K30是表示土體表面在平面壓力作用下產(chǎn)生的可壓縮性的大小。它是用直徑為300mm的剛性承載板進(jìn)行靜壓平板載荷試驗(yàn)，取次加載測得的應(yīng)力—位移（σ—s）曲線上s為1.25mm所對應(yīng)的荷載σs，按K30=σs/1.25計算得出，單位：MPa/m。
一、K30地基系數(shù)載荷試驗(yàn)的適用條件和要求
對平板載荷試驗(yàn)測試值大小的影響因素很多。包括填料的性質(zhì)、級配、壓實(shí)系數(shù)、含水率、碾壓工藝、干密度、含水量、試驗(yàn)操作方法及測試面平整度等。為了規(guī)范試驗(yàn)過程，提出了平板載荷試驗(yàn)的適用條件和要求。
二、載荷板大小
K30平板載荷試驗(yàn)適用于粒徑不大于載荷板直徑1/4的各類土和土石混合填料。
由于K30的荷載板直徑只有300mm．因此對所填路基土的顆粒粒徑和級配有一定的限值，否則顆粒粒徑過大，級配不均勻，K30的測試結(jié)果就會帶來較大的誤差，難以真實(shí)反映路基的壓實(shí)情況。根據(jù)秦沈客運(yùn)專線的經(jīng)驗(yàn)，K30適用于均勻地基土(如粗、細(xì)粒土)地基系數(shù)K30的檢測，對于拌和較均勻的級配碎石也是符合測試要求的，而對于顆粒不均勻的碎石土，其K30檢測就難以得出準(zhǔn)確可靠的測試結(jié)果。
三、有效深度范圍
K30平板載荷試驗(yàn)的測試有效深度范圍為400～500mm。
由于K30平板載荷試驗(yàn)成果所反映的是壓板下大約1．5倍壓板直徑深度范圍內(nèi)地基土的性狀，因此要想真實(shí)**地反映更深土層的情況，尚需結(jié)合其他的檢測手段進(jìn)行綜合評定。
四、影響K30測試結(jié)果的因素
對于水分揮發(fā)快的均粒砂，表面結(jié)硬殼、軟化、或因其他原因表層擾動的土，平板載荷試驗(yàn)應(yīng)置于擾動帶以下進(jìn)行。
影響K30測試結(jié)果的因素很多，但含水量變化是造成K30測試結(jié)果偶然誤差的主要因素，也就是說K30測試結(jié)果具有時效性。一般來說，控制在含水量附近施工，路基壓實(shí)系數(shù)較高，路基質(zhì)量好，基床表面剛度較大，K30測試結(jié)果較高。但是由于受季節(jié)及天氣氣溫變化的影響，其水分的蒸發(fā)程度不同，含水量差別較大，因而含水量為一變量。實(shí)踐證明，碾壓完畢后，路基含水量大時，K30試結(jié)果就??；含水量小時，K30測試結(jié)果就高。由于擊實(shí)土處于不飽和狀態(tài)，含水量對其力學(xué)性質(zhì)的影響很大。這就造成K30測試結(jié)果因含水量變化而離散性大、重復(fù)性差。為此，現(xiàn)場測試應(yīng)消除土體含水量變化的影響。
五、時間
對于粗、細(xì)粒均質(zhì)土，宜在壓實(shí)后2～4h內(nèi)進(jìn)行。
在進(jìn)行K30測試時，發(fā)現(xiàn)不同時間的K30測試結(jié)果差別較大，尤其對級配碎石來講更為明顯。這是由于不同的檢測時間，其路基的含水量及板結(jié)強(qiáng)度不同。若在碾壓完畢后2～3d再進(jìn)行K30測試，這樣雖然K30測試結(jié)果提高了，滿足了K30的設(shè)計要求。但這樣做會造成K30測試結(jié)果無可比性、不可信。因此，為了檢測路基填筑質(zhì)量而進(jìn)行的K30試驗(yàn)，只有在碾壓完畢時一定時限內(nèi)進(jìn)行測試才有意義。
六、測試界面
測試面必須是平整無坑洞的地面。對于粗粒土或混合料造成的表面凸凹不平，應(yīng)鋪設(shè)一層約2～3mm的干燥中砂或石膏膩?zhàn)印４送?，測試面必須遠(yuǎn)離震源，以保持測試精度。
細(xì)粒土（粉砂、黏土）只有在壓實(shí)的條件下方可進(jìn)行檢測。在不確定的情況下，要對地面不同深度進(jìn)行檢測，地面以下*深至d(d=承載板直徑)。
七、天氣因素
雨天或風(fēng)力大于6級的天氣，不得進(jìn)行試驗(yàn)。
八、K30地基系數(shù)載荷試驗(yàn)設(shè)備
荷載板：荷載板為園形鋼板, 其直徑為30cm、板厚為25mm。荷載板上應(yīng)帶有水準(zhǔn)泡。
加載裝置：
1）液壓千斤頂與手動油泵, 通過高壓油軟管連接。千斤頂頂端應(yīng)設(shè)置球鉸，并配有可調(diào)節(jié)絲桿和加長桿件，以便與各種不同高度的反力裝置相適應(yīng)。選用荷載應(yīng)大于或等于50kN。
2）液壓油軟管長度至少為2m，兩端應(yīng)裝有自動開閉閥門的快速接頭，以防止液壓油漏出。
3）手動液壓泵上應(yīng)裝有一個可調(diào)節(jié)減壓閥，可準(zhǔn)確地分級對荷載板實(shí)施加、卸載。
4）測壓表量程應(yīng)達(dá)到試驗(yàn)荷載的1.25倍, 精度不低于0.6級。
5）當(dāng)使用測力計直接測量加荷荷載時，測力計精度應(yīng)達(dá)到1%。
反力裝置的承載能力應(yīng)大于試驗(yàn)荷載10kN。
下沉量測量裝置由測橋和測表組成。測橋是用于安裝測表固定支架或作為測表量測基準(zhǔn)面，由長度大于3m的支撐粱和支撐座組成，當(dāng)跨度為4m時其截面系數(shù)應(yīng)大于或等于8cm。測表宜配置3～4個精度為0.01mm的百分表或電子數(shù)顯百分表, 量程應(yīng)不小于10mm, 每個測表應(yīng)配有可調(diào)式固定支架。
其他：鐵鍬、鋼板尺（長400mm）、毛刷、圬工泥刀、刮鏟、水準(zhǔn)儀、鉛垂、褶尺、干燥中砂、石膏、油、遮陽擋風(fēng)設(shè)施等。
九、K30地基系數(shù)載荷試驗(yàn)的校驗(yàn)要求
測試地基系數(shù)時，應(yīng)對儀器進(jìn)行測試校驗(yàn)。
新儀器進(jìn)行試驗(yàn)的三個月內(nèi)，應(yīng)每月標(biāo)定一次，以作出相應(yīng)誤差修正。當(dāng)三次標(biāo)定誤差小于±5%時，儀器進(jìn)入穩(wěn)定期。
儀器每次投入新工點(diǎn)或每年必須予以校驗(yàn)一次。
十、K30地基系數(shù)載荷試驗(yàn)試驗(yàn)操作步驟
場地測試面應(yīng)進(jìn)行平整，并使用毛刷掃去松土。當(dāng)處于斜坡上時，應(yīng)將荷載板支撐面做成水平面。
安置平板載荷儀：
1)將荷載板放置于測試地面上，應(yīng)使荷載板與地面良好接觸，必要時可鋪設(shè)一薄層干燥砂（2～3mm）或石膏膩?zhàn)印．?dāng)用石膏膩?zhàn)幼鰤|層時，應(yīng)在荷載板底面上抹一層油膜，然后將荷載板安放在石膏層上，左右轉(zhuǎn)動荷載板并輕輕擊打頂面，使其與地面完全接觸，與此同時可借助荷載板上水準(zhǔn)泡或水準(zhǔn)儀調(diào)整水平。
2)將反力裝置承載部分安置于荷載板上方，并加以制動。反力裝置的支撐點(diǎn)必須距荷載板外側(cè)邊緣1m以外。
3)將千斤頂放置于反力裝置下面的荷載板上，可利用加長桿和通過調(diào)節(jié)絲桿，使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載部位上，組裝時應(yīng)保持千斤頂垂直不出現(xiàn)傾斜。
4)安置測橋，測橋支撐座應(yīng)設(shè)置在距離荷載板外側(cè)邊緣及反力裝置支承點(diǎn)1m以外。測表的安放必須相互對稱，并且應(yīng)與荷載板中心保持等距離。
加載試驗(yàn)：
1)為穩(wěn)固荷載板, 預(yù)先加0.01MPa荷載，約30秒鐘，待穩(wěn)定后卸除荷載，將百分表讀數(shù)調(diào)至零或讀取百分表讀數(shù)作為下沉量的起始讀數(shù)。
2)以0.04MPa的增量,逐級加載。每增加荷載，應(yīng)在下沉量穩(wěn)定后，讀取荷載強(qiáng)和下沉量讀數(shù)。
3)當(dāng)總下沉量超過規(guī)定的基準(zhǔn)值（1.25mm），或者荷載強(qiáng)度超過估計的現(xiàn)場實(shí)際接觸壓力，或者達(dá)到地基的屈服點(diǎn)，試驗(yàn)即可終止。
當(dāng)試驗(yàn)過程出現(xiàn)異常時(如荷載板嚴(yán)重傾斜, 荷載板過度下沉),應(yīng)將試驗(yàn)點(diǎn)下挖相當(dāng)于荷載板直徑的深度，重新進(jìn)行試驗(yàn)。對出現(xiàn)的異常應(yīng)在試驗(yàn)記錄表中注明。
十一、K30地基系數(shù)載荷試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果計算及制圖
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪出荷載強(qiáng)度與下沉量關(guān)系曲線，
從荷載強(qiáng)度與下沉量關(guān)系曲線得出下沉量基準(zhǔn)值時的荷載強(qiáng)度，并按下式計算出地基系數(shù)：
K30=σs/ss（1）
式中：
K30— 由直徑30cm的荷載板測得的地基系數(shù)（MPa/m），計算取整數(shù)。
--- σ-S曲線中ss =1.25′10m相對應(yīng)的荷載強(qiáng)度(MPa)。
ss— 下沉量基準(zhǔn)值（=1.25′10m）。
十二、試驗(yàn)記錄格式
表1K30平板載荷試驗(yàn)記錄
| 工程名稱 填料類型 試驗(yàn)編號 工程地點(diǎn) 填層厚度 試驗(yàn)日期 施工單位 檢測里程 試驗(yàn)人員 荷載板直徑 檢測標(biāo)高 試驗(yàn)負(fù)責(zé)人 |
| 加載 順序 | 荷載 強(qiáng)度 σ(Mpa) | 油壓表 讀數(shù) P壓(Mpa) | 下沉量s(mm) （百分表讀數(shù)） | 荷載板中心下沉量（mm） |
| 表1 | 表2 | 表3 | 平均 | | | | |
| 預(yù)壓 | 0.01 | | | | | | |
| 復(fù)位 | 0.00 | | | | | | |
| 1 | 0.04 | | | | | | |
| 2 | 0.08 | | | | | | |
| 3 | 0.12 | | | | | | |
| 4 | 0.16 | | | | | | |
| 5 | 0.20 | | | | | | |
| 6 | 0.24 | | | | | | |