基于某工程實踐的軟基處理監(jiān)測分析與研究

劉國靖

（蕪湖市市政管理處，安徽蕪湖241003）

基于某工程實踐的軟基處理監(jiān)測分析與研究

劉國靖

（蕪湖市市政管理處，安徽蕪湖241003）

文章以某工程的軟基處理監(jiān)測結(jié)果為研究對象，通過對該工程經(jīng)地基處理后的地面沉降、孔隙水壓力、地表水平位移等監(jiān)測，獲得相關數(shù)據(jù)，并加以分析，驗證了某工程軟基處理滿足技術要求。

軟基；地面沉降；水平位移；孔隙水壓力

研究軟基處理的監(jiān)測檢測數(shù)據(jù)，一方面能驗證處理后的地基是否滿足其技術要求，另一方面，通過對相關數(shù)據(jù)進行分析，獲得必要的參數(shù)值，驗證設計并監(jiān)測工程的安全性，為下階段工作做好準備。這不僅使處理方案的數(shù)據(jù)更加接近真實，更重要的是能積累更多的工程經(jīng)驗[1-5]。

1．工程概況

某工程場地現(xiàn)狀大部分為海域，包括一段既有的簡易海堤和部分魚塘。海域部分，泥面標高約為-2.6m，海水平均深度為3.0m，簡易海堤的頂面標高約為2.5m，魚塘塘底標高約為-2.2m。除海堤之外，場地相對平坦。

該工程場地地層分布簡述如下：

（1）人工填土（Qml）

主要在簡易海堤的塘埂。包括拋石、砌石和素填土。

（2）第四系全新統(tǒng)海相沉積層（Qm4）

淤泥：有機質(zhì)含量為3.59%－10.07%，大部分含粉細砂，高含水量、高壓縮性、極低強度、欠固結(jié)等特點。該層連續(xù)分布，平均厚度約8.0m。

（3）第四系晚更新統(tǒng)沖洪積層（Qal+pl3）

粘土：可塑，局部不均勻，含中細砂或夾薄層砂透鏡體。場地內(nèi)該層分布較廣泛，層厚6.0－7.60m。

（4）第四系殘積層（Qel）

粉質(zhì)粘土：可塑—硬塑，該層分布廣泛，地層穩(wěn)定，鉆探揭露厚度0.50－14.70m。

該工程地基土部分土層的主要物料力學性質(zhì)指標見表1。

表1 土層主要物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計表

2．軟基處理設計方案及技術要求

（1）軟基處理設計方案

該工程進行地基處理的內(nèi)容主要包括隔堤和陸域形成及場地軟基處理。

PQRS隔堤設計采用重力式堤，大袋砂插板，塑料排水板正方形布置，間距1.0m，利用軟基排水固結(jié)強度逐步提高，實現(xiàn)逐步加載填筑，上部填砂、填石（土）。

陸域形成采用吹砂、填砂（土）為主的陸域形成方案，表層填土。

軟基處理采用排水固結(jié)堆載預壓法。豎向排水體采用塑料排水板，正方形布置，間距1.0m，在既有海堤部位，采用大直徑砂井，直徑D325mm，正方形布置，間距1.6m。

堆載預壓荷載：2.0米填砂。

預壓時間：滿載220天。

（2）軟基處理技術要求

根據(jù)該工程的特點，地基處理技術要求主要如下：1）工后沉降≤20cm；2）差異沉降≤2‰；3）地基承載力≥100KPa；4）密實度≥90%。

3.監(jiān)測目的、內(nèi)容、頻率和控制值

（1）監(jiān)測目的

1）確保隔堤施工安全、場地填筑過程中邊界穩(wěn)定；

2）利用監(jiān)測的結(jié)果，綜合分析確定正在施工階段隔堤圍堰的穩(wěn)定狀態(tài)，以指導下一步施工；

3）為相關單位推算工后沉降、軟基處理效果評價提供基礎資料。

（2）監(jiān)測內(nèi)容

根據(jù)設計施工圖集設計說明書，監(jiān)測的主要工作項目及相關儀器設備見表2。

表2 監(jiān)測主要工作項目統(tǒng)計表

（3）監(jiān)測頻率

根據(jù)設計要求，結(jié)合現(xiàn)場不同的施工階段，確定不同的監(jiān)測頻率，主要分為施工期、間歇期以及滿載期三個監(jiān)測時段，詳見表3。

（4）監(jiān)測控制值

表3 監(jiān)測頻率表

根據(jù)設計要求，各部位監(jiān)測控制值如下：

隔堤施工期監(jiān)測控制值：1）沉降速率＜20mm/d；2）邊樁位移＜5mm/d。

場區(qū)填砂堆載施工期監(jiān)測控制值：1）沉降速率＜20mm/d；2）邊樁位移＜5mm/d；3）孔隙水壓力增量與加載量的比值：B≤0.6。

4.監(jiān)測結(jié)果分析

（1）地面沉降

本工程地面沉降監(jiān)測采用幾何水準測量法（高程觀測法），沉降板埋設在砂墊層頂面，觀測精度按三級變形監(jiān)測等級，觀測工作選用固定的工作人員、測量儀器、觀測線路和觀測時間，以減少誤差，其沉降結(jié)果詳見表4。

表4數(shù)據(jù)表明，ABD段隔堤、PQRS段隔堤以及場區(qū)地基土在預壓荷載作用下固結(jié)度均在90%以上，其最大工后沉降分別為6.3cm，15.4cm和13.2cm。另外，根據(jù)相鄰觀測點的工后沉降量，差異沉降量均小于2‰.

（2）地表水平位移（邊樁）

邊樁材料用鋼管或鋼筋混凝土，采用全站儀測量。邊樁主要埋設在ABD圍堰、拋石圍堰及PQRS段隔堤，按50m間距布置一組2個。水平位移采用三級變形監(jiān)測等級，觀測工作選用固定的工作人員、測量儀器、觀測線路和觀測時間，以減少誤差。

ABD段隔堤共布置10個邊樁，監(jiān)測點編號為B1－B10；拋石圍堰共布置8個邊樁，監(jiān)測點編號為B11－B18，PQRS段隔堤共布置8個邊樁，監(jiān)測點編號為B19－B26。監(jiān)測結(jié)果顯示：

1）ABD段隔堤監(jiān)測點B1－B8在場區(qū)預壓吹砂前位移量小，約40mm，吹砂預壓堆載及預壓期間受上部機動車動荷載的影響，位移速率稍微增大，總的累計位移量在70mm左右；監(jiān)測點B9-B10在整個施工期間，位移量約10mm，場區(qū)內(nèi)堆載期間，隔堤的位移量較小。

2）拋石圍堰監(jiān)測點B11、B12和B13在整個施工期間，位移量較小，10mm左右。場區(qū)內(nèi)堆載期間，位移速率基本沒有變化，表明堆載對該段位移基本沒有影響；監(jiān)測點B14、B15、B16、B17和B18在場區(qū)內(nèi)預壓吹砂前位移量小，約10mm，吹砂預壓堆載時，位移速率稍微增大，總的累計位移量在20－60mm。

表4 沉降量匯總表

3）PQRS段隔堤監(jiān)測點B19－B24埋設在兩側(cè)砂被上，向砂被之間吹填砂，然后再在兩側(cè)加一層砂被，再向砂被之間吹填砂，受施工影響，邊樁損壞嚴重，重設頻繁，實際位移量和外界影響位移量是部分檢測點位移量較大。兩個月后，開始鋪設碎石層，受碎石荷載和施工機械的共同作用，垂直隔堤位移速率和位移量明顯增大，四個月后，場區(qū)內(nèi)進行堆載預壓，位移速率小幅度的增大，總的累計位移量變化較小，表明下部土體得到了固結(jié)，土體強度有了較大的提高。監(jiān)測點B25、B26在打設砂井之后設置，監(jiān)測點部位及內(nèi)部（場區(qū)內(nèi)）打設砂井，外部（PQRS隔堤外側(cè)）沒有進行處理，產(chǎn)生不均勻沉降，使得B25和B26向場區(qū)內(nèi)發(fā)生小的位移量。3個月后，場區(qū)內(nèi)進行堆載預壓時，位移速率小幅度的增大，監(jiān)測點B25總的累計位移量垂直隔堤向外側(cè)移動，監(jiān)測點B26總的累計位移量基本上沒有變化。

（3）孔隙水壓力

地基孔隙水壓力采用鋼弦式孔隙水壓力+鋼弦頻率儀進行測量，其觀測要求在孔隙水壓力計埋設后，需要一段穩(wěn)定時間，其讀數(shù)方可作為初讀數(shù)，初讀數(shù)的確定需進行連續(xù)測讀數(shù)日，直至讀數(shù)穩(wěn)定為止。測點在插板完成之后、堆載之前進行埋設，場區(qū)共布置2點孔隙水壓力計，在淤泥層中每點每隔3.0m深度設置一個孔隙水壓力計，共計埋設6只孔隙水壓力計。

檢測結(jié)果顯示，各測點孔隙水壓力在剛埋設完畢即開始加載，荷載不變時，超孔隙水壓力緩慢消散；3個月后，開始陸續(xù)堆載，超靜孔隙水壓力隨著荷載的增加而增大，隨著堆載結(jié)束，超靜孔隙水壓力達到最大值。恒載初期，超靜孔隙水壓力消散較快，平均速率約0.4KPa/d，表明地基土固結(jié)較快，恒載中后期，超靜孔隙水壓力逐漸減緩，預壓期滿時，超靜孔隙水壓力基本完全消散。

5.結(jié)論

通過分析該工程軟基監(jiān)測數(shù)據(jù)，說明軟基處理取得了非常好的效果。

（1）在整個施工期間，ABD段隔堤和拋石圍堰的位移速率小于5mm/d，PQRS段隔堤在填土施工期，土體位移速率出現(xiàn)大于5mm/d的設計要求，后經(jīng)調(diào)整填土速率，優(yōu)化施工方案，位移速率逐漸降低至設計控制值之內(nèi)，確保了隔堤的穩(wěn)定。

（2）在加載期間，孔隙水壓力增量與加載量的比值B未超過設計值要求的0.6，整個施工過程中，地基是穩(wěn)定的。

（3）沉降監(jiān)測的數(shù)據(jù)表明，整個實驗區(qū)經(jīng)地基處理后，工后沉降小于20cm，差異沉降小于2‰，均符合設計要求。

（4）在地基加載預壓的過程中，恒載初期，超靜孔隙水壓力消散較快，表明地基土固結(jié)較快，恒載中后期，超靜孔隙水壓力消散逐漸減緩，預壓期滿時，超靜孔隙水壓力基本完全消散，固結(jié)基本完成，地基處理效果較佳，說明軟基處理設計是科學的、成功的，大面積施工應采取該方案。

[1]鄧垿，鄧楠.地基處理方法的選用及處理前后應注意的問題[J].建筑工程，2010，（1）:31－32.

[2]寧衛(wèi)華，盧剛.地基處理方案的合理選用[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2008，（5）：217－218.

[3]張旭.地基處理方法的選用及處理前后應注意的問題[J].山西建筑，2007，（7）：122－123.

[4]李學艷.基于天津某工程實踐的軟土地基處理監(jiān)測檢測研究[J].科技創(chuàng)新導報，2012，（11）：101－102.

[5]魯玉芬.基于蕪湖市某工程實踐的軟基處理工程監(jiān)測檢測研究[J].河南城建學院學報，2012，（4）：11－16.

（責任編輯：孫玉永）

TU447

A

1671-752X（2013）03-0068-03

2013-04-19

劉國靖（1969-），女，安徽蕪湖人，蕪湖市市政管理處工程師。