談軟基處理過程監(jiān)測及工程應(yīng)用

吳 昊 旭

(天津水運工程勘察設(shè)計院，天津 300456)

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談軟基處理過程監(jiān)測及工程應(yīng)用

吳 昊 旭

(天津水運工程勘察設(shè)計院，天津 300456)

介紹了軟基處理過程的監(jiān)測方法，并以具體工程為例，闡述了軟基處理的內(nèi)容，從監(jiān)測儀器選擇、埋設(shè)、監(jiān)測頻率、數(shù)據(jù)采集等方面，探討了軟基處理監(jiān)測工作的主要事宜，從而提高監(jiān)測工作的科學(xué)性。

軟基處理，監(jiān)測方法，監(jiān)測儀器，數(shù)據(jù)采集

0 引言

監(jiān)測工作的主要目的是有效驗證理論預(yù)測是否具備足夠的正確性，還能夠針對當(dāng)前設(shè)計方案進(jìn)行深層次優(yōu)化以及研究，及時對施工過程進(jìn)行指導(dǎo)，以免出現(xiàn)意外事故，保證施工安全及質(zhì)量。因為現(xiàn)場存在很多不確定性因素，所以工作人員在進(jìn)行軟基處理的過程中需要加入監(jiān)測環(huán)節(jié)，從而為軟基處理的施工環(huán)節(jié)提供較為精準(zhǔn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息，成功實現(xiàn)信息化施工。因此，軟基處理時的過程監(jiān)測工作對于整個工程或項目運轉(zhuǎn)能夠發(fā)揮重要作用。

1 軟基處理過程監(jiān)測概述

監(jiān)測工作在軟基處理過程中占據(jù)重要地位，其通過埋設(shè)觀測儀，并使用先進(jìn)化技術(shù)進(jìn)行觀測，進(jìn)而及時搜集項目施工過程中土體的實際強(qiáng)度和相關(guān)性變形特點等數(shù)據(jù)，綜合所有資料展開詳細(xì)分析，并在最終環(huán)節(jié)中完成對整個施工過程的有效控制。當(dāng)前，監(jiān)測工作在國內(nèi)軟基處理過程當(dāng)中已經(jīng)得到普遍認(rèn)可并大量投入使用，通過一系列工程實踐可知，監(jiān)測工作在軟基處理過程中能夠?qū)こ藤|(zhì)量以及施工安全發(fā)揮積極作用，以下為筆者對一般監(jiān)測方法的論述。

首先，淺層部分沉降監(jiān)測法。

淺層沉降監(jiān)測主要指的是在地表部分埋設(shè)沉降標(biāo)，進(jìn)而憑借對該沉降標(biāo)的觀察和監(jiān)測有效讀取土體部分的淺層沉降數(shù)值。工作人員可憑借地表沉降標(biāo)的沉降數(shù)值實現(xiàn)對軟基施工情況的有效控制，利用沉降時呈現(xiàn)出的曲線計算出軟土最終的沉降量，有效計算不同時期內(nèi)軟土的固結(jié)程度及殘余的沉降量，最終確定該軟土地基處理的準(zhǔn)確時間，再對軟基處理的實際效果進(jìn)行檢驗。

其次，分層次沉降監(jiān)測法。

工作人員對軟土層不同深度的沉降數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)而獲取軟土層中不同深度的沉降時程的曲線，充分了解填筑載荷對于沉降的相關(guān)性影響，為后續(xù)工程設(shè)計和沉降計算提供足夠依據(jù)。

再次，空隙水壓力監(jiān)測法。

地基土內(nèi)空隙水壓會發(fā)生變化，并且其與地基土所承受的壓力變化等有著密切聯(lián)系，需要通過對孔隙內(nèi)水壓力變化情況的掌握為后續(xù)施工控制提供足夠的數(shù)據(jù)支撐，提升施工質(zhì)量。

2 實際工程應(yīng)用

2.1 工程簡介

某吹填以及軟基處理工程居于已經(jīng)建成的沿海大堤內(nèi)側(cè)部分，工程建設(shè)前期，該地曾用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。據(jù)有關(guān)資料和數(shù)據(jù)顯示，該地區(qū)地形較為平坦，且周圍部分養(yǎng)殖塘較多，區(qū)域范圍內(nèi)地面標(biāo)高大致為3 m，且養(yǎng)殖塘內(nèi)深度大致為1.2 m，平均標(biāo)高約為2.4 m。該工程施工內(nèi)容涉及到吹填、規(guī)劃河道的開挖及軟基處理過程。

除此之外，該工程中吹填總量大約1 200萬m3，吹填土來源于工程外圍鄰近航道或者周邊海域地區(qū)，工作人員需要對吹填完成之后的地區(qū)展開軟基處理。要想有效保證施工排水通暢，工作人員應(yīng)在吹填操作之前完成規(guī)劃河道開挖相關(guān)性工作。

該工程最終完成需要達(dá)到以下幾個目的：

第一，將該地區(qū)的平均標(biāo)高提升到4 m的高度；

第二，有效提升地塊區(qū)域以及道路區(qū)域的地基承載能力，并要求地塊區(qū)域中1.5 m深度內(nèi)的地基承載力不小于50 kPa，道路區(qū)域內(nèi)2 m深度的地基承載力應(yīng)不小于80 kPa。

2.2 軟基處理內(nèi)容

該工程的專業(yè)人員在對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行勘察之后，將軟基處理區(qū)域進(jìn)行有效劃分，共有六個區(qū)域，運用大功率的吹泥船將海堤外圍部分的泥吹填至相關(guān)的指定區(qū)域內(nèi)，在一段時間之后再展開地基處理。

該工程實驗真空預(yù)壓淺表層的方式，將需要吹填的區(qū)域劃分成為若干個不同的軟基處理區(qū)域。工作人員需要首先在吹填表面上鋪設(shè)編織布，并且將其間距設(shè)置為約0.8 m，豎向排水通道的深度應(yīng)約為3 m，且配置塑料軟濾管建立水平排水通道，其直徑約為50 mm。除此之外，施工方使用真空泵提供足夠的真空壓力，使用排水通道完成排水過程，便于達(dá)到快速固結(jié)的目的。

2.3 監(jiān)測工作

監(jiān)測工作在軟基處理過程中占據(jù)重要地位，有利于保證工程質(zhì)量。

第一，監(jiān)測的儀器一般為真空度測量儀器、空壓計以及地標(biāo)沉降標(biāo)桿等。

真空度測量儀需要均勻放置在軟基處理范圍的四周及中心位置，主要目的是提升真空度數(shù)值測量的準(zhǔn)確度。工作人員在進(jìn)行操作的過程中，應(yīng)注意真空度測頭和真空泵之間需要保持適當(dāng)?shù)木嚯x，主要目的是以免對數(shù)據(jù)產(chǎn)生干擾，且真空測頭不能放置在濾管內(nèi)，并且需要在道路區(qū)域內(nèi)埋設(shè)深層真空度測量儀器。除此之外，工作人員在埋設(shè)沉降標(biāo)桿的時候應(yīng)均勻設(shè)置，以保證其能夠?qū)浕幚淼恼麄€區(qū)域達(dá)到全面性覆蓋，也可根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H面積大小進(jìn)行適當(dāng)性調(diào)整。孔隙水壓機(jī)一般埋設(shè)在軟基處理區(qū)域的中心部位，并結(jié)合設(shè)計深度進(jìn)行分層次布置。

第二，埋設(shè)監(jiān)測儀器。

工作人員在實地埋設(shè)的時候應(yīng)保護(hù)測頭，目的為防止測頭出現(xiàn)損壞或者淤堵等情況，膜下部分的真空度測頭需要進(jìn)行提前鋪設(shè)，其中深層真空度測頭也應(yīng)當(dāng)提前埋設(shè)在排水板的內(nèi)側(cè)，并實現(xiàn)牢靠固定。鋼弦式孔壓計的一個鉆孔應(yīng)埋設(shè)一支孔壓計，當(dāng)其鉆孔深度直至40 cm的時候，工作人員應(yīng)運用鉆桿使得孔壓計能夠達(dá)到預(yù)定深度，之后并使用淤泥完成封堵操作。施工人員在進(jìn)行孔壓計埋設(shè)的時候，應(yīng)注意保護(hù)儀器和連接電纜，及時觀察觀測儀是否能夠正常工作。除此之外，工作人員在埋設(shè)沉降標(biāo)桿的時候，應(yīng)盡量避免密封膜受到損壞，可在膜上鋪設(shè)土工布，并防止沉降標(biāo)桿。

第三，監(jiān)測過程頻率。

工作人員根據(jù)檢測物理量的重要程度和監(jiān)測的根本目的確定相關(guān)監(jiān)測項目的頻率。當(dāng)其處在真空初始階段的時候，其觀測頻率應(yīng)當(dāng)相對較密，方便有效掌握其密封效果。觀測人員應(yīng)按照以下頻率進(jìn)行監(jiān)測：每隔4 h進(jìn)行一次真空度觀測，每隔2 d進(jìn)行一次沉降及空壓等觀測。

第四，采集監(jiān)測數(shù)據(jù)。

工作人員在監(jiān)測數(shù)據(jù)采集的過程中，應(yīng)按照上文所述的監(jiān)測頻率進(jìn)行。如果遇到天氣惡劣或者一些意外狀況，工作人員需要及時加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集工作，并有效確保監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到足夠的準(zhǔn)確度。除此之外，在真空度正常(80 kPa)的時候，工作人員抽真空的時間應(yīng)多于90 d，且其沉降速度能夠連續(xù)10 d維持在小于4 mm/d。但是，需要引起注意的是，其最后10 d的沉降速度值能夠直接決定其能否對地基展開承載力實驗以及泵停止、卸載等工作內(nèi)容。主要工作流程是監(jiān)測部門的工作人員在獲得沉降數(shù)據(jù)之后及時告知監(jiān)理工程師，并在相關(guān)數(shù)值完成驗證之后以沉降速率等為基礎(chǔ)，指導(dǎo)施工方進(jìn)行試驗以及卸載。

第五，監(jiān)測結(jié)果與效果。

工作人員對該工程中各個軟基處理區(qū)域的實際監(jiān)測結(jié)果為：各個軟基處理區(qū)域內(nèi)的真空度維持在80 kPa的時間已經(jīng)超過90 d。雖然孔隙施壓的監(jiān)測結(jié)果和設(shè)計需求相符，但是根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測發(fā)現(xiàn)儀器測量的過程中準(zhǔn)確度不夠高，且數(shù)據(jù)不具備足夠的連續(xù)性。除此之外，在施工人員完成軟基處理之后，第三方檢測部門對該工程的地基承載力以及高程等進(jìn)行科學(xué)檢測，并且邀請設(shè)計單位針對不同區(qū)域內(nèi)的固結(jié)程度進(jìn)行科學(xué)計算，結(jié)果表明，安全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且最后順利通過竣工驗收部門以及專家委員會的綜合審查，表明該工程的軟基處理過程在質(zhì)量和處理過程上都達(dá)到專業(yè)要求，并充分體現(xiàn)監(jiān)測工作在其中發(fā)揮了重要作用。工程檢測工作對軟基處理過程能夠發(fā)揮關(guān)鍵的引導(dǎo)作用，這對于保證工程質(zhì)量、降低運營成本等都有積極作用。

3 結(jié)語

大量實踐表明，軟基處理過程中進(jìn)行監(jiān)測工作是其中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，監(jiān)測方案如果能夠成功實施，并將監(jiān)測結(jié)果成功運用到位，那么其對于指導(dǎo)軟基處理工作有著十分重要的意義。筆者以某工程為例，分析軟基處理過程中監(jiān)測工作的過程及結(jié)果發(fā)現(xiàn)：盡管監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠與監(jiān)測需求相符，但監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)穩(wěn)定性和連續(xù)性不足的情況，造成這種現(xiàn)象的影響因素較多。軟基處理工藝在未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展中將占據(jù)越來越重要的地位。筆者主要闡述軟基處理過程中監(jiān)測工作內(nèi)容和方式，并進(jìn)行工程應(yīng)用分析，以期為提高監(jiān)測工作的科學(xué)性提供幫助。

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Discussion on soft foundation treatment process monitoring and engineering application

Wu Haoxu

(TianjinWaterTransportEngineeringSurveyandDesignInstitute,Tianjin300456,China)

This paper introduced the monitoring method of soft foundation treatment process,and taking specific engineering as an example,described the contents of soft foundation treatment,from the monitoring instrument selection,inbuilt,monitoring frequency,data acquisition and other aspects,discussed the major issues of soft foundation treatment monitoring work,so as to improve the scientific monitoring work.

soft foundation treatment,monitoring method,monitoring instrument,data collection

1009-6825(2016)29-0073-02

2016-08-06

吳昊旭(1985- )，男，工程師

TU472

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