真空預(yù)壓軟基處理沉降監(jiān)測(cè)及分析

陽旺丁

摘 要：結(jié)合工程實(shí)例，通過綜合運(yùn)用表層沉降監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、分層沉降監(jiān)測(cè)、地下水位觀測(cè)等常用的監(jiān)測(cè)手段及監(jiān)測(cè)方法，評(píng)估真空預(yù)壓軟土地基處理方法的加固效果，結(jié)果表明表層平均沉降量為0.905m，固結(jié)度大于90%，滿足設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓；軟基處理；沉降監(jiān)測(cè)；固結(jié)度

0 引言

軟土是工程建設(shè)中經(jīng)常遇到的軟弱地基，具有天然含水量大、孔隙比大、壓縮性高、承載能力低的特點(diǎn)，常分布于沿海、湖沼、河灘、谷地等地區(qū)[1]。真空預(yù)壓法作為排水固結(jié)法的一種，通過排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)以改變地基原有的排水邊界條件，傳遞真空壓力，增加孔隙水的排出通道，在較快的時(shí)間內(nèi)使地基土產(chǎn)生固結(jié)，完成地基加固效果，滿足工程建設(shè)需要[2，3]。在軟基處理過程中，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)以控制施工安全，分析地基固結(jié)情況，評(píng)估加固效果，為下一步設(shè)計(jì)和施工提供有效依據(jù)[4]。以下將以一具體工程實(shí)例的沉降監(jiān)測(cè)來分析真空預(yù)壓的軟基處理效果。

1 工程概況

某工程軟基處理面積約88.7萬m2，其中D26區(qū)面積為27，000m2，本文中內(nèi)容涉及的是D26加固區(qū)的監(jiān)測(cè)情況，監(jiān)測(cè)儀器平面位置如圖1所示。該區(qū)域的軟基處理方法采用真空預(yù)壓工藝。

2 施工及監(jiān)測(cè)工作

2.1 施工工藝

施工工藝包括鋪設(shè)編織布及土工格柵、吹填中細(xì)砂、吹填中粗砂、插塑料排水板、泥漿攪拌樁和真空預(yù)壓工藝施工。

2.2 監(jiān)測(cè)儀器的布置與觀測(cè)

真空預(yù)壓施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)、評(píng)估加固的效果，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)如下觀察：表面沉降和孔隙水壓力和分層沉降監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)。

2.3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)數(shù)量

（1）表層沉降觀測(cè)：按設(shè)計(jì)文件要求，每區(qū)各設(shè)10個(gè)沉降板，觀測(cè)地表沉降情況。

（2）孔隙水壓力的觀測(cè)：設(shè)置一組孔隙壓力在鋼筋的中心區(qū)域，每組7個(gè)孔隙水壓力查看器（根據(jù)每隔3米的深度，安裝一個(gè)孔隙水壓力計(jì)），觀察到在真空的孔隙水壓力的變化規(guī)律。

（3）分層沉降觀測(cè)：在鋼筋的中心區(qū)域布局分層沉降觀測(cè)管，共有7個(gè)磁環(huán)，分層土壤期間觀察真空壓縮和解。

（4）水位觀測(cè)：按設(shè)計(jì)文件要求，在加固區(qū)中心布設(shè)一個(gè)水位觀測(cè)孔，觀測(cè)抽真空期間水位變化規(guī)律。

2.4 測(cè)試時(shí)間和頻次

各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的測(cè)試時(shí)間和頻次如下：

表層沉降、孔隙水壓力、分層沉降和水位觀測(cè)要求在試抽真空前埋設(shè)好并觀測(cè)初始讀數(shù)。試抽真空期間每天觀測(cè)一次，恒載兩天一測(cè)。插板期間的地表沉降以插板前后的高程差確定。

3 真空預(yù)壓監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1 地表沉降觀測(cè)分析

D26區(qū)從9月23日開始抽真空，到12月16日抽真空期間的平均沉降0.905m。D26區(qū)抽真空期間最大沉降量為1.191m（CJ-6），最小沉降量為0.596m（CJ-2）。插板期間沉降值為1.034m。D26區(qū)沉降-時(shí)間曲線見圖2。

整合是指負(fù)載，飽和土中孔隙水的排放土壤容積降低隨著時(shí)間的推移，逐漸增加的過程中有效應(yīng)力、固結(jié)度的發(fā)展是一個(gè)過程。一旦孔隙水完全放電，不再增長，有效應(yīng)力理論，固結(jié)度高達(dá)100%。工程實(shí)用通常根據(jù)實(shí)測(cè)沉降曲線推算：

最終沉降量 ，由t時(shí)刻沉降量推算t時(shí)刻地基固結(jié)度。計(jì)算公式為：

本文固結(jié)度計(jì)算采用對(duì)數(shù)曲線法。

現(xiàn)利用實(shí)測(cè)沉降資料，選定恒載期內(nèi)的t1取10月18日、t2取11月4日、t3取11月21日，即可求出各沉降標(biāo)位置土體最終沉降量，以及D26區(qū)最終沉降量及固結(jié)度推算成果。

3.2 孔隙水壓力觀測(cè)分析

在D26區(qū)場(chǎng)地中心布置了1組孔壓計(jì)，從孔壓數(shù)據(jù)可看出抽真空初期含砂性土層孔隙水壓力下降較快，其孔壓消散與膜下真空度上升基本一致，而淤泥質(zhì)土層孔壓消散則滯后于膜下真空度的增長。D26區(qū)各深度處孔壓差均較穩(wěn)定，并位于-73.6kPa～-59.7kPa之間。D26區(qū)孔隙水壓力觀測(cè)成果如圖3。

3.3 分層沉降監(jiān)測(cè)分析

分層沉降主要是觀測(cè)加固區(qū)土體的分層壓縮情況。該區(qū)分層沉降觀測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反映深度約15m以上的土體壓縮量均較大。各個(gè)磁環(huán)的沉降速率平緩（第一磁環(huán)的10天平均沉降速率1.7mm/d），D26區(qū)第一磁環(huán)的累積沉降量為0.834m。根據(jù)D26區(qū)分層觀測(cè)成果表可繪制該區(qū)抽真空期分層變化曲線，如圖4所示。

3.4 水位監(jiān)測(cè)分析

D26地下水位觀測(cè)于9月23日開始，12月16日為止，D26區(qū)測(cè)得的最大水位差為-4.765m，根據(jù)D26區(qū)水位觀測(cè)成果表可繪制該區(qū)抽真空期水位變化曲線，如圖5所示。

4 結(jié)語

（1）采用真空預(yù)壓法進(jìn)行軟基處理，并通過多種方法對(duì)加固效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，可及時(shí)了解工程中的沉降情況，有效監(jiān)控工程過程。

（2）軟基工程表層平均沉降量為0.905m；采用對(duì)數(shù)曲線法計(jì)算的固結(jié)度為90.2%～93.7%，大于設(shè)計(jì)要求的90%；殘余沉降量為0.052～0.114m，小于設(shè)計(jì)要求的0.250m。孔隙水壓力觀測(cè)分析表明各深度處土體孔壓差均較穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

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[3] 龔曉南，岑仰潤.真空預(yù)壓加固軟土地基機(jī)理探討[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，32（2）：7-10.

[4] 劉寒鵬，杜東菊，孫銳.真空預(yù)壓軟基處理沉降監(jiān)測(cè)分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，17（1）：111-114.