真空排水預壓法加固軟土地基的現(xiàn)場監(jiān)測與分析

趙云

（江西理工大學建筑與測繪工程學院 江西贛州 341000）

隨著東南沿海城市的開發(fā)建設，城市用地變得非常緊張，因此存在越來越多的由圍海造陸形成的吹填土地基。但是吹填土具有含水率高、壓縮性高、滲透性低以及承載能力極低等特點[1]。在自然狀態(tài)下吹填土可在自重應力作用下完成固結(jié)，但是要達到工程建設要求的固結(jié)度，這個過程需要長達幾十年，甚至更久，顯然這不能滿足城市建設的需求，為了加快固結(jié)速度，工程上常采用真空真空排水預壓法。先在土體中插入排水板，增加土體內(nèi)的排水通道，并且極大地縮短了排水的路徑。本文結(jié)合臺州東部新區(qū)某軟基處理工程，對沉降量、孔隙水壓力等問題進行探討。

1 工程概況

1.1 工程地質(zhì)條件

臺州東部新區(qū)某軟基處理工程位于臺州灣循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。本文對現(xiàn)場七個小區(qū)塊進行監(jiān)測分析，分別是吹填淤泥區(qū)I、II、III（處理深度 3m），泥漿池 I、II區(qū)（處理深度 5m），河道 I、II區(qū)（處理深度 10m）。本工程排水板采用B型排水板，斷面尺寸為40mm×100mm，長度3～10m，正方形布置，間距0.7m。水平排水體采用真空塑料管，插板后上覆密封膜進行抽真空，抽真空時間不小于100d，真空預壓提供的預壓荷載約80kPa以上，加載過程示意圖如圖1所示。

圖1 真空預壓加載過程示意圖

1.2 監(jiān)測方案

真空預壓監(jiān)測的主要目的是為了進行信息化施工，確保施工期間地基穩(wěn)定及加固地基卸載時計算的工后沉降和固結(jié)度滿足設計要求。這里重點討論沉降監(jiān)測和孔隙水壓力監(jiān)測。

沉降的監(jiān)測由兩部分組成，分別是插板期間的沉降和插板后真空預壓引起土體的沉降[2]。本工程在每個預壓分區(qū)中間和兩短邊中點位置布設地表沉降監(jiān)測點，通過對區(qū)塊三個監(jiān)測點的高程變化觀測，然后計算出每個監(jiān)測點的沉降量，取平均值作為該區(qū)塊的沉降量。孔隙水壓力的監(jiān)測采用的是振弦式孔隙水壓力計及專用的ZXY-Ⅱ型數(shù)字頻率，在每個預壓分區(qū)中心設置1組孔隙水壓力計。插板后埋設孔隙水壓力計，處理深度3m和5m區(qū)域埋設3只（深度分別為1.0m、3.0m、5.0m），處理深度10m區(qū)域埋設5只（深度分別為1.0m、3.0m、5.0m、7.0m、9.0m）。

2 現(xiàn)場監(jiān)測

2.1 沉降監(jiān)測

吹填淤泥Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)、泥漿池Ⅰ、Ⅱ區(qū)和河道Ⅰ、Ⅱ區(qū)以開始抽真空起，分別進行了66d、75d和60d的沉降監(jiān)測。

在真空預壓前土體就已經(jīng)有沉降，即插板期間的沉降量。由監(jiān)測數(shù)據(jù)可知經(jīng)過5、6年晾曬后，處理深度為3m的吹填淤泥插板期間的沉降為5～6cm，處理深度為5m的泥漿池區(qū)會達到7cm左右。河道區(qū)為新填土，且處理深度為10m，插板期間的沉降達到23～30cm。由于吹填淤泥區(qū)的土質(zhì)不同，沉降速率也有很大的差別。大約在40d后吹填淤泥區(qū)的沉降速率開始變緩，后期沉降速率基本穩(wěn)定在1mm/d。泥漿池區(qū)沉降速率在45d左右變緩，后期沉降速率穩(wěn)定在2mm/d。河道區(qū)沉降速率保持較快（3～4mm/d）。吹填淤泥各區(qū)塊總沉降量相差較大，不均勻沉降現(xiàn)象明顯，其他區(qū)塊總沉降量則相差不大。

2.2 孔隙水壓力監(jiān)測

土體中孔隙水壓力變化是了解加載狀態(tài)的重要手段[3]。選取了吹填淤泥Ⅱ區(qū)（處理深度3m）、泥漿池Ⅰ區(qū)（處理深度5m）孔隙水壓力值進行分析。

各層的孔壓值隨時間不斷消散，深度為1m的土層孔壓減小的幅度最大，且前期的變化速率快，10d左右變化速率減慢，孔壓值基本穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。深度為3m的孔壓值變化較小，5m處則更小。這些現(xiàn)象都說明了抽真空的效果順著排水板在不斷向下傳遞，淺部土層孔隙水壓力越小吸力越大，排水效果越好。相反，土層越深孔隙水壓力越大，且變化很小，真空預壓效果會明顯減弱，排水量和沉降也相應變小。

3 結(jié)論

（1）真空排水預壓法在插板期間就會產(chǎn)生很大的沉降，本工程達到總沉降量的1/4～1/3。插板期間的沉降受吹填土的晾曬時間和插板深度的影響，吹填后土體晾曬時間越短，插板深度越深，則沉降量越大。

（2）真空預壓前期沉降速率較快，對處理深度較淺的區(qū)塊在歷時40d左右沉降會出現(xiàn)拐點，沉降速率會放緩。處理較深的區(qū)塊則沒有出現(xiàn)拐點，沉降速率一直較快。

（3）土體中的孔隙水壓力會隨著時間不斷消散，隨深度的增加消散率會不斷減小。且上層的土體孔隙水壓力達到穩(wěn)定的時間比下層土體達到穩(wěn)定的時間要短，說明了抽真空的效果向下傳遞需要一定的時間，且上層土的固結(jié)比下層要快。

[1]婁炎.真空排水預壓法加固軟土技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2]孫立強，閆澍旺.吹填土地基在真空預壓插板期間的沉降計算[J].水利學報，2010（5）：588～594.

[3]朱建才，溫曉貴，龔曉南.真空排水預壓加固軟基中的孔隙水壓力消散規(guī)律[J].水利學報，2004（8）：123～128.