摘要:通過軟土地基處理的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)成果，研究分析了插塑料排水板配合堆載預(yù)壓軟基處理過程中淺層沉降、孔隙水壓力及深層水平位移隨時(shí)間、工況的變化規(guī)律，對(duì)軟基施工起到了較大的指導(dǎo)作用，并為最后的工程驗(yàn)收提供了有效數(shù)據(jù)。

　　關(guān)鍵詞:軟基處理,塑料排水板,堆載預(yù)壓,淺層沉降,孔隙水壓力,深層水平位移,監(jiān)測(cè)

　　軟弱地基 ( 軟基Soft Foundat ion) 系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。我國東南沿海地區(qū)分布著大量的高壓縮性土，在這種土上建造建筑物，會(huì)產(chǎn)生很大的工后沉降和差異沉降，為保證建筑物的安全，需對(duì)這類土進(jìn)行處理才能進(jìn)行建設(shè)。而在軟基加固處理當(dāng)中，控制施工速率，了解加固效果，是通過監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)分析軟土的沉降、側(cè)向位移及孔壓等指標(biāo)的增長(zhǎng)和消散來實(shí)現(xiàn)的。軟基處理監(jiān)測(cè)是涵蓋了巖土工程和測(cè)量工程的技術(shù)工作。

　　1、 工程概況

　　“亞太紙業(yè)(廣東)有限公司PM11地基處理”項(xiàng)目位于廣東省江門市新會(huì)區(qū)雙水鎮(zhèn)沙路村，場(chǎng)地占地面積約為3.3平方公里，其東面為潭江，由于場(chǎng)地淺部土層物理力學(xué)性質(zhì)較差，因此為了滿足基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求，擬對(duì)場(chǎng)地內(nèi)地基土進(jìn)行地基處理，采用塑料排水板與堆載預(yù)壓法。

　　本施工區(qū)上覆地層表層為耕植土層，主要為粉質(zhì)粘土，其下為第四系全新統(tǒng)沼澤相沉積層，主要為淤泥和粗砂，往下依次為第四系全新統(tǒng)沖洪積層、第四系上更新統(tǒng)沼澤相沉積層、第四系上更新統(tǒng)洪積層、第四系殘積層。

　　2、 監(jiān)控內(nèi)容和目的

　　根據(jù)甲方及設(shè)計(jì)單位的要求，本次監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下(本項(xiàng)目共有1～6區(qū)，本文選取較為典型的B2區(qū)：

　　①淺層沉降監(jiān)測(cè)、②孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、③深層水平位移監(jiān)測(cè)

　　軟基施工監(jiān)控的目的有：

　　為全面反映堆載預(yù)壓施工質(zhì)量加固效果，通過對(duì)各項(xiàng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理，推算地基的最終豎向變形和不同時(shí)間的固結(jié)度，結(jié)合水平變形、孔隙水壓力變化等，驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)、為確定或修改設(shè)計(jì)施工參數(shù)，對(duì)施工過程進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)和控制提供根據(jù)，為工程驗(yàn)收和計(jì)量提供數(shù)據(jù)資料。

　　(1).地基淺層沉降監(jiān)測(cè)(沉降板):監(jiān)測(cè)軟基的地表沉降速率和總沉降，推算地基的沉降;

　　(2).地基孔隙水壓力監(jiān)測(cè)(鋼弦式孔隙水壓力計(jì)):監(jiān)測(cè)軟基軟土層在堆載作用下的孔隙水壓力變化情況，軟土層的固結(jié)度;

　　(3).地基土水平位移監(jiān)測(cè)(測(cè)斜管):監(jiān)測(cè)軟基軟土層不同深度的水平位移，確定地基的填筑速率和臨界高度;

　　3、監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)

　　監(jiān)測(cè)斷面位置現(xiàn)場(chǎng)確定時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮以下路段：

　　(1)附近有較深水塘的地段、占用半幅水塘的地段;(2)軟土厚度大，軟土性質(zhì)差的地段;(3)填土高度大的地段;(4)橋頭附近地段;(5)涵洞、機(jī)耕通道附近;(6)沿路基橫向軟土厚度變化較大的路段(如丘陵邊緣地帶)。

　　實(shí)際監(jiān)測(cè)斷面的選取可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)計(jì)情況確定。可設(shè)置一定數(shù)量的重點(diǎn)觀測(cè)斷面，即控制性監(jiān)測(cè)斷面。該類監(jiān)測(cè)斷面主要布置在地基穩(wěn)定性較差、沉降較大的地段。在具體實(shí)施時(shí)，監(jiān)控?cái)嗝嫖恢煤蛿?shù)量可根據(jù)有關(guān)地質(zhì)資料、現(xiàn)場(chǎng)施工情況調(diào)整。其中，觀測(cè)斷面中的測(cè)斜管應(yīng)設(shè)在臨空面。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置依據(jù)工程實(shí)際條件，結(jié)合工程地質(zhì)資料，在工程的重要部位進(jìn)行布置，詳見圖1。軟基監(jiān)控時(shí)間從軟基處理施工完成時(shí)開始到預(yù)壓期結(jié)束、路基卸載為止。監(jiān)測(cè)工期暫定1年，監(jiān)控頻率需要根據(jù)各斷面工程地質(zhì)特點(diǎn)、填筑情況、降雨情況等予以調(diào)整。關(guān)鍵時(shí)段加密觀測(cè)，相對(duì)安全情況適當(dāng)減少不必要的觀測(cè)次數(shù)。

　　4、監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)

　　(1)沉降標(biāo)的埋設(shè)

　　采用雙管式沉降標(biāo)，預(yù)制好50 × 50cm的鋼板， 在鋼板中央用角鐵呈三角形固定6 "鋼管，每節(jié)長(zhǎng)度50cm。外套PVC 管保護(hù);埋設(shè)于砂墊層下，避開主盲溝。用水平尺校正其水平，用垂球來控制其鉛垂，埋設(shè)穩(wěn)固， 然后做好明顯標(biāo)志。隨著填土的增高，測(cè)桿和套管亦相應(yīng)接高。接高后的測(cè)桿頂面應(yīng)略高于套管上口，并高出碾壓面高度不宜大于50cm。

　　(2)測(cè)斜管的埋設(shè)

　　測(cè)斜管采用鉆孔埋設(shè)，鉆機(jī)開孔至相對(duì)硬層3～5米。將事先接好帶有底蓋的測(cè)斜管依次豎直緩慢壓入鉆孔內(nèi)，然后灌入適量平衡水，扶正管身，對(duì)正管槽方向(管槽方向垂直于路基走向)，立即用粘土封孔，上好管蓋螺絲，以免遭到破壞。

　　(3)孔隙水壓力計(jì)的埋設(shè)

　　為了確保孔隙水壓力計(jì)的成活率，采用鉆孔、單只埋設(shè)法。鉆孔至設(shè)計(jì)要求深度后(預(yù)留30cm)，將孔隙水壓力探頭壓入設(shè)計(jì)深度原狀土層中，再向孔內(nèi)放粘土封孔。埋設(shè)前首先將透水石煮沸約2個(gè)小時(shí)，使其充分飽和，以免一部份孔隙水壓力在傳遞過程中會(huì)消散在壓縮空氣上，導(dǎo)致所測(cè)孔隙水壓力值比實(shí)際值小且滯后;其次，整個(gè)測(cè)頭的連接操作務(wù)必在飽水狀態(tài)下完成，之后測(cè)定埋設(shè)前初值。并在電纜線上做好測(cè)頭編號(hào)標(biāo)志，重復(fù)上述步驟，完成所有孔隙水壓力計(jì)埋設(shè)。所有測(cè)頭埋設(shè)完畢后，將其電纜線集中引至路堤坡腳處，用PVC 管進(jìn)行保護(hù)，避免陽光暴曬。

　　5、監(jiān)測(cè)成果分析

　　(1)淺層沉降監(jiān)測(cè):B2區(qū)淺層沉降共監(jiān)測(cè)5個(gè)沉降點(diǎn)，編號(hào)分別為：B2A1、B2A2、B2A3、B2A4、B2A5。

　　在觀測(cè)周期內(nèi)，各點(diǎn)都存在有沉降速率超出警戒值：±15.00mm/d，并都是在加載第五、六層相對(duì)最厚土期間出現(xiàn)。從最終累計(jì)沉降量分析：B2A1點(diǎn)-474.62mm、B2A2點(diǎn)-413.11mm、B2A3點(diǎn)-408.34mm、B2A4點(diǎn)-229.86mm、B2A5點(diǎn)-315.86mm。其中B2A1點(diǎn)累計(jì)沉降量最大，B2A4點(diǎn)最小。整體下沉南面大，北面小，整體沉降量相對(duì)較大。

　　從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出在加載時(shí)沉降速率突然增大，隨后沉降速率變小，沉降收斂，每一級(jí)加載都存在這樣一個(gè)過程。總的來看，斷面的中心點(diǎn)沉降大，坡腳小，主要是因?yàn)榈鼗�中心附加�?yīng)力最大，且中心沉降增大后，相對(duì)應(yīng)的填土厚度又增加即荷載增大，又會(huì)造成新的沉降增大，循環(huán)往復(fù)直至軟土固結(jié)完成;在施加荷載過程中，沉降隨荷載的增大而迅速增大，停荷恒載，沉降減慢，一般當(dāng)荷載增加厚度達(dá)到3.7m 至4.3m，沉降急劇增大，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)在加載的過程中沉降發(fā)展基本一致，沉降值大與小差異的主要原因是地基土層性質(zhì)堆載厚度不同引起。

　　(2)孔隙水壓力監(jiān)測(cè)：B2區(qū)孔隙水壓力共監(jiān)測(cè)4個(gè)孔，編號(hào)分別為：B2KX1、B2KX2、B2KX3、B2KX4。每個(gè)孔分別在高程0m、-4m、-8m、-13m、-21m各處分別埋設(shè)一個(gè)孔隙水壓力計(jì)，共5個(gè)位置點(diǎn)，結(jié)果表明: 堆載預(yù)壓施工開始后，孔隙水壓力消散明顯，且消散速度劇增，隨著時(shí)間的推移，消散速度逐漸降低，并趨向穩(wěn)定，并且上層軟土層孔隙水壓力消散明顯較快，這說明塑料排水板排水路徑良好，堆載預(yù)壓效果明顯。一般在5 d 以后消散速率明顯降低，呈緩慢消散趨勢(shì)，到80 d左右時(shí)孔隙水壓力已基本趨于穩(wěn)定，這說明此時(shí)軟土層也已基本完成沉降固結(jié)。堆載預(yù)壓卸載后，孔隙水壓力消散曲線反彈明顯，孔隙水壓力有所增加，說明堆載預(yù)壓處理軟土地基取得了良好效果。

　　(3)深層水平位移(測(cè)斜)監(jiān)測(cè)：B2區(qū)深層水平位移(測(cè)斜)共監(jiān)測(cè)2個(gè)測(cè)斜孔，編號(hào)分別為：B2CX1、B2CX2。各孔的總位移量見表2。

　　觀測(cè)資料顯示，場(chǎng)地邊緣側(cè)向位移較大，場(chǎng)地中央的側(cè)向位移相對(duì)較小。土層側(cè)向變形的總體趨勢(shì)是由上至下逐漸減小。由于上部土層附加應(yīng)力大，受到頂部填土和側(cè)向淤泥的約束較小，從而產(chǎn)生較大的側(cè)向變形。較深土層受到附加應(yīng)力逐漸減小，上部側(cè)向約束大，變形較小。最大側(cè)向變形發(fā)生在-1.0～3.6 m高程范圍，該深度范圍土層是加載后路基是否穩(wěn)定的關(guān)鍵，如果過大的荷載或加載速率使該范圍內(nèi)的土層側(cè)向變形過大或被剪壞，導(dǎo)致地基失穩(wěn)。當(dāng)側(cè)向變形過大時(shí)，可以減少填土堆載兩和采取相關(guān)措施約束土體的側(cè)向位移來增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性。

　　6、結(jié)語

　　(1)通過對(duì)監(jiān)測(cè)檢測(cè)資料進(jìn)行分析，載載預(yù)壓處理后，明顯改善了地基土的排水條件，加快了地基土的固結(jié)沉降，提高了地基土的穩(wěn)定性和承載力，且為控制施工加載速率提供了有效數(shù)據(jù)，取得了預(yù)期效果。證明對(duì)軟土地基采用插塑料排水板聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行預(yù)處理是行之有效的。

　　(2)路基上部土體所受附加應(yīng)力大，其豎向與側(cè)向變形與變形速率也較大，所以附加應(yīng)力較大的土層成為路基是否穩(wěn)定的關(guān)鍵。過大的荷載和加載速率會(huì)使得土層側(cè)向位移和瞬時(shí)沉降變大，從而加大地基沉降量，對(duì)控制地基沉降及穩(wěn)定性不利，應(yīng)予以重視。

　　(3)在加載期或預(yù)壓期期孔隙水壓力的變化有良好的規(guī)律性，其波動(dòng)情況與荷載是相應(yīng)的。

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