真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法處理軟土地基監(jiān)測技術(shù)

黎海堅 林佑華

(1.贛州開發(fā)區(qū)建設(shè)投資集團公司，江西 贛州 341000; 2.江西省高速公路物資有限公司，江西 南昌 330013)

1 工程情況

某變電站場地下有含水量高(56.07%)、壓縮性大(Es0.1－0.2=1.66 MPa)、厚度大于20 m的淤泥及淤泥質(zhì)粉細(xì)砂土層。為了承載能力和穩(wěn)定性，采用低位真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進行軟基處理。

為了及時發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素，有效地控制施工速率，確保在施工過程中大面積地基的穩(wěn)定性，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)確定不同時間的沉降和固結(jié)度，推算地基的最終沉降量，以分析加固效果，對真空聯(lián)合堆載預(yù)壓固結(jié)全過程進行監(jiān)測。

2 監(jiān)測項目及布置

各監(jiān)測點監(jiān)測項目的具體位置如圖1所示，布置數(shù)量見表1。

圖1 監(jiān)測平面布置圖

表1 監(jiān)測項目及布置點數(shù)

2.1 孔隙水壓力監(jiān)測

觀測孔隙水壓力的增長和消散，用來分析固結(jié)度、強度增長和地基穩(wěn)定性，從而控制加載速率，避免堆載過快而造成地基破壞，并為預(yù)壓后卸載提供依據(jù)?？紫端畨毫τ^測的測點根據(jù)場地軟土層的分布情況進行布置。根據(jù)場地形態(tài)，均勻布置3個監(jiān)測斷面，其中場區(qū)中央位置斷面布設(shè)3個孔隙水壓力監(jiān)測孔，兩邊斷面各布設(shè)1個孔隙水壓力監(jiān)測孔，共計5個孔隙水壓力監(jiān)測孔?？紫端畨毫鞲衅鞑贾迷趬嚎s變形和剪切變形較大的部位，每個觀測孔沿豎向布置約每4 m設(shè)1個傳感器，每孔約5個，具體將視軟土厚度變化情況進行調(diào)整。

2.2 水位觀測

采用專用的水位測量儀和水準(zhǔn)儀進行觀測，儀器埋設(shè)和觀測方法為:在插板后埋設(shè)水位管，采用鉆孔導(dǎo)孔埋設(shè)，鉆孔垂直偏差率應(yīng)不大于1.5%，成孔后清孔，將水位管放置于鉆孔中，待孔側(cè)土回淤穩(wěn)定后，并測量水位初始標(biāo)高。

2.3 水平位移觀測

地表水平位移:在場區(qū)周邊設(shè)置邊樁位移觀測點，根據(jù)觀測成果分析各土體表層的側(cè)向位移方向及數(shù)量，觀測標(biāo)志采用混凝土澆筑基礎(chǔ)，內(nèi)埋設(shè)鐵件，表面與原地面齊平，上刻“+”字標(biāo)志。用測釬作為照準(zhǔn)目標(biāo)，進行表層位移觀測。為及時掌握場區(qū)外側(cè)坡角處的位移量，在處理區(qū)邊界中部外2 m處布置一個水平位移觀測點，每條邊界布設(shè)一組，共計4組共4個觀測點。

深層水平位移:為掌握場區(qū)外側(cè)不同深度、不同土層處土體側(cè)向變形量，尤其是嚴(yán)格控制邊界處變形量，在處理區(qū)邊界外2 m處布置深層水平位移觀測點，點位靠近邊樁位移觀測點，利用測斜儀測定。共布置3個測斜孔。測斜孔深度約為22 m。

2.4 沉降觀測

地表沉降:觀測地基的沉降量和沉降速率，按約900 m2布置一個沉降觀測點，沉降板豎管的垂直度偏位不大于2%，場地平整到4.5 m時埋設(shè)地面沉降標(biāo)，按場地對稱軸線布置，每(30×50)m2布置一個觀測標(biāo)，場地對稱軸線布置，共布置約32個觀測點。第二層真空膜鋪設(shè)后在對應(yīng)的位置重新埋設(shè)沉降標(biāo)，埋設(shè)之前先在膜上鋪細(xì)砂200 mm。地表沉降觀測標(biāo)由底板和沉降桿組成，尺寸由現(xiàn)場確定，整體結(jié)構(gòu)要求平穩(wěn)，沉降桿采用鋼管制作，兩頭制作螺絲接頭，鋼管與底板連接焊死，鋼管可隨堆載高度變化而及時接長。

分層沉降:測量不同深度土層的沉降曲線，用來判斷有效加固深度及各個深度的固結(jié)程度。分層沉降觀測采用沉降觀測儀。根據(jù)場地形態(tài)，布置2個分層沉降監(jiān)測孔;垂向布置，每隔約3 m布置一個沉降磁環(huán)，若土層厚度不等于3 m則適當(dāng)增減沉降環(huán)數(shù)量，每孔約7個沉降環(huán)?？咨?2 m左右。

2.5 膜下真空度及隨深度的傳遞監(jiān)測

得到真空荷載隨時間的變化曲線，要求真空壓力測點位置埋設(shè)在相鄰兩濾管之間的砂層中，在一塊加固區(qū)的膜下真空度測頭至少放置5個，四個角上和中心各放置1個，加固區(qū)面積較大時加密測點。根據(jù)DB J15-38-2005建筑地基處理技術(shù)規(guī)范規(guī)定的約1 600 m2埋設(shè)一個真空測頭的要求，測頭設(shè)置在排水砂墊層中，在場區(qū)內(nèi)均勻布置38個真空測頭。在淤泥中預(yù)埋真空度測頭時，平面方向上測頭置于等邊三角形的重心處，垂直方向上使埋設(shè)鉆桿處于鉛垂線，深度上盡量與垂直排水通道的相應(yīng)測頭深度一致。

2.6 高程測量

對于每個區(qū)必須進行20 m×20 m網(wǎng)格高程測量，在施工過程中應(yīng)測的高程有:施打塑料排水板前后砂面高程;真空—堆載聯(lián)合預(yù)壓最終高程;碾壓整平后高程。

3 監(jiān)測方法及監(jiān)測頻率

3.1 孔隙水壓力觀測

加載的控制標(biāo)準(zhǔn)為∑ΔU/ΔP≤50%。抽真空加載時每天觀測1次;填砂堆載時每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d內(nèi)，每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d后，每3 d觀測1次;實際觀測時視現(xiàn)場加載施工情況以及孔壓觀測數(shù)據(jù)的變化進行調(diào)整。

3.2 水平位移觀測

邊樁位移觀測點埋設(shè)完畢后，立即對其坐標(biāo)和高程聯(lián)測，確定其初始讀數(shù)。抽真空加載時每天觀測1次;填砂堆載時每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d內(nèi)，每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d后，每3 d觀測1次;實際觀測時視現(xiàn)場加載施工情況以及水平位移觀測數(shù)據(jù)的變化進行調(diào)整。

3.3 地表沉降觀測

場地平整到4.5 m后開始地表沉降觀測，至鋪膜前每2 d觀測一次。抽真空加載時每天觀測1次;填砂堆載時每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d內(nèi)，每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d后，每3 d觀測1次;實際觀測時視現(xiàn)場加載施工情況以及地表沉降觀測數(shù)據(jù)的變化進行調(diào)整。

3.4 分層沉降觀測

抽真空加載時每天觀測1次;填砂堆載時每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d內(nèi)，每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d后，每3天觀測1次;實際觀測時視現(xiàn)場加載施工情況以及觀測數(shù)據(jù)的變化進行調(diào)整。

3.5 土體深層水平位移

測斜管埋設(shè)后，應(yīng)盡快測定初讀數(shù)，并做好記錄，在真空預(yù)壓施工期間每天觀測1次，施工結(jié)束后每3 d觀測1次，后期可以根據(jù)實際情況，適當(dāng)調(diào)整觀測頻率。

3.6 水位觀測

抽真空加載時每天觀測1次;填砂堆載時每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d內(nèi)，每天觀測1次;填砂堆載結(jié)束在預(yù)壓14 d后，每3 d觀測1次;實際觀測時視現(xiàn)場加載施工情況以及觀測數(shù)據(jù)的變化進行調(diào)整。

4 控制指標(biāo)和資料提交

4.1 控制指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓地基處理中所使用的控制標(biāo)準(zhǔn)如下:側(cè)向位移應(yīng)小于5 mm/d;孔隙水壓力增長值與堆載荷載增長值之比不大于0.5。以上指標(biāo)以水平位移控制為準(zhǔn)，并結(jié)合變形速率的變化趨勢來判斷。超出上述控制標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)采取措施(加強觀測、控制加載速率、停止加載、卸載等)防止地基破壞。

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓作用下，軟土平均固結(jié)度達(dá)到90%以上，實測地面沉降連續(xù)5 d平均沉降量2.0 mm，且沉降—時間曲線s—t基本平緩穩(wěn)定后，方可停泵。

4.2 資料提交

監(jiān)測人員及時整理分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，將實測值與預(yù)估值進行比較，繪制各種變形—時間關(guān)系曲線及孔隙水壓—時間關(guān)系曲線，預(yù)測處理效果及發(fā)展趨向，及時向有關(guān)部門報告。在監(jiān)測過程中，若發(fā)現(xiàn)異常情況，立即向有關(guān)部門報告并提供報表和曲線圖;若監(jiān)測結(jié)果正常，則在加載期間及加載后一個星期內(nèi)每3 d內(nèi)至少提交一次報表;加載后第二個星期起每星期提交一次報表。監(jiān)測工作結(jié)束后提交完整的觀測報告。

5 結(jié)語

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法要在工程運用中取得良好加固效果，合理的施工工藝和監(jiān)測方法的布置十分關(guān)鍵。監(jiān)測務(wù)必要做到科學(xué)、合理和安全，及時發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素，合理指導(dǎo)施工，從而保障社會利益。通過對變電站真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的應(yīng)用和監(jiān)測取得了預(yù)計的效果。

[1] 謝曉華，周永章.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓軟基加固機理分析及工程應(yīng)用[J].四川建筑科學(xué)研究，2010，36(5):30-31.

[2] DB J15-38，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[3] DL/T 5024，電力工程地基處理技術(shù)規(guī)程[S].