浅议真空联合堆载预压处理软基的监测方法研究

摘 要：真空联合堆载预压法作为软基加固的一种有效方法，近年来得到较大的推广，适用范围主要是大面积超软基的加固处理，本工程采用了真空预压加固法，为了检查施工效果和提供卸载依据，在现场埋设了大量的监测仪器，通过监测和试验数据，可以随时检查和评价真空预压的加固效果。对真空联合堆载预压加固效果的评价，主要从现场监测和试验数据来进行分析比较，对工程起到了很好的预警、指导和评价作用。

关键词：实证研究 监测 软基处理 真空预压

Abstract: Vacuum joint heap contains pre-pressure method as soft base reinforcement of a effective method, in recent years get larger of promotion, applies range main is big area super soft base of reinforcement processing, this engineering used has vacuum pre-pressure reinforcement method, to check construction effect and provides uninstall pursuant to, in site laid has large of monitoring instrument and arrangements has more items site test, by monitoring and test data, can at any time check and evaluation vacuum pre-pressure of reinforcement effect. On the effect of vacuum United heaped load preloading for evaluation, mainly from field monitoring and analysis of experimental data for comparison, has played a very good role in early warning, direction and evaluation.

Key words: Research Monitoring Ground improvement work Vacuum preloading

中图分类号： TV547 文献标识码： A 文章编号：

1项目场地地质概况

该工程场地原始地貌类型属于浅海地貌，经人工填海造地平整而成，地面平坦。场地表面局部堆填有中微风化花岗岩或砂岩块石，个别块径较大，需机械才能搬运。

表3-1 主要土层分布情况表

②号淤泥层为本地基处理项目主要处理土层，该层为海陆交互相沉积层，饱和，流塑。含水量高，强度低、水平抗力小，灵敏度高，工程力学性质差，在自然条件下，地基稳定性较差，不能直接做为建筑物的基础持力层，在上部附加荷载作用下会发生显著变形和沉降等现象，应重视其对建构筑物、基础及地下管线等的影响。

2 监测目的和内容

2.1 监测目的

分析地基土在大面积堆载时的加载速率、变形、固结度增长及孔压消散规律，评价地基土在施工期的稳定性，控制施工期堆载速率；根据总沉降－加载－时间过程线，计算土体固结度。卸载控制标准为工后沉降量和加固范围内地基平均固结度满足设计和规范要求。此外，参考类似工程，还要求沉降速率连续5～10天不大于2mm/d。

2.2 监测内容

本工程监测项目包括：①地表沉降；②真空度；③深层水平位移；④孔隙水 压力；⑤分层沉降；⑥地表水平位移；⑦地下水位

3监测过程

3.1表面沉降监测

为了解预压过程中地基土的沉降量情况，场地铺设密封膜后，应及时埋设浅层沉降板。标杆随填土而加高，以保证其高出填土至少0.5 米。沉降观测数据为二等水准观测精度。

沉降标规格尺寸按设计图纸制作。对真空预压施工起监控作用，并对实际固结度的计算和卸载标准提供最可靠的数据。

1、测量仪器

沉降监测主要采用水准仪测量，测量精度2mm。

2、沉降标的制作

沉降标的底板用厚度10mm的钢板，尺寸为50×50cm，沉降杆用Φ20的镀锌钢管制作，两头制作螺纹接头，钢管与底板连接，用四条中Φ12钢筋焊接牢固，保证其高出填土至少0.5 米，可随堆土高度的变化而及时接长。

3、布设方法

在密封层上部搭建2m*2m的土工布沙袋平台，用于放置沉降板，要求沉降标设置点地面平整，沉降杆不能晃动。

4、测量方法

采用几何水准测量方法进行，布点完成后先测定标点的初始位置与高程，要求在排水板施工前埋设好并观测初始读数。临近预压期结束时，根据沉降观测资料计算固结度，为真空卸载提供依据，如遇特殊情况可随时增加测量密度。

5、资料的整理与反馈

每次观测所得的数据按有关规范要求进行处理，实施分析地基处理状况，指导工程施工。

3.2孔隙水压力监测

在每个真空预压单元块布置多组孔隙水压力传感器，每孔埋设3个，按深度方向分别置于淤泥层上中下部位，其中上部与下部孔隙水压计分别距离该处淤泥层顶面和底面3.0m处，中间孔隙水压计市监测点处淤泥厚度置于淤泥层中部，各深度位置的探头要求分孔埋设。

1、仪器设备

采用振弦式孔隙水压力计及专用的SZG-20型数字频率计进行观测，仪器精度为 1Hz。

2、布点方法

在插板后埋设孔压计，按深度方向分别置于淤泥层上中下部位，每个孔位埋设3个，位置分别是-7m，-14m，-20m。各层深度的传感器按不同量程需要确定，电缆线分别穿过密封膜，出膜后集中绑扎，安放在电机旁边，便于测量和维护。

观测仪器的埋设，按下列步骤进行：

（1）在安装孔隙水压力测头前，应将其细节资料以及各仪器的出厂规格、试验证书监理批准。

（2）按设计图标示的位置先进行钻孔(用Φ127mm套管扩孔)至设计深度，每孔埋设一个测头，埋设深度按设计图所示。

（3）埋设测头前，先在选定的位置钻孔到所需测量的深度，在孔底填入部分干净的砂，再将已用砂网、中砂裹好的压力计放到测点位置，然后在孔里注入中砂，最后在孔内填入干燥粘土球封孔，要保证孔压计周围充分布砂。为了消除空气的影响，测头埋设前须将其浸泡在不含空气的水中15min，安装时从水中提出，快速放入孔中埋设，孔压计探头导线均需从密封沟导出。

3、测量方法

将孔压计电缆线接上数字频率计，测量通过的电流值，记录并换算成孔隙水压力。

3.3 分层沉降监测

1、分层沉降观测点布置

为了解预压过程中深部各层地基土的沉降量情况，场地铺设砂垫层后，应及时设置深层沉降观测孔，孔底施工深度至下卧坚硬土层（基岩残积层）2.0m 为宜，沉降磁环自淤泥层以下1m 按4m 间距往下布置，淤泥层底与以下粉质粘土层交界处应布置1 个沉降磁环。

2、分层(软土层中不同深度)沉降磁环及其埋设观测仪器由MZ5-2型伸展仪、伸展磁环(D=42～45mm)及量测管(中外=53±5mm)等组成。

用钻探成孔法钻孔(用Φ127mm套管扩孔)至设计孔深，在清干净孔内余泥后，先放入量测管，再在量测管外从孔底向上每隔3m埋设一个伸展磁环，埋设完毕后对不同深度磁环按顺序编号，并测量其初始标高。放入仪器后，用成孔时取出的土按深度顺序回填复原上部孔径空间。

3、观测方法

使用专用分层沉降观测仪器进行观测。

3.4 地下水位

1、测量仪器

水位观测可采用水位仪进行，并需用水准仪测定水位管管口高程。

2、测点布置

为了解预压过程淤泥土中水位情况，便于孔隙水压的分析，场地铺设砂垫层后，应及时设置水位观测孔，水位管要求进入淤泥层不小于1m，孔底用碎石填充，水位管与孔之间用膨胀剂水泥灌浆。

3、观测频率

要求在排水板施工前埋设好并观测初始读数。其观测频率与孔压的相同。

3.5 真空度监测

1、测点布置

设置真空度测头的目的是：监测真空度沿地基深度方向的传播规律，掌握地基中真空度随时间的变化规律和空间分布状况。每个区域（约2500m2）设置2个膜下真空表和每个区域设1个主管真空表。

① 膜下真空度测头：布设于膜下砂垫层中，均匀分布于场区，全面监测施工作业面；

② 深层真空度测头：沿淤泥深度分布，其布置方式与孔压计的布置相同。

2、观测频率

加载期每天观测4次，施工满载预压期及施工间歇期每天一次。

3、资料的整理与反馈

便于了解抽真空情况，每次观测所得的数据按有关规范要求进行处理，实施分析地基处理状况，指导工程施工。

3.6 测斜监测

沿场地堆载周边边坡坡顶设置测斜管，孔深以穿过淤泥层至下卧坚硬土层（基岩残积层）2.0m 为宜。主要观测影响范围内深层土水平位移变形情况。

1、布设位置

在的真空预压单元块中选取有代表性的区域埋设测斜管，共15个，具体埋设位置见设计图。

2、观测方法

在插板前要观测初始数据，堆载前后个观测一次，满载后1次/7天。根据观测数据分析各土层的侧向压缩方向及数值，真空预压期间土体侧向变化规律及侧向影响范围，结合表层沉降、分层沉降等实测资料推算土层的压缩体积。

3、资料的整理与反馈

每次观测所得的数据按有关规范要求进行整理，如果向外的水平位移突然增大，随时上报监理工程师并提出处理意见和措施。

3.7 监测频率

1、上述各项各点监测设备埋设完成时，初读2 次。

2、加载期间，每天观测一次，其中真空度为每天观测不少于4 次。

3、施工间歇期及满载预压期间，每3～5 天观测一次，随沉降量的减小，观测间隔时间可适当延长。

4、真空联合堆载预压结束后，每天观测一次，直到观测值一周和结束观测稳定。

5、出现异常情况时加密观测。

4 结论及建议

4.1 监测结论

1、各区膜下真空度及恒载时间达到设计要求。

2、各区平均固结度均达到设计要求的80%固结度，达到卸载标准。

3、各区平均工后沉降量均小于35cm。

4、各区至少连续六昼夜实测地面沉降速率均小于2mm/d。

5、各项监测数据均未超过警戒值，施工过程中未出现地基失稳现象。

4.2 建议

1、在建筑使用期间进行长期沉降观测，进一步掌握地基变形规律，为二期项目建设提供更合理的一手资料。

2、鉴于本项目密封沟处打设了淤泥搅拌桩，且淤泥搅拌桩下仍有20米深的淤泥。建议卸载后针对密封沟进行处理，特别在有道路、建（构）物经过或有大型设备长期放置的地方进行二次处理。

参考文献

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[2] 沈珠江.陆舜英.软土地基真空排水预压的固结分析[J].岩土工程学报.1986，（8）-3.

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