探讨软基处理监测应用及效果

摘要：监测工作可以提高理论预测的正确性，进一步优化设计方案，并对施工过程进行全程指导。而在软基的处理过程中，由于存在较多的不确定因素，如果仅靠理论分析将施工过程中遇到的问题全部预测出来是不现实的，因此要以理论分析为基础，展开计划性的工程现场监测工作，为软基施工提供科学的监测信，提高施工的安全性与可靠性。本文就以某工程为例谈谈软基处理过程中监测手段的应用。

关键词：软基处理；监测

一、监测的一般方法

经常用到的监测方法包括以下几个：第一，浅层沉降监测，这种方法是在地表埋设沉降标，观测沉降标获取土体的浅层沉降值。利用地表沉降标的沉降值实现对软基施工速度的控制，再参照沉降时程曲线土，将软基的最终沉降量推算出来，确定出各时期软土的残余沉降量以及固结度，最终确定出软基的处理时间，并对软基处理效果进行检验；第二，分层沉降监测，其对软土层不同深度的沉降值进行监测，获取各软土层的沉降时程曲线，确定出沉降受填筑荷载的影响程度，并且在上部填土标高满足设计要求后深层土体工程沉降的稳定时间；第三，孔隙水压力监测，地基土承受的压力变化、地下水的排水条件等均对地基土中孔隙水压的变化产生直接的影响，对孔隙水压进行监测，可以为施工过程提供依据。在软基处理过程中，孔隙水压是非常重要的应力监测方法，对不同深度软土孔隙水压的消散情况进行观测，参照孔压消散值将传感器埋设处的固结度推算出来，最终对软土的固结沉降情况进行测，以实现对软基加固速度与时间的控制，提高场地的稳定性，对软基的处理效果做出判定；第四，深层水平位移监测，对软基土体不同深度的水平、侧向位移情况进行监测，对填筑施工的速度加以控制，从而提高边坡的安全性与稳定性。

二、工程实例应用

（一）工程概况

某道路工程某路段为软土地基，按照勘察报告中显示的内容，工程区普遍为松软土层，呈密实度不均匀的松散状态，厚度在2.9-4.3m之间；淤泥主要是粘粒，含少量有机质，含水量在60%左右，呈现出埋藏浅、厚度大、高压缩性以及强度底、灵敏度高等特点。由于该路基主要为淤泥层，有较大含水量，承载力低，因此设计要求处理路基地基时采用塑料排水板与强夯相结合的方案。如果无法对填筑进度、夯击过程中的时间间隔进行合理控制，那么超静孔隙水压的消散就不及时，最终破坏淤泥层的剪切。为了保证处理效果与设计要求相符，并实现对施工填筑进度的合理控制，业主决定先选择一个长宽20m×42m的试验区，并设置监测仪器，监测与施工同步进客地，将施工过程中的路基沉降量及时的反映出来，并观察沉层土层的压缩量以及孔隙水压力值的变化过程等，为施工过程提供参考依据。

（二）软基的处理

在本工程中路基软基处理采用的是塑料排水板结合强夯加载固结的方案，塑料排水板布置为间距1m的等边三角形，强夯过程如下：夯击时先加入低能量，其次为中能量，再次用高能量，最后满夯。其中低能量以间隔7天左右频率夯击两遍，单点夯击能为150kN锤重×10 m落距，每点三击，单点总击能达4500kN·m；中能量以间隔7天左右的频率夯击三遍，每点四击，单点总击能达9000kN·m；高能量夯击以间隔8天左右的频率夯击三遍，每点四击，单点夯击总能达10800kN·m；完成低、中、高强度的夯击后再进行满夯，夯锤有效落距控制在3.5m，相临夯坑的搭接距离至少大于30cm。

（三）软基监测内容与方法

具体而言，在本工程试验区进行监测的内容与方法如下：第一，观测孔隙水压力，利用钢弦式孔隙水压力计，通过型号为VW-1的振弦读数仪接收孔压信号，根据强夯的进度以及填筑进程进行跟踪观测，分析出随着强夯以及加荷时间的不同孔隙水压力的变化规律；第二，监测地面沉降，采用规格500mm×500mm×5mm、在中间焊接钢筋的钢板作沉降板，钢筋的直径φ20mm，根据强夯、加荷的过程进行同步观测，在强夯间隔期或者结束施工后再定期观测；第三，监测分层沉降量，利用磁环式分层沉降表，接收信号采用沉降仪，再与水准仪相配合测量出孔口高程，根据强夯、加荷的过程进行同步观测，在强夯间隔期或者结束施工后再定期观测；第四，监测深层水平位移，在软基中埋设测斜管作监测点，规格为Ф110mm，利用GN-1型测斜仪接收信号，埋设过程中监测1次，再做定期观测；第五，监测地下水位，观测孔是预先埋设的滤管，规格为Ф80mm，水位计接收信号，与水准仪相结合测出孔口高程，根据强夯、加荷的过程进行同步观测，在强夯间隔期或者结束施工后再定期观测，如果出现降雨则增加观测的次数。

三、观测成果分析

（一）地表沉降监测

本次监测共历时113天，按照日常沉降观测记录绘制出累计沉降量在不同时期变化的曲线图，由监测结果可以看出：沉降板在初夯时其沉降量比较大，但是在后续的强夯过程中，沉降板整体的沉降速率不断的减小，说明在强夯的作用下，地表土层越来越密实，越来越稳定，而也证明在加固浅层填土时采用强夯法是有效的。

（二）分层沉降监测

不同土层的压缩变形量不同，利用分层沉降标对其压缩变形量的差异进行观测，辅助沉降观测。本工程试验区共埋设三套分层沉降标，分析最终的监测数据可以总结出：沉环沉降量的变化过程以及沉降板沉降量的变化过程，二者的变化规律十分相似，差异只体现在随着环埋深的增加，沉环沉降量慢慢减少。深度范围在0-6m时土层出现较大的沉降量，而6-12m范围内，土层的沉降量相对较小，在12m以下，表现出的沉降则非常小，这种深度增加沉降量减小的特点，证明强夯试验的影响深度范围为0-12m。

（三）孔隙水压力监测

整体而言，在强夯时孔隙水压力会出现大幅上升，不过结束强夯后压力维持时间很短，不过几个小时已经消散大半。证明孔隙水压力的消散速度受插入塑排水板的影响而变快。从孔隙水压力变化曲线可以看出，孔隙水压的变化呈现出一定的规律性，如果强夯地面填土，孔隙水压就会升高，停止强夯施工，则孔压就下降。在12m以下孔隙压力变化范围比较小，而1-4m范围内则比较大，证明孔隙水压受强夯以及强荷的影响，深度越大，孔隙水压越小，并且其会随着强夯遍数的增加而减小，最后保持稳定。

（四）地下水位监测

从绘制出的地下水位变化曲线图中可以看出，最开始强夯时水位快速升高，甚至溢出地表，这证明土松散并且有较好的渗水性，受到强夯的冲击时，地下水会沿着排水板迅速排出；随着夯击强度的不断加大，水位的变化幅度则越来越小，证明受到强夯作用，土体慢慢的趋于密实，地下水位也慢慢稳定，土体的强度则慢慢增加。

（五）深层水平位移的监测

从绘制出的深层水平位移监测曲线图可以看出，地面下6m内是发生水平位移的主要范围，证明浅层土体的强度比较低，侧向挤压大，所以比较容易发生水平位移变性；不过在地表回填1m左右的粘性土，再利用强夯、碾压的手段使其表面形成一层硬壳，提高土体的稳定性。

总之，通过对地面沉降、分层沉降、孔隙水压力、地下水位以及深层水平位移的监测，按照监测结果采取相应的处理措施，证明监测工作在软基工程的处理中有着重要指导作用与现实意义。

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