基于某工程实践的软基处理监测分析与研究

刘国靖

（芜湖市市政管理处，安徽芜湖241003）

基于某工程实践的软基处理监测分析与研究

刘国靖

（芜湖市市政管理处，安徽芜湖241003）

文章以某工程的软基处理监测结果为研究对象，通过对该工程经地基处理后的地面沉降、孔隙水压力、地表水平位移等监测，获得相关数据，并加以分析，验证了某工程软基处理满足技术要求。

软基；地面沉降；水平位移；孔隙水压力

研究软基处理的监测检测数据，一方面能验证处理后的地基是否满足其技术要求，另一方面，通过对相关数据进行分析，获得必要的参数值，验证设计并监测工程的安全性，为下阶段工作做好准备。这不仅使处理方案的数据更加接近真实，更重要的是能积累更多的工程经验[1-5]。

1．工程概况

某工程场地现状大部分为海域，包括一段既有的简易海堤和部分鱼塘。海域部分，泥面标高约为-2.6m，海水平均深度为3.0m，简易海堤的顶面标高约为2.5m，鱼塘塘底标高约为-2.2m。除海堤之外，场地相对平坦。

该工程场地地层分布简述如下：

（1）人工填土（Qml）

主要在简易海堤的塘埂。包括抛石、砌石和素填土。

（2）第四系全新统海相沉积层（Qm4）

淤泥：有机质含量为3.59%－10.07%，大部分含粉细砂，高含水量、高压缩性、极低强度、欠固结等特点。该层连续分布，平均厚度约8.0m。

（3）第四系晚更新统冲洪积层（Qal+pl3）

粘土：可塑，局部不均匀，含中细砂或夹薄层砂透镜体。场地内该层分布较广泛，层厚6.0－7.60m。

（4）第四系残积层（Qel）

粉质粘土：可塑—硬塑，该层分布广泛，地层稳定，钻探揭露厚度0.50－14.70m。

该工程地基土部分土层的主要物料力学性质指标见表1。

表1 土层主要物理力学性质指标统计表

2．软基处理设计方案及技术要求

（1）软基处理设计方案

该工程进行地基处理的内容主要包括隔堤和陆域形成及场地软基处理。

PQRS隔堤设计采用重力式堤，大袋砂插板，塑料排水板正方形布置，间距1.0m，利用软基排水固结强度逐步提高，实现逐步加载填筑，上部填砂、填石（土）。

陆域形成采用吹砂、填砂（土）为主的陆域形成方案，表层填土。

软基处理采用排水固结堆载预压法。竖向排水体采用塑料排水板，正方形布置，间距1.0m，在既有海堤部位，采用大直径砂井，直径D325mm，正方形布置，间距1.6m。

堆载预压荷载：2.0米填砂。

预压时间：满载220天。

（2）软基处理技术要求

根据该工程的特点，地基处理技术要求主要如下：1）工后沉降≤20cm；2）差异沉降≤2‰；3）地基承载力≥100KPa；4）密实度≥90%。

3.监测目的、内容、频率和控制值

（1）监测目的

1）确保隔堤施工安全、场地填筑过程中边界稳定；

2）利用监测的结果，综合分析确定正在施工阶段隔堤围堰的稳定状态，以指导下一步施工；

3）为相关单位推算工后沉降、软基处理效果评价提供基础资料。

（2）监测内容

根据设计施工图集设计说明书，监测的主要工作项目及相关仪器设备见表2。

表2 监测主要工作项目统计表

（3）监测频率

根据设计要求，结合现场不同的施工阶段，确定不同的监测频率，主要分为施工期、间歇期以及满载期三个监测时段，详见表3。

（4）监测控制值

表3 监测频率表

根据设计要求，各部位监测控制值如下：

隔堤施工期监测控制值：1）沉降速率＜20mm/d；2）边桩位移＜5mm/d。

场区填砂堆载施工期监测控制值：1）沉降速率＜20mm/d；2）边桩位移＜5mm/d；3）孔隙水压力增量与加载量的比值：B≤0.6。

4.监测结果分析

（1）地面沉降

本工程地面沉降监测采用几何水准测量法（高程观测法），沉降板埋设在砂垫层顶面，观测精度按三级变形监测等级，观测工作选用固定的工作人员、测量仪器、观测线路和观测时间，以减少误差，其沉降结果详见表4。

表4数据表明，ABD段隔堤、PQRS段隔堤以及场区地基土在预压荷载作用下固结度均在90%以上，其最大工后沉降分别为6.3cm，15.4cm和13.2cm。另外，根据相邻观测点的工后沉降量，差异沉降量均小于2‰.

（2）地表水平位移（边桩）

边桩材料用钢管或钢筋混凝土，采用全站仪测量。边桩主要埋设在ABD围堰、抛石围堰及PQRS段隔堤，按50m间距布置一组2个。水平位移采用三级变形监测等级，观测工作选用固定的工作人员、测量仪器、观测线路和观测时间，以减少误差。

ABD段隔堤共布置10个边桩，监测点编号为B1－B10；抛石围堰共布置8个边桩，监测点编号为B11－B18，PQRS段隔堤共布置8个边桩，监测点编号为B19－B26。监测结果显示：

1）ABD段隔堤监测点B1－B8在场区预压吹砂前位移量小，约40mm，吹砂预压堆载及预压期间受上部机动车动荷载的影响，位移速率稍微增大，总的累计位移量在70mm左右；监测点B9-B10在整个施工期间，位移量约10mm，场区内堆载期间，隔堤的位移量较小。

2）抛石围堰监测点B11、B12和B13在整个施工期间，位移量较小，10mm左右。场区内堆载期间，位移速率基本没有变化，表明堆载对该段位移基本没有影响；监测点B14、B15、B16、B17和B18在场区内预压吹砂前位移量小，约10mm，吹砂预压堆载时，位移速率稍微增大，总的累计位移量在20－60mm。

表4 沉降量汇总表

3）PQRS段隔堤监测点B19－B24埋设在两侧砂被上，向砂被之间吹填砂，然后再在两侧加一层砂被，再向砂被之间吹填砂，受施工影响，边桩损坏严重，重设频繁，实际位移量和外界影响位移量是部分检测点位移量较大。两个月后，开始铺设碎石层，受碎石荷载和施工机械的共同作用，垂直隔堤位移速率和位移量明显增大，四个月后，场区内进行堆载预压，位移速率小幅度的增大，总的累计位移量变化较小，表明下部土体得到了固结，土体强度有了较大的提高。监测点B25、B26在打设砂井之后设置，监测点部位及内部（场区内）打设砂井，外部（PQRS隔堤外侧）没有进行处理，产生不均匀沉降，使得B25和B26向场区内发生小的位移量。3个月后，场区内进行堆载预压时，位移速率小幅度的增大，监测点B25总的累计位移量垂直隔堤向外侧移动，监测点B26总的累计位移量基本上没有变化。

（3）孔隙水压力

地基孔隙水压力采用钢弦式孔隙水压力+钢弦频率仪进行测量，其观测要求在孔隙水压力计埋设后，需要一段稳定时间，其读数方可作为初读数，初读数的确定需进行连续测读数日，直至读数稳定为止。测点在插板完成之后、堆载之前进行埋设，场区共布置2点孔隙水压力计，在淤泥层中每点每隔3.0m深度设置一个孔隙水压力计，共计埋设6只孔隙水压力计。

检测结果显示，各测点孔隙水压力在刚埋设完毕即开始加载，荷载不变时，超孔隙水压力缓慢消散；3个月后，开始陆续堆载，超静孔隙水压力随着荷载的增加而增大，随着堆载结束，超静孔隙水压力达到最大值。恒载初期，超静孔隙水压力消散较快，平均速率约0.4KPa/d，表明地基土固结较快，恒载中后期，超静孔隙水压力逐渐减缓，预压期满时，超静孔隙水压力基本完全消散。

5.结论

通过分析该工程软基监测数据，说明软基处理取得了非常好的效果。

（1）在整个施工期间，ABD段隔堤和抛石围堰的位移速率小于5mm/d，PQRS段隔堤在填土施工期，土体位移速率出现大于5mm/d的设计要求，后经调整填土速率，优化施工方案，位移速率逐渐降低至设计控制值之内，确保了隔堤的稳定。

（2）在加载期间，孔隙水压力增量与加载量的比值B未超过设计值要求的0.6，整个施工过程中，地基是稳定的。

（3）沉降监测的数据表明，整个实验区经地基处理后，工后沉降小于20cm，差异沉降小于2‰，均符合设计要求。

（4）在地基加载预压的过程中，恒载初期，超静孔隙水压力消散较快，表明地基土固结较快，恒载中后期，超静孔隙水压力消散逐渐减缓，预压期满时，超静孔隙水压力基本完全消散，固结基本完成，地基处理效果较佳，说明软基处理设计是科学的、成功的，大面积施工应采取该方案。

[1]邓垿，邓楠.地基处理方法的选用及处理前后应注意的问题[J].建筑工程，2010，（1）:31－32.

[2]宁卫华，卢刚.地基处理方案的合理选用[J].科技情报开发与经济，2008，（5）：217－218.

[3]张旭.地基处理方法的选用及处理前后应注意的问题[J].山西建筑，2007，（7）：122－123.

[4]李学艳.基于天津某工程实践的软土地基处理监测检测研究[J].科技创新导报，2012，（11）：101－102.

[5]鲁玉芬.基于芜湖市某工程实践的软基处理工程监测检测研究[J].河南城建学院学报，2012，（4）：11－16.

（责任编辑：孙玉永）

TU447

A

1671-752X（2013）03-0068-03

2013-04-19

刘国靖（1969-），女，安徽芜湖人，芜湖市市政管理处工程师。