某吹填場地地基處理監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

項(xiàng)錦濤(中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100089)

某吹填場地地基處理監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

項(xiàng)錦濤
(中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100089)

軟土地基處理施工中通過監(jiān)測技術(shù)，了解土體全過程變化情況，及時(shí)驗(yàn)證、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、參數(shù)，控制施工質(zhì)量。結(jié)合某沿海城市吹填場地軟基處理工程，對相關(guān)監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究。

軟土地基處理；監(jiān)測；技術(shù)應(yīng)用

1 前言

為保證、控制軟基處理在施工期的整體安全和穩(wěn)定，以及評價(jià)軟基處理效果，需要在施工期進(jìn)行沉降、空隙水壓力、側(cè)向變形等監(jiān)測和原位測試等檢測工作，進(jìn)行長時(shí)間、連續(xù)的定性與定量現(xiàn)場技術(shù)監(jiān)測和分析工作，從而指導(dǎo)現(xiàn)場施工和優(yōu)化設(shè)計(jì)，反饋和驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)取值，提供質(zhì)量檢測和隱蔽驗(yàn)收數(shù)據(jù)，保證施工進(jìn)程和質(zhì)量，為制定、執(zhí)行有關(guān)施工專項(xiàng)方案和調(diào)整設(shè)計(jì)提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持，同時(shí)配合和支持工程竣工驗(yàn)收、工程投資后評價(jià)等工作。

2 軟基處理施工監(jiān)測、檢測技術(shù)

2.1 地表沉降觀測

通過對土體垂直變形的測試分析，可確保工程施工安全，根據(jù)沉降時(shí)間曲線關(guān)系，可推算固結(jié)度，確定卸載時(shí)間。

2.2 深層沉降觀測

通過對預(yù)壓區(qū)鉆孔埋設(shè)分層沉降標(biāo)，然后用沉降儀來量測土層深部沉降。可得到不同深度的土層在加固過程中的沉降量，從中了解各土層的壓縮情況。

2.3 孔隙水壓力觀測

通過對孔隙水壓力進(jìn)行監(jiān)測，掌握施工過程中孔隙水壓力的增長與消散規(guī)律，可控制加載速度和超孔隙水壓力消散時(shí)間，并為分析加固效果提供依據(jù)。

2.4 側(cè)向變形觀測

通過鉆孔埋設(shè)測斜管，監(jiān)測土層深部水平位移，可以了解預(yù)壓期間土體側(cè)向移動量的大小，判斷側(cè)向位移對土體垂直變形的影響。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

某沿海市政道路軟基處理場地，選取面積為10500㎡場地作為試驗(yàn)區(qū)，采用塑料排水板+堆載預(yù)壓+管井降水+強(qiáng)夯的聯(lián)合方法進(jìn)行軟基處理，技術(shù)要求為工后沉降小于0.3m、1.0m×1.0m載荷板試驗(yàn)地基承載力特征值不小于120KPa、處理后粉細(xì)砂和吹填砂層液化指數(shù)不大于8。

場地為新近吹填土層，處理深度內(nèi)①層為厚度約9m的吹填砂夾淤泥，②層為厚度約4.9m的淤泥、淤泥質(zhì)土，③層為厚度約5.8m為中粗砂、細(xì)砂，厚度約2.9m的淤泥質(zhì)土。場區(qū)地下水主要為上部孔隙水及下部承壓水，地下水位埋設(shè)1.36～1.85m，平均1.65m。

4 監(jiān)測、檢測

4.1 地表沉降觀測

沉降板由面積1m×1m，厚度為15mm 的鐵板做成，監(jiān)測頻率為每天一次，直到施工結(jié)束后20天。監(jiān)測點(diǎn)平均沉降量為0.517m，分層沉降法計(jì)算總沉降量為0.607m，工后沉降量為0.09m，固結(jié)度達(dá)到85.2%，表層沉降板隨著時(shí)間增加，沉降量逐漸增大，根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地表沉降曲線較緩時(shí)，及時(shí)增加靜荷載（堆載）、動荷載（強(qiáng)夯）使得沉降繼續(xù)保持一定速率，使得沉降速率在可控范圍內(nèi)，既不會因速率過慢影響地基處理工期，又不會因加載過大導(dǎo)致速率過快，進(jìn)而造成排水板彎折、場地外土體隆起，產(chǎn)生質(zhì)量、安全隱患。

4.2 分層沉降觀測

4.2.1 儀器設(shè)備：由PVC 沉降管、CJY-80 型電磁式沉降儀、CJH-88.1 型沉降環(huán)及其它配套設(shè)備構(gòu)成。

4.2.2 技術(shù)要求：孔點(diǎn)位置應(yīng)準(zhǔn)確，成孔要垂直，避免坍塌。沉降管道連接成數(shù)段系列，逐節(jié)在孔口連接。每埋好一個(gè)沉降環(huán)，都要用中粗砂和適量粘性土回填。沉降環(huán)埋好后，應(yīng)立即用沉降儀測量一次，對環(huán)的位置、數(shù)量進(jìn)行校對，并對孔口高程進(jìn)行測量。每孔從淤泥面往下按 2m、5m、9m、15m 深度布置 4個(gè)分層沉降環(huán)，從埋設(shè)之后開始觀測，每天一次，直到滿夯結(jié)束后 10 天。

4.2.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

共設(shè)置6個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位，累計(jì)壓縮量平均為178mm，其中淤泥層壓縮量較大平均為105mm，砂層壓縮量為73mm，表明淤泥層由于加載及排水作用，產(chǎn)生排水固結(jié)效果，淤泥層產(chǎn)生壓縮。

4.3 孔隙水壓力觀測

4.3.1 儀器設(shè)備：KYJ-30 型系列鋼弦式孔隙水壓力計(jì)及配套的ZXY-2 型振弦頻率讀數(shù)儀和導(dǎo)線等。其中鋼弦式孔隙水壓力計(jì)量程為200kPa。

4.3.2 技術(shù)要求：

①測頭上的透水石事先要在水中煮沸 40min，以便排出透水石中的氣泡。

②經(jīng)水煮沸過的透水石冷卻后要一直放在該水中，并且要在水中（注意不要與空氣接觸）裝到測頭上，此后在進(jìn)入鉆孔前也一直放在水中，并再次量測測頭的初值。

③埋設(shè)位置在平面上應(yīng)是垂直排水通道間距的幾何形心上，在深度上應(yīng)與垂直排水通道中真空度測頭的埋設(shè)深度相對應(yīng)，這樣便于比較所測得的各種數(shù)據(jù)。

④埋設(shè)方法采用先成孔，待鉆孔鉆到設(shè)計(jì)埋深高程之上 50cm 處，再用壓入的方式通過鉆桿將測頭壓到設(shè)計(jì)高程，先向孔底填入適量干凈砂，將測頭放入孔內(nèi)，上面回填粘性土封口，然后繼續(xù)填砂至上面測頭標(biāo)高。

⑤所有導(dǎo)線應(yīng)該作好標(biāo)記，接頭處作好防水處理，并用鋼管保護(hù)導(dǎo)線。

⑥繪制測量孔點(diǎn)處孔隙水壓力隨深度的變化曲線。

⑦根據(jù)孔隙水壓力的變化規(guī)律，判斷真空-填土堆載聯(lián)合加壓以及動靜高超載聯(lián)合加壓的預(yù)壓加固時(shí)效性。

按每10000 ㎡設(shè)一個(gè)孔壓觀測孔，每孔從③層淤泥頂面往下按 2m、 5m、9m、15m 深度布置 4 個(gè)孔壓計(jì)，從真空預(yù)壓施工前兩天開始觀測，每天一次，直到滿夯結(jié)束后 10 天。

數(shù)據(jù)表明加載期間孔隙水壓力上升，但由于降排水的影響，孔隙水壓力上升一段時(shí)間后逐漸降低，在進(jìn)行加載，孔隙水壓力又會逐漸上升。

4.4 側(cè)向變形觀測

4.4.1 儀器設(shè)備：由Φ70PVC 型測斜管和伺服式加速設(shè)計(jì)測斜儀兩部分組成，測斜儀由測斜傳感器、讀數(shù)儀和連接電纜組成。

4.4.2 技術(shù)要求：

① 采用Φ108 直徑鉆具成孔，鉆孔應(yīng)垂直，上部砂層部分下套管護(hù)孔。② 鉆進(jìn)深度比安裝深度深 1m。

③ 鉆孔應(yīng)有原始記錄，包括地層分層、深度和土的性質(zhì)描述。

④ 測斜管安裝埋設(shè)采用逐根連接法：最下節(jié)管底套上配套，底蓋固定密封，放入孔內(nèi)；將上一節(jié)按槽口方向插入下一節(jié)接頭內(nèi)，必須注意一定要插到管子端平面相接后再固定，安裝過程中遇管子上浮，可在管內(nèi)注清水。

⑤ 測斜管安裝到位，注意將管內(nèi)壁上兩對凹槽的任何一對調(diào)整垂直于量測方向，套上配套頂蓋。

⑥ 管外與鉆孔間隙用砂填實(shí)，測斜管內(nèi)不得混入雜物，埋設(shè)完成后宜用模擬測頭探模，以檢查導(dǎo)槽是否通暢。

⑦ 測斜管與土體固結(jié) 5～7 天后，可進(jìn)行初始值觀測。

側(cè)向變形觀測點(diǎn)處理四區(qū)設(shè)于四區(qū)南側(cè)、東側(cè)、西側(cè)，處理五區(qū)設(shè)于五區(qū)北側(cè)、東側(cè)、西側(cè)。按距密封墻外邊界 5m 布設(shè)，樁長分別進(jìn)入③層淤泥內(nèi) 25～26m，自真空預(yù)壓穩(wěn)壓 7 天后開始觀測，每 2天一次，直到滿夯后 10 天。

側(cè)向變形監(jiān)測主要用途為監(jiān)測土體側(cè)向位移情況，判斷地基處理工藝對下臥土體的影響深度，防止土體側(cè)向變形過大影響施工安全。

5 結(jié)論

吹填場地地基處理采用表層沉降、深層沉降、孔隙水壓力及側(cè)向變形觀測監(jiān)測技術(shù)是可行的，能夠滿足地基處理對土體豎向、橫向變形的監(jiān)測要求，結(jié)合孔隙水壓力消散數(shù)據(jù)確定加載時(shí)間，對加載速率及加載量進(jìn)行合理化控制，確保吹填場地地基處理質(zhì)量可控、信息化施工。

[1]龔曉南.地基處理手冊.第三版.中國建筑出版社，2008.6

[2]劉玉卓.公路工程軟基處理.人民交通出版社，2002.3.1

[3]呂玉梅、楊仲元、王東杰等.軟土地基處理技術(shù)，中國電力出版社，2009.7.1

G322

B

1007-6344（2016）04-0315-01

項(xiàng)錦濤,男,1988年09月,助理工程師,路橋工程,中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司,工作年限：5,長春工程學(xué)院