真空預壓軟基處理沉降監測及分析

陽旺丁

摘 要：結合工程實例，通過綜合運用表層沉降監測、孔隙水壓力監測、分層沉降監測、地下水位觀測等常用的監測手段及監測方法，評估真空預壓軟土地基處理方法的加固效果，結果表明表層平均沉降量為0.905m，固結度大于90%，滿足設計要求。

關鍵詞：真空預壓；軟基處理；沉降監測；固結度

0 引言

軟土是工程建設中經常遇到的軟弱地基，具有天然含水量大、孔隙比大、壓縮性高、承載能力低的特點，常分布于沿海、湖沼、河灘、谷地等地區[1]。真空預壓法作為排水固結法的一種，通過排水系統和加壓系統以改變地基原有的排水邊界條件，傳遞真空壓力，增加孔隙水的排出通道，在較快的時間內使地基土產生固結，完成地基加固效果，滿足工程建設需要[2，3]。在軟基處理過程中，需要進行現場監測以控制施工安全，分析地基固結情況，評估加固效果，為下一步設計和施工提供有效依據[4]。以下將以一具體工程實例的沉降監測來分析真空預壓的軟基處理效果。

1 工程概況

某工程軟基處理面積約88.7萬m2，其中D26區面積為27，000m2，本文中內容涉及的是D26加固區的監測情況，監測儀器平面位置如圖1所示。該區域的軟基處理方法采用真空預壓工藝。

2 施工及監測工作

2.1 施工工藝

施工工藝包括鋪設編織布及土工格柵、吹填中細砂、吹填中粗砂、插塑料排水板、泥漿攪拌樁和真空預壓工藝施工。

2.2 監測儀器的布置與觀測

真空預壓施工質量監測、評估加固的效果，本項目設計如下觀察：表面沉降和孔隙水壓力和分層沉降監測、水質監測。

2.3 監測項目測點數量

（1）表層沉降觀測：按設計文件要求，每區各設10個沉降板，觀測地表沉降情況。

（2）孔隙水壓力的觀測：設置一組孔隙壓力在鋼筋的中心區域，每組7個孔隙水壓力查看器（根據每隔3米的深度，安裝一個孔隙水壓力計），觀察到在真空的孔隙水壓力的變化規律。

（3）分層沉降觀測：在鋼筋的中心區域布局分層沉降觀測管，共有7個磁環，分層土壤期間觀察真空壓縮和解。

（4）水位觀測：按設計文件要求，在加固區中心布設一個水位觀測孔，觀測抽真空期間水位變化規律。

2.4 測試時間和頻次

各監測項目的測試時間和頻次如下：

表層沉降、孔隙水壓力、分層沉降和水位觀測要求在試抽真空前埋設好并觀測初始讀數。試抽真空期間每天觀測一次，恒載兩天一測。插板期間的地表沉降以插板前后的高程差確定。

3 真空預壓監測結果分析

3.1 地表沉降觀測分析

D26區從9月23日開始抽真空，到12月16日抽真空期間的平均沉降0.905m。D26區抽真空期間最大沉降量為1.191m（CJ-6），最小沉降量為0.596m（CJ-2）。插板期間沉降值為1.034m。D26區沉降-時間曲線見圖2。

整合是指負載，飽和土中孔隙水的排放土壤容積降低隨著時間的推移，逐漸增加的過程中有效應力、固結度的發展是一個過程。一旦孔隙水完全放電，不再增長，有效應力理論，固結度高達100%。工程實用通常根據實測沉降曲線推算：

最終沉降量 ，由t時刻沉降量推算t時刻地基固結度。計算公式為：

本文固結度計算采用對數曲線法。

現利用實測沉降資料，選定恒載期內的t1取10月18日、t2取11月4日、t3取11月21日，即可求出各沉降標位置土體最終沉降量，以及D26區最終沉降量及固結度推算成果。

3.2 孔隙水壓力觀測分析

在D26區場地中心布置了1組孔壓計，從孔壓數據可看出抽真空初期含砂性土層孔隙水壓力下降較快，其孔壓消散與膜下真空度上升基本一致，而淤泥質土層孔壓消散則滯后于膜下真空度的增長。D26區各深度處孔壓差均較穩定，并位于-73.6kPa～-59.7kPa之間。D26區孔隙水壓力觀測成果如圖3。

3.3 分層沉降監測分析

分層沉降主要是觀測加固區土體的分層壓縮情況。該區分層沉降觀測監測數據反映深度約15m以上的土體壓縮量均較大。各個磁環的沉降速率平緩（第一磁環的10天平均沉降速率1.7mm/d），D26區第一磁環的累積沉降量為0.834m。根據D26區分層觀測成果表可繪制該區抽真空期分層變化曲線，如圖4所示。

3.4 水位監測分析

D26地下水位觀測于9月23日開始，12月16日為止，D26區測得的最大水位差為-4.765m，根據D26區水位觀測成果表可繪制該區抽真空期水位變化曲線，如圖5所示。

4 結語

（1）采用真空預壓法進行軟基處理，并通過多種方法對加固效果進行評價，可及時了解工程中的沉降情況，有效監控工程過程。

（2）軟基工程表層平均沉降量為0.905m；采用對數曲線法計算的固結度為90.2%～93.7%，大于設計要求的90%；殘余沉降量為0.052～0.114m，小于設計要求的0.250m。孔隙水壓力觀測分析表明各深度處土體孔壓差均較穩定。

參考文獻

[1] JTJ 017-96公路軟土地基路堤設計與施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，1997.2，8.

[2] 婁炎.真空排水預壓法加固軟土技術[M].北京：人民交通出版社，2002（1）：2-3.

[3] 龔曉南，岑仰潤.真空預壓加固軟土地基機理探討[J].哈爾濱建筑大學學報，2002，32（2）：7-10.

[4] 劉寒鵬，杜東菊，孫銳.真空預壓軟基處理沉降監測分析[J].工程地質學報，2009，17（1）：111-114.