真空预压软基处理沉降监测及分析

阳旺丁

摘 要：结合工程实例，通过综合运用表层沉降监测、孔隙水压力监测、分层沉降监测、地下水位观测等常用的监测手段及监测方法，评估真空预压软土地基处理方法的加固效果，结果表明表层平均沉降量为0.905m，固结度大于90%，满足设计要求。

关键词：真空预压；软基处理；沉降监测；固结度

0 引言

软土是工程建设中经常遇到的软弱地基，具有天然含水量大、孔隙比大、压缩性高、承载能力低的特点，常分布于沿海、湖沼、河滩、谷地等地区[1]。真空预压法作为排水固结法的一种，通过排水系统和加压系统以改变地基原有的排水边界条件，传递真空压力，增加孔隙水的排出通道，在较快的时间内使地基土产生固结，完成地基加固效果，满足工程建设需要[2，3]。在软基处理过程中，需要进行现场监测以控制施工安全，分析地基固结情况，评估加固效果，为下一步设计和施工提供有效依据[4]。以下将以一具体工程实例的沉降监测来分析真空预压的软基处理效果。

1 工程概况

某工程软基处理面积约88.7万m2，其中D26区面积为27，000m2，本文中内容涉及的是D26加固区的监测情况，监测仪器平面位置如图1所示。该区域的软基处理方法采用真空预压工艺。

2 施工及监测工作

2.1 施工工艺

施工工艺包括铺设编织布及土工格栅、吹填中细砂、吹填中粗砂、插塑料排水板、泥浆搅拌桩和真空预压工艺施工。

2.2 监测仪器的布置与观测

真空预压施工质量监测、评估加固的效果，本项目设计如下观察：表面沉降和孔隙水压力和分层沉降监测、水质监测。

2.3 监测项目测点数量

（1）表层沉降观测：按设计文件要求，每区各设10个沉降板，观测地表沉降情况。

（2）孔隙水压力的观测：设置一组孔隙压力在钢筋的中心区域，每组7个孔隙水压力查看器（根据每隔3米的深度，安装一个孔隙水压力计），观察到在真空的孔隙水压力的变化规律。

（3）分层沉降观测：在钢筋的中心区域布局分层沉降观测管，共有7个磁环，分层土壤期间观察真空压缩和解。

（4）水位观测：按设计文件要求，在加固区中心布设一个水位观测孔，观测抽真空期间水位变化规律。

2.4 测试时间和频次

各监测项目的测试时间和频次如下：

表层沉降、孔隙水压力、分层沉降和水位观测要求在试抽真空前埋设好并观测初始读数。试抽真空期间每天观测一次，恒载两天一测。插板期间的地表沉降以插板前后的高程差确定。

3 真空预压监测结果分析

3.1 地表沉降观测分析

D26区从9月23日开始抽真空，到12月16日抽真空期间的平均沉降0.905m。D26区抽真空期间最大沉降量为1.191m（CJ-6），最小沉降量为0.596m（CJ-2）。插板期间沉降值为1.034m。D26区沉降-时间曲线见图2。

整合是指负载，饱和土中孔隙水的排放土壤容积降低随着时间的推移，逐渐增加的过程中有效应力、固结度的发展是一个过程。一旦孔隙水完全放电，不再增长，有效应力理论，固结度高达100%。工程实用通常根据实测沉降曲线推算：

最终沉降量 ，由t时刻沉降量推算t时刻地基固结度。计算公式为：

本文固结度计算采用对数曲线法。

现利用实测沉降资料，选定恒载期内的t1取10月18日、t2取11月4日、t3取11月21日，即可求出各沉降标位置土体最终沉降量，以及D26区最终沉降量及固结度推算成果。

3.2 孔隙水压力观测分析

在D26区场地中心布置了1组孔压计，从孔压数据可看出抽真空初期含砂性土层孔隙水压力下降较快，其孔压消散与膜下真空度上升基本一致，而淤泥质土层孔压消散则滞后于膜下真空度的增长。D26区各深度处孔压差均较稳定，并位于-73.6kPa～-59.7kPa之间。D26区孔隙水压力观测成果如图3。

3.3 分层沉降监测分析

分层沉降主要是观测加固区土体的分层压缩情况。该区分层沉降观测监测数据反映深度约15m以上的土体压缩量均较大。各个磁环的沉降速率平缓（第一磁环的10天平均沉降速率1.7mm/d），D26区第一磁环的累积沉降量为0.834m。根据D26区分层观测成果表可绘制该区抽真空期分层变化曲线，如图4所示。

3.4 水位监测分析

D26地下水位观测于9月23日开始，12月16日为止，D26区测得的最大水位差为-4.765m，根据D26区水位观测成果表可绘制该区抽真空期水位变化曲线，如图5所示。

4 结语

（1）采用真空预压法进行软基处理，并通过多种方法对加固效果进行评价，可及时了解工程中的沉降情况，有效监控工程过程。

（2）软基工程表层平均沉降量为0.905m；采用对数曲线法计算的固结度为90.2%～93.7%，大于设计要求的90%；残余沉降量为0.052～0.114m，小于设计要求的0.250m。孔隙水压力观测分析表明各深度处土体孔压差均较稳定。

参考文献

[1] JTJ 017-96公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，1997.2，8.

[2] 娄炎.真空排水预压法加固软土技术[M].北京：人民交通出版社，2002（1）：2-3.

[3] 龚晓南，岑仰润.真空预压加固软土地基机理探讨[J].哈尔滨建筑大学学报，2002，32（2）：7-10.

[4] 刘寒鹏，杜东菊，孙锐.真空预压软基处理沉降监测分析[J].工程地质学报，2009，17（1）：111-114.