真空预压软基加固监测的应用与加固效果分析

袁 明 智

(天津市北洋水运水利勘察设计研究院有限公司，天津 300072)

以黄骅港某软基加固项目为例，介绍地基监测在软基加固工程中的应用。

1 监测指标与监测仪器

1.1 地表沉降

通过测定地基沉降全过程的变化及其沉降量，从而推算不同时刻的应变固结度，判断不同阶段土体的固结消散情况，测定地基沉降速率，以确定地基卸载时间。根据实测曲线，绘制沉降曲线推算总沉降量，从而求得工后残余沉降及不均匀沉降量。

地表沉降监测设备主要为沉降盘、刻度尺等，一般采用钢结构制作。沉降盘摆放完成后，做好防护措施及明显标识，以免施工时移位或倾倒。沉降盘底座与密封膜接触应铺设一层土工布，防止密封膜破损。为计算地基加固综合固结度，应进行插板期地基沉降测量。

沉降观测采用水准法测量，控制点标高校核采用与国家三等以上水准点闭合水准测量的方法，精度二等。控制点标高应定期进行复核，在校核中如果发觉所设置引用的控制点有变化，应及时予以更正，避免引起观测数据的偏差。

1.2 土体分层沉降

通过专用仪器探测预埋感应片位置并与初始位置进行分析计算各土层的沉降过程、沉降量及固结度。

分层沉降检测仪器多采用磁环式分层沉降仪。在排水板施工完成后，利用钻机成孔进行埋设，且埋设必须在密封膜铺设前完成。沉降管底端需要进入粉土稳定层。由于埋设仪器造成了仪器周围土体的扰动，应当等待周围土体稳定一段时间之后，再将测量初始数值作为初值。

沉降观测采用分层沉降仪，试抽真空期间沉降速率较大，1 d测量一次，稳定抽真空期间一般3 d观测一次，卸载前及特殊情况加密观测。

表1 某加固区A1区表层沉降观测成果

1.3 孔隙水压力观测

监测土体中的孔隙水压力，以此推算土体的强度变化、固结度与稳定性。

2 加固效果分析

2.1 沉降观测

从表1中可以看出，抽真空期间最大沉降1 596 mm，最小沉降1 318 mm;后期沉降速率最大1.88 mm/d,最小1.00 mm/d;综合固结度最大88.8，最小83.3。满足设计对沉降速率和固结度的要求。加固区按期卸载。

表2 某加固区A10区表层沉降观测成果

由于本区跨度较长，加固区沿内陆向海岸地质情况变化较大，在同样加固条件下，加固效果区别较大。从表2中可以看出，在设计给定预估抽真空时间段内，最大沉降1 511 mm，最小沉降1 161 mm;后期沉降速率最大3.88 mm/d,最小1.25 mm/d;综合固结度最大85.1，最小75.5。对比设计对最终沉降速率和固结度的要求，尚有一些差距，经研究决定延长抽真空时间。

2.2 孔隙水压力

孔隙水压力计算：

u=k(fi2-f02)。

其中，u为孔隙水压力，kPa；k为标定系数，kPa/Hz2;fi为测试频率，Hz；f0为初始频率，Hz。

表3 孔隙水压力消散情况

真空预压前期孔隙水压力消散较快，后趋于稳定(见表3)。孔隙水压力逐渐减小，有效应力逐渐增大。真空预压真空泵的开启应逐次开启，避免因真空度突然加载过大，将粗砂吸入排水通道，造成堵塞。密封膜覆水应控制在一定深度，覆水过高时，应及时采取排水措施，以便对加固区进行有效的监测控制。尤其在冬季产生浮冰时，若伴有大风，容易引起沉降标倒伏。

表4 固结度计算表

2.3 固结度

地基在预压荷载下的最终沉降、固结度等的推算方法有双曲线法，三点法和Asaoka的方法，当前计算以双曲线法计算结果为主，其他方法作为参考。

以某加固区为例，推算沉降及固结度方法见表4，图1。

3 结语

此软基加固项目区域跨度长，且加固区土体性质及强度特征的复杂多变，造成部分区域未能按照设计要求，在规定时间内将地基加固到设计标准，根据监测数据延长抽真空加固时间。由此可见，软基加固监测是加固施工质量保证必不可少的一环，需要引起足够的重视，通过软基加固相关数据的监测，确保地基加固有效可控。