真空联合堆载预压法处理软土地基监测技术

黎海坚 林佑华

(1.赣州开发区建设投资集团公司，江西 赣州 341000; 2.江西省高速公路物资有限公司，江西 南昌 330013)

1 工程情况

某变电站场地下有含水量高(56.07%)、压缩性大(Es0.1－0.2=1.66 MPa)、厚度大于20 m的淤泥及淤泥质粉细砂土层。为了承载能力和稳定性，采用低位真空联合堆载预压法进行软基处理。

为了及时发现不稳定因素，有效地控制施工速率，确保在施工过程中大面积地基的稳定性，并根据监测数据确定不同时间的沉降和固结度，推算地基的最终沉降量，以分析加固效果，对真空联合堆载预压固结全过程进行监测。

2 监测项目及布置

各监测点监测项目的具体位置如图1所示，布置数量见表1。

图1 监测平面布置图

表1 监测项目及布置点数

2.1 孔隙水压力监测

观测孔隙水压力的增长和消散，用来分析固结度、强度增长和地基稳定性，从而控制加载速率，避免堆载过快而造成地基破坏，并为预压后卸载提供依据。孔隙水压力观测的测点根据场地软土层的分布情况进行布置。根据场地形态，均匀布置3个监测断面，其中场区中央位置断面布设3个孔隙水压力监测孔，两边断面各布设1个孔隙水压力监测孔，共计5个孔隙水压力监测孔。孔隙水压力传感器布置在压缩变形和剪切变形较大的部位，每个观测孔沿竖向布置约每4 m设1个传感器，每孔约5个，具体将视软土厚度变化情况进行调整。

2.2 水位观测

采用专用的水位测量仪和水准仪进行观测，仪器埋设和观测方法为:在插板后埋设水位管，采用钻孔导孔埋设，钻孔垂直偏差率应不大于1.5%，成孔后清孔，将水位管放置于钻孔中，待孔侧土回淤稳定后，并测量水位初始标高。

2.3 水平位移观测

地表水平位移:在场区周边设置边桩位移观测点，根据观测成果分析各土体表层的侧向位移方向及数量，观测标志采用混凝土浇筑基础，内埋设铁件，表面与原地面齐平，上刻“+”字标志。用测钎作为照准目标，进行表层位移观测。为及时掌握场区外侧坡角处的位移量，在处理区边界中部外2 m处布置一个水平位移观测点，每条边界布设一组，共计4组共4个观测点。

深层水平位移:为掌握场区外侧不同深度、不同土层处土体侧向变形量，尤其是严格控制边界处变形量，在处理区边界外2 m处布置深层水平位移观测点，点位靠近边桩位移观测点，利用测斜仪测定。共布置3个测斜孔。测斜孔深度约为22 m。

2.4 沉降观测

地表沉降:观测地基的沉降量和沉降速率，按约900 m2布置一个沉降观测点，沉降板竖管的垂直度偏位不大于2%，场地平整到4.5 m时埋设地面沉降标，按场地对称轴线布置，每(30×50)m2布置一个观测标，场地对称轴线布置，共布置约32个观测点。第二层真空膜铺设后在对应的位置重新埋设沉降标，埋设之前先在膜上铺细砂200 mm。地表沉降观测标由底板和沉降杆组成，尺寸由现场确定，整体结构要求平稳，沉降杆采用钢管制作，两头制作螺丝接头，钢管与底板连接焊死，钢管可随堆载高度变化而及时接长。

分层沉降:测量不同深度土层的沉降曲线，用来判断有效加固深度及各个深度的固结程度。分层沉降观测采用沉降观测仪。根据场地形态，布置2个分层沉降监测孔;垂向布置，每隔约3 m布置一个沉降磁环，若土层厚度不等于3 m则适当增减沉降环数量，每孔约7个沉降环。孔深22 m左右。

2.5 膜下真空度及随深度的传递监测

得到真空荷载随时间的变化曲线，要求真空压力测点位置埋设在相邻两滤管之间的砂层中，在一块加固区的膜下真空度测头至少放置5个，四个角上和中心各放置1个，加固区面积较大时加密测点。根据DB J15-38-2005建筑地基处理技术规范规定的约1 600 m2埋设一个真空测头的要求，测头设置在排水砂垫层中，在场区内均匀布置38个真空测头。在淤泥中预埋真空度测头时，平面方向上测头置于等边三角形的重心处，垂直方向上使埋设钻杆处于铅垂线，深度上尽量与垂直排水通道的相应测头深度一致。

2.6 高程测量

对于每个区必须进行20 m×20 m网格高程测量，在施工过程中应测的高程有:施打塑料排水板前后砂面高程;真空—堆载联合预压最终高程;碾压整平后高程。

3 监测方法及监测频率

3.1 孔隙水压力观测

加载的控制标准为∑ΔU/ΔP≤50%。抽真空加载时每天观测1次;填砂堆载时每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d内，每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d后，每3 d观测1次;实际观测时视现场加载施工情况以及孔压观测数据的变化进行调整。

3.2 水平位移观测

边桩位移观测点埋设完毕后，立即对其坐标和高程联测，确定其初始读数。抽真空加载时每天观测1次;填砂堆载时每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d内，每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d后，每3 d观测1次;实际观测时视现场加载施工情况以及水平位移观测数据的变化进行调整。

3.3 地表沉降观测

场地平整到4.5 m后开始地表沉降观测，至铺膜前每2 d观测一次。抽真空加载时每天观测1次;填砂堆载时每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d内，每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d后，每3 d观测1次;实际观测时视现场加载施工情况以及地表沉降观测数据的变化进行调整。

3.4 分层沉降观测

抽真空加载时每天观测1次;填砂堆载时每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d内，每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d后，每3天观测1次;实际观测时视现场加载施工情况以及观测数据的变化进行调整。

3.5 土体深层水平位移

测斜管埋设后，应尽快测定初读数，并做好记录，在真空预压施工期间每天观测1次，施工结束后每3 d观测1次，后期可以根据实际情况，适当调整观测频率。

3.6 水位观测

抽真空加载时每天观测1次;填砂堆载时每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d内，每天观测1次;填砂堆载结束在预压14 d后，每3 d观测1次;实际观测时视现场加载施工情况以及观测数据的变化进行调整。

4 控制指标和资料提交

4.1 控制指标及标准

真空联合堆载预压地基处理中所使用的控制标准如下:侧向位移应小于5 mm/d;孔隙水压力增长值与堆载荷载增长值之比不大于0.5。以上指标以水平位移控制为准，并结合变形速率的变化趋势来判断。超出上述控制标准时，应采取措施(加强观测、控制加载速率、停止加载、卸载等)防止地基破坏。

真空联合堆载预压作用下，软土平均固结度达到90%以上，实测地面沉降连续5 d平均沉降量2.0 mm，且沉降—时间曲线s—t基本平缓稳定后，方可停泵。

4.2 资料提交

监测人员及时整理分析监测数据，将实测值与预估值进行比较，绘制各种变形—时间关系曲线及孔隙水压—时间关系曲线，预测处理效果及发展趋向，及时向有关部门报告。在监测过程中，若发现异常情况，立即向有关部门报告并提供报表和曲线图;若监测结果正常，则在加载期间及加载后一个星期内每3 d内至少提交一次报表;加载后第二个星期起每星期提交一次报表。监测工作结束后提交完整的观测报告。

5 结语

真空联合堆载预压法要在工程运用中取得良好加固效果，合理的施工工艺和监测方法的布置十分关键。监测务必要做到科学、合理和安全，及时发现不稳定因素，合理指导施工，从而保障社会利益。通过对变电站真空联合堆载预压法的应用和监测取得了预计的效果。

[1] 谢晓华，周永章.真空联合堆载预压软基加固机理分析及工程应用[J].四川建筑科学研究，2010，36(5):30-31.

[2] DB J15-38，建筑地基处理技术规范[S].

[3] DL/T 5024，电力工程地基处理技术规程[S].