滨州某工程真空预压地基处理效果研究

2022-03-01钟洲

大众标准化 2022年2期

钟洲

（天津市北洋水运水利勘察设计研究院有限公司，天津 300452）

1 工程概况

本试验工程项目位于山东省滨州市滨州大港海港区，滨州港海港港区9#泊位的后方。本项目形成陆域面积约26.5×104 m2，通过吹填形成。设计吹填标高7.5 m，吹填土方约192.5×104 m3。场地现状是人工吹填土形成软基处理区域，场地地势较平坦，场区内标高介于7.11～7.70 m。

本次地基处理设计后方堆场：真空预压区面积18.97×104 m2，真空预压过渡区面积3.6×104 m2，换填区面积3.93×104 m2。

通过地基处理后进行现场取土、十字板抗剪强度，载荷试验等检测项目，检验地基处理加固效果，以便进行后续工程项目设计。

2 研究内容及目的

2.1 研究内容

根据项目性质，本工程地基处理过程中包含了地表沉降、深层土体分层沉降、深层土体中孔隙水压力、真空预压地基处理后取原状土样、地基承载力等检测监测项目。

2.2 研究目的

通过对本工程地表及深层土体沉降、孔隙水压力的消散、土壤力学指标的变化、浅层平板载荷试验检测值等指标的检测/监测，对真空预压施工效果进行评价分析。

3 区域地质概况

根据本工程取土资料显示，本场地埋深在40.0 m以内，地基土按成因年代可分为以下6层，按照力学性质可进一步划分为12个亚层：①人工填土层，②全新统中组海相沉积层（Q42m），③全新统下组陆相冲积层（Q41al），④全新统下组陆相冲积层（Q41al），⑤上更新统第四组滨海潮汐带沉积层（Q3dmc），⑥上更新统第三组陆相冲积层（Q3cal）。

4 研究方法

本工程高程系统采用滨州港理论最低潮位，根据本工程周边的测量基准点，利用水准仪对基准点之间进行往返观测，求出基准点之间的闭合差，建立高程系统。根据现场的实际情况，在地基施工区域范围50 m外设置工作基点，并根据现场情况利用已知测量基准点定期对工作基点进行校核，确保获取的研究数据质量可靠。

4.1 地表沉降

为确保研究数据有足够高的精度，能够满足研究需要，本试验区采用进口莱卡水准仪进行地表沉降观测。

根据现场情况，将沉降观测路线布设成网状形式，以便进行平差处理，提高观测精度，求得各点高程。在地基加固过程中测出各观测点高程为Hn，则高差ΔH＝H0－Hn即为沉降值。外业观测结束后，及时整理每次测量观测点的高程，进而计算出各观测点的累计沉降值。

4.2 分层沉降

为了解预压期间深层土体不同土层的沉降情况，依据设计图纸及现场情况布置分层沉降在预压区内，分层沉降观测标（磁环）垂向布置，并根据现场地勘报告，将磁环布设于不同土层的分界面处。在深层土体分层沉降观测仪器埋设完成后，真空预压地基处理开始前，用高精度水准观测仪测出分层沉降管的管口高程，用分层沉降监测仪器测出管口以下各个磁环的深度，通过管口高程以及各磁环的深度计算出各个磁环的初始标高。以后每次进行沉降观测时，用高精度水准仪测出管口高程，用沉降观测仪测出管口以下各个磁环的深度，将采集到的原始数据记录到专用记录表格中，以备查验，同时换算成各磁环的标高，计算出地表下不同土层的沉降值。

4.3 孔隙水压力

为掌握预压过程中软土的孔隙水压力消散情况，依据现场情况采用钻孔埋入法布设孔隙水压力计。孔隙水压力计为钢弦式，采用弦式接收仪进行观测。

观测方法：采用正弦式数据采集仪测出预先埋设的各孔隙水压力测头的即时频率，将每次观测的数据记录在专用记录表内，作为原始记录备查，同时根据采集到的孔隙水压力测头的即时频率，计算出该点的即时孔隙水压力，并对孔隙水压力变化情况进行分析，研究加固过程是否正常。

4.4 地下水位

为掌握预压过程中加固区周边地下水位降深情况，依据现场情况采用钻孔埋入法布设地下水位观测孔。用高精度水准仪测出预先埋设的水位管的管口高程（标高），用水位仪测出管内水位的深度，计算水位初始标高。以后每次同样利用水准仪和水位仪联合观测，得出即时水位的高程，计算出水位相对变化值。

4.5 深层水平位移

监测深层土体水平位移可掌握土体的运动规律及施工区域周边土体位移变化规律，及时通知试验项目参建各方，根据监测数据的变化，及时调整施工强度，确保围堰安全稳定，防止失稳滑坡。

先用钻探机械设备进行泥浆护壁成孔，孔径应等于或大于89 mm。在不同的点位，需要根据地层的不同，埋设不同深度的测斜，原则上，测斜管的底部必须买入硬土层中，同时，在埋设之前，测斜管需要预先连接好，在测斜管连接的位置以及测斜管底部，需要严密的包裹防水胶带，防止测斜管内渗入泥浆砂子等。测斜管应竖向垂直，同时，测斜管内有垂直方向的两组导向槽，在埋置时需要保证其中一组导向槽与试验项目关注的深层土体水平位移方向平行，测斜管埋设完成后，在测斜管与钻孔孔壁之间灌入中粗砂，保证测斜管与周边土体形成整体，在放入仪器进行观测时，保证测斜管稳固可靠，最后在管口配保护盖，并做好显著标志，防止破坏。

在西侧围堰与南侧围堰外侧埋设测斜管，目的是监测土体侧向位移，可掌握不同深度土体的运动规律及预测围堰稳定的影响，根据监测数据随时调整施工强度，以确保围堰结构的安全和稳定。

4.6 地基承载力

本次试验采用的装置为压重平台反力装置，在平台上放置堆载块，试验加载采用油压千斤顶。

试验记录：采用手动加载方法，人工观测和记录沉降。

（1）试验点位。根据现场实际情况，每个加固区选取一个试验点位。在本试验项目的实验点位，表面用中粗砂层找平，砂子的厚度不超过20 mm。地基处理完成后，各区布置平板载荷试验1个点，荷板面积为1.0 m×1.0 m，试验要求地基承载力特征值不小于80 kPa。经试验加载至160 kPa，需要试验各区沉降是否能达到稳定，若稳定状态下，地基土体未出现破坏，试验结果满足承载力特征值不小于80 kPa。

（2）试验方法。依据技术要求，检测过程及主要步骤简述如下：①选取荷载板，选取1.0 m2荷载板，在拟试压表面用中粗砂找平，厚度不超过20 mm。②加载，针对本工程实际情况，采取堆载加载。加荷分级平均划分为10级。采用千斤顶加载，采用百分表记录沉降。③数据采集，每级加荷后，按间隔10、10、10、15、15 min读取沉降变形量，以后每间隔半小时测度一次。④稳定标准，在连续两个小时内，每小时沉降小于0.1 mm时，判断为稳定，可加下一级。⑤终止条件，当达到以下条件，即可终止加载：

A承载板周围的土明显地侧向挤出；

B沉降急剧增大，荷载-沉降曲线出现陡降段；

C在某一荷载24 h内沉降速率不能达到稳定标准；

D沉降量与承载板宽度或直径之比大于6%；

E达到设计的要求值。