摘要:通過軟土地基處理的現場監測成果，研究分析了插塑料排水板配合堆載預壓軟基處理過程中淺層沉降、孔隙水壓力及深層水平位移隨時間、工況的變化規律，對軟基施工起到了較大的指導作用，并為最后的工程驗收提供了有效數據。

　　關鍵詞:軟基處理,塑料排水板,堆載預壓,淺層沉降,孔隙水壓力,深層水平位移,監測

　　軟弱地基 ( 軟基Soft Foundat ion) 系指主要由淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基。我國東南沿海地區分布著大量的高壓縮性土，在這種土上建造建筑物，會產生很大的工后沉降和差異沉降，為保證建筑物的安全，需對這類土進行處理才能進行建設。而在軟基加固處理當中，控制施工速率，了解加固效果，是通過監測得到的數據分析軟土的沉降、側向位移及孔壓等指標的增長和消散來實現的。軟基處理監測是涵蓋了巖土工程和測量工程的技術工作。

　　1、 工程概況

　　“亞太紙業(廣東)有限公司PM11地基處理”項目位于廣東省江門市新會區雙水鎮沙路村，場地占地面積約為3.3平方公里，其東面為潭江，由于場地淺部土層物理力學性質較差，因此為了滿足基礎設計要求，擬對場地內地基土進行地基處理，采用塑料排水板與堆載預壓法。

　　本施工區上覆地層表層為耕植土層，主要為粉質粘土，其下為第四系全新統沼澤相沉積層，主要為淤泥和粗砂，往下依次為第四系全新統沖洪積層、第四系上更新統沼澤相沉積層、第四系上更新統洪積層、第四系殘積層。

　　2、 監控內容和目的

　　根據甲方及設計單位的要求，本次監測項目監測內容如下(本項目共有1～6區，本文選取較為典型的B2區：

　　①淺層沉降監測、②孔隙水壓力監測、③深層水平位移監測

　　軟基施工監控的目的有：

　　為全面反映堆載預壓施工質量加固效果，通過對各項觀測數據的分析處理，推算地基的最終豎向變形和不同時間的固結度，結合水平變形、孔隙水壓力變化等，驗證設計參數、為確定或修改設計施工參數，對施工過程進行有效的預測和控制提供根據，為工程驗收和計量提供數據資料。

　　(1).地基淺層沉降監測(沉降板):監測軟基的地表沉降速率和總沉降，推算地基的沉降;

　　(2).地基孔隙水壓力監測(鋼弦式孔隙水壓力計):監測軟基軟土層在堆載作用下的孔隙水壓力變化情況，軟土層的固結度;

　　(3).地基土水平位移監測(測斜管):監測軟基軟土層不同深度的水平位移，確定地基的填筑速率和臨界高度;

　　3、監測方案設計

　　監測斷面位置現場確定時應優先考慮以下路段：

　　(1)附近有較深水塘的地段、占用半幅水塘的地段;(2)軟土厚度大，軟土性質差的地段;(3)填土高度大的地段;(4)橋頭附近地段;(5)涵洞、機耕通道附近;(6)沿路基橫向軟土厚度變化較大的路段(如丘陵邊緣地帶)。

　　實際監測斷面的選取可根據現場和設計情況確定。可設置一定數量的重點觀測斷面，即控制性監測斷面。該類監測斷面主要布置在地基穩定性較差、沉降較大的地段。在具體實施時，監控斷面位置和數量可根據有關地質資料、現場施工情況調整。其中，觀測斷面中的測斜管應設在臨空面。監測點布置依據工程實際條件，結合工程地質資料，在工程的重要部位進行布置，詳見圖1。軟基監控時間從軟基處理施工完成時開始到預壓期結束、路基卸載為止。監測工期暫定1年，監控頻率需要根據各斷面工程地質特點、填筑情況、降雨情況等予以調整。關鍵時段加密觀測，相對安全情況適當減少不必要的觀測次數。

　　4、監測儀器埋設

　　(1)沉降標的埋設

　　采用雙管式沉降標，預制好50 × 50cm的鋼板， 在鋼板中央用角鐵呈三角形固定6 "鋼管，每節長度50cm。外套PVC 管保護;埋設于砂墊層下，避開主盲溝。用水平尺校正其水平，用垂球來控制其鉛垂，埋設穩固， 然后做好明顯標志。隨著填土的增高，測桿和套管亦相應接高。接高后的測桿頂面應略高于套管上口，并高出碾壓面高度不宜大于50cm。

　　(2)測斜管的埋設

　　測斜管采用鉆孔埋設，鉆機開孔至相對硬層3～5米。將事先接好帶有底蓋的測斜管依次豎直緩慢壓入鉆孔內，然后灌入適量平衡水，扶正管身，對正管槽方向(管槽方向垂直于路基走向)，立即用粘土封孔，上好管蓋螺絲，以免遭到破壞。

　　(3)孔隙水壓力計的埋設

　　為了確保孔隙水壓力計的成活率，采用鉆孔、單只埋設法。鉆孔至設計要求深度后(預留30cm)，將孔隙水壓力探頭壓入設計深度原狀土層中，再向孔內放粘土封孔。埋設前首先將透水石煮沸約2個小時，使其充分飽和，以免一部份孔隙水壓力在傳遞過程中會消散在壓縮空氣上，導致所測孔隙水壓力值比實際值小且滯后;其次，整個測頭的連接操作務必在飽水狀態下完成，之后測定埋設前初值。并在電纜線上做好測頭編號標志，重復上述步驟，完成所有孔隙水壓力計埋設。所有測頭埋設完畢后，將其電纜線集中引至路堤坡腳處，用PVC 管進行保護，避免陽光暴曬。

　　5、監測成果分析

　　(1)淺層沉降監測:B2區淺層沉降共監測5個沉降點，編號分別為：B2A1、B2A2、B2A3、B2A4、B2A5。

　　在觀測周期內，各點都存在有沉降速率超出警戒值：±15.00mm/d，并都是在加載第五、六層相對最厚土期間出現。從最終累計沉降量分析：B2A1點-474.62mm、B2A2點-413.11mm、B2A3點-408.34mm、B2A4點-229.86mm、B2A5點-315.86mm。其中B2A1點累計沉降量最大，B2A4點最小。整體下沉南面大，北面小，整體沉降量相對較大。

　　從監測數據可以看出在加載時沉降速率突然增大，隨后沉降速率變小，沉降收斂，每一級加載都存在這樣一個過程。總的來看，斷面的中心點沉降大，坡腳小，主要是因為地基中心附加應力最大，且中心沉降增大后，相對應的填土厚度又增加即荷載增大，又會造成新的沉降增大，循環往復直至軟土固結完成;在施加荷載過程中，沉降隨荷載的增大而迅速增大，停荷恒載，沉降減慢，一般當荷載增加厚度達到3.7m 至4.3m，沉降急劇增大，各監測點在加載的過程中沉降發展基本一致，沉降值大與小差異的主要原因是地基土層性質堆載厚度不同引起。

　　(2)孔隙水壓力監測：B2區孔隙水壓力共監測4個孔，編號分別為：B2KX1、B2KX2、B2KX3、B2KX4。每個孔分別在高程0m、-4m、-8m、-13m、-21m各處分別埋設一個孔隙水壓力計，共5個位置點，結果表明: 堆載預壓施工開始后，孔隙水壓力消散明顯，且消散速度劇增，隨著時間的推移，消散速度逐漸降低，并趨向穩定，并且上層軟土層孔隙水壓力消散明顯較快，這說明塑料排水板排水路徑良好，堆載預壓效果明顯。一般在5 d 以后消散速率明顯降低，呈緩慢消散趨勢，到80 d左右時孔隙水壓力已基本趨于穩定，這說明此時軟土層也已基本完成沉降固結。堆載預壓卸載后，孔隙水壓力消散曲線反彈明顯，孔隙水壓力有所增加，說明堆載預壓處理軟土地基取得了良好效果。

　　(3)深層水平位移(測斜)監測：B2區深層水平位移(測斜)共監測2個測斜孔，編號分別為：B2CX1、B2CX2。各孔的總位移量見表2。

　　觀測資料顯示，場地邊緣側向位移較大，場地中央的側向位移相對較小。土層側向變形的總體趨勢是由上至下逐漸減小。由于上部土層附加應力大，受到頂部填土和側向淤泥的約束較小，從而產生較大的側向變形。較深土層受到附加應力逐漸減小，上部側向約束大，變形較小。最大側向變形發生在-1.0～3.6 m高程范圍，該深度范圍土層是加載后路基是否穩定的關鍵，如果過大的荷載或加載速率使該范圍內的土層側向變形過大或被剪壞，導致地基失穩。當側向變形過大時，可以減少填土堆載兩和采取相關措施約束土體的側向位移來增強路基的穩定性。

　　6、結語

　　(1)通過對監測檢測資料進行分析，載載預壓處理后，明顯改善了地基土的排水條件，加快了地基土的固結沉降，提高了地基土的穩定性和承載力，且為控制施工加載速率提供了有效數據，取得了預期效果。證明對軟土地基采用插塑料排水板聯合堆載預壓法進行預處理是行之有效的。

　　(2)路基上部土體所受附加應力大，其豎向與側向變形與變形速率也較大，所以附加應力較大的土層成為路基是否穩定的關鍵。過大的荷載和加載速率會使得土層側向位移和瞬時沉降變大，從而加大地基沉降量，對控制地基沉降及穩定性不利，應予以重視。

　　(3)在加載期或預壓期期孔隙水壓力的變化有良好的規律性，其波動情況與荷載是相應的。

　　參考文獻

　　1. 姜峰林，侯超群，唐明科，塑料排水板堆載預壓軟基變形觀測分析，路基工程，2009(5)，146: 97-99.

　　2. 劉冀，軟基處理過程監測及工程應用，山西建筑，2007年3月，第33卷第7 期：133-134.

　　3. 劉志偉，顧橋活，淺談堆載預壓軟基處理中的監測工作，四川地質學報，2004 年6月第24卷第2期：104-106.