堆載預壓中沉降位移與孔隙水壓力觀測與內容詳細

堆載預壓中沉降、位移與孔隙水壓力觀測分析與研究中交三航局：秦季冰【摘要】：采用塑料排水板堆載預壓法對某軟土地基工程進行處理，在預壓過程中對地基變形及孔隙水壓力等進行了嚴密觀測，本次工程監(jiān)測直觀、合理地反映了在堆載預壓法加固軟基過程中，軟土固結沉降、孔隙水壓力等的變化情況，起到了信息化施工、控制堆載施工速率等的作用，達到了監(jiān)測的預期目的，監(jiān)測資料與效果檢測資料結合，能夠充分有效地評價軟基處理效果，并為同類工程提供了可借鑒的經驗資料?！娟P鍵詞】：軟基處理堆載預壓變形觀測工程地質條件本工程位于長江三角洲沖積平原太倉段，屬于典型的軟土地基。通過勘察勘探，各地基土層的特征由上至下主要為沖填土、灰色砂質粉土、灰色淤泥、灰色淤泥質黏性土、灰色砂質粉土、灰色黏質粉土、灰色粉砂等。軟土的主要特性為：高含水量、高孔隙比、高壓縮性和低粘聚力、低滲透性、低固結系數。由于以上特性，常見的軟土地基會出現承載力及穩(wěn)定性低、變形大及沉降不均等問題。針對這些問題，常用的軟土地基處理方法有很多，我們應根據工程的要求、場地條件及地質條件等綜合因素考慮。堆載預壓加固原理本工程采用的堆載預壓法的基本原理是基于太沙基的有效應力原理，堆載預壓法主要是增加總應力，而不是增加有效應力，總應力的增加導致孔隙水壓力的增大，產生超靜孔壓使土體中孔隙水通過排水通道排出土體，孔隙水排除后孔隙體積變小，土體密實，增長了土體的抗剪強度，提高了軟土地基的承載力和穩(wěn)定性同時可以減少土體的壓縮性，消除沉降量，以使工程在使用期不至于產生有害的沉降和沉降差。因此堆載預壓法加固軟土的效果取決于堆載的大小和超靜孔壓的消散程度。堆載預壓施工方案該場地采用塑料排水板與堆載預壓相結合的方法對該段軟基進行處理：場地平整：將場地內的淤泥段及塊石清除并整平，便于插板施工。塑料排水板：塑料排水板間距1m，按正四邊形布置，根據地質情況的不同，塑料排水板插入深度在23m~25m范圍內，上端露出20cm?；A回填料：按斗輪機基礎回填要求分層回填塊石。炎堆載預壓：按道照設計及現場少實際情況采用型吹填砂及山皮前石分級堆載，絕其中吹填砂第怪一級堆載厚度護為賢1.95獻m扶，第二級堆載孟厚度現為絡2.7粥m辯；山皮石第一碎級堆載厚度剩為脈1.95驚m崖，第二級堆載剝?yōu)閶?.45蹄m燦。濾堆載預壓時間灑：第一級堆載險時間不小沒于毀3能0稠天，第二級滿艘載預壓時間不替小火于股9咱0廚天。交堆載預壓的控佳制標準：流標高：地基加斧固后達到交工膚標高。畜地基沉降量：捆斗輪機工后沉嗚降多量眾≦選50c島m挽。鄰地基承載力：鍛斗輪機基礎區(qū)余地基承載力膀【賽R嫂】抬≧輛150kP右a毛。稀施工期控制指籮標：加載期間吉地基沉降速率咱不大達于忍15mm值/摘天，孔隙水壓盈力控制柳在棵Σ嚇△冰U更/摸△南P苦≤悄50列%線，邊樁位移控舅制標準為每晝篇夜應小己于立5m敢m考。卸載標準：按達到設計堆高留后，滿載預壓恩時間不小秧于政9勇0默天；殊沉降速率需達手到最后連粘續(xù)賊7驢天，平均沉降驕不大院于拿1.0mm身/嘉天；咱根據實測沉降末曲線，推算地并基土的固結度養(yǎng)達愉到江90守%助以上。具堆載預壓監(jiān)測例方案勿為了及時掌握岡堆載預壓施工政過程中沉降、械孔隙水壓力、線強度變化等有分關信息，起到機指導施工、監(jiān)株控施工安全、灣驗證設計、檢扇驗加固效果的造作用，本軟基饒工程監(jiān)測方案森采取知了獎埋設沉降板、墾邊樁棗及碎孔隙水壓力，夢并對在堆場內傷埋設的監(jiān)測設豎備按設計頻率埋進行監(jiān)測，以虜便掌握固結沉庫降、水平位移聰、孔隙水壓力邁消散的情況。床變形及孔隙水克壓力觀測從砂西墊層和塑料排的水板施工完成侄后開始算起，繭不考慮插設塑餐料排水板期間蓋由于排水條件膏改善引起的沉殲降冠量鄰蛾。本工程具體勁的監(jiān)測的工作里內容和數量詳漠見蘇表瘋1蔽。監(jiān)測點基本垃上均布于整個沫斗輪機，監(jiān)測禽點現場定位按脫照設計文件介中桶“歇監(jiān)測點布置誓圖剛”仙進行實地測放激，監(jiān)測點位置島詳見霜圖躺1雞。抽表信1要劉監(jiān)測工程數量些表堆序號弄監(jiān)測項目湖數量驅單位扣備注傅1嗽沉降板駁33莊個屈每條斗輪被機夸1仙1耳個，間知距林50m舌2洽孔隙水壓力炊9宣組喊每條斗輪機基軟礎磨各民3背組，間運距劣200m縣3是位移邊樁宰42占個靠內埋設鐵件，慚上擺刻允“爬+盞”鍬字標志宮說明所孔隙水壓力測壁頭在土層中按快6爛m秩的間距埋設測緊點近圖語1順：慕監(jiān)測點布置圖監(jiān)測結果分析悅1舟、衰的沉降監(jiān)測店沉降監(jiān)測的主炭要目的就是監(jiān)紡測沉降板以下掙土層在堆載作越用下的沉降量話及其隨時間的紹發(fā)展從變化遷過程。一方面色可用來評價填保土加載速率的贊安全合理性，達另一方面可通度過對觀測結果脾的分析，計算習出淤泥的實際衰固結度，推算夫出地基工后沉釣降值以及確定楊合理的卸載時避間絲聞。沉降標由沉攏降板和測桿組愉成，沉降板采我用唯50cm*5杜0c市m誦大小的鋼板，穿測桿采用鍍鋅累水管，每段測遍桿樹長蝶1班m斜，以高強度接爆頭相連，測桿魄焊接在沉降板夕上并埋設于砂秩墊層內，測桿由隨加載高度增始加而接長。牢本次監(jiān)測共硬設睛3表3姑個沉降觀測點焦，每條斗輪機故各工1溝1股個觀測點。我頸們摔以鼻1葵#醫(yī)斗輪跑機跌1#-6~1然#-1且1謹沉降板的沉降燕數據來分析。焦數據幅從揮201句4萬年淡3裁月勞5妹日開始填筑第電一級堆載石習（撲4.3m-6失.05界m狹）開始，前2014鐮年她3虛月快1必8伸日開始蜜到黑201斯4斧年票3爆月間2補6游日堆載預壓第鷹一級吹填砂禁（雷6.05m-揭8.0訴m廢）驅，脆201瘡4渠年司3誘月擇2統6據日純到蝦201村4叮年他4宵月丙2款6惰日堆載穩(wěn)壓根（處8.0強m沫）戀，皂201彎4畫年器4泳月真2謊7府日踢到清201鈴4兄年禁5攪月斗1趟2疏日堆載預壓第升二級吹填砂煩（齊8.0m-1尸0.75篇m獨），截止徒至含201曠4哲年筆8身月鴿4手日共觀與測飽15缸2宏天。由監(jiān)測成跌果（見計圖飾2垂）可知：地基撫經堆載預壓處碑理后的累計沉抵降最大值發(fā)生挎在淋1#-11眼呢點，累計總沉辟降量粉為彼1224m饑m駁；最小值發(fā)生達在緣1#-景8托和架1#-1紐0廟，累計總沉降釣量均葛為輝1100m倡m偷。國圖繼2依：醉1塊#火斗輪零機謀6~1器1最號監(jiān)測點沉降辜變化曲線腫通過上圖的監(jiān)軌測數據，我們擋可以得出如下邪分析結果：迅沉降是否穩(wěn)定依，符合設計要射求：導扒概疏沉降量與荷載串、淤泥厚度、炎時間關系密切求，每施加一級陡荷載時，沉降羨量和沉降速率亡均有明顯增大漁，沉降后期沉疑降丙（寧S永）－時間安（送t尸）關系曲線平恐緩，葵從觀測數據看耽最后連膀續(xù)擔7芬天的沉降速率劃處于穩(wěn)定狀態(tài)梢，平均速率伸為舌0.925m傷m救/角天，符合設計猜要求。固結度推算：障據已知沉降數蠻據推測沉降及豬最終沉降主要孔有雙曲線法笨、唐Asaoka俱斃法和三點餅法尖扣。烏弊雙曲線法是一造種數學擬和的霧方法，但而鞠Asaoka徹阻法和三點法都亮是建立在一維凍垂直固結方程蕉基礎上的方法歌。本工程插板擴區(qū)及過渡帶在落超載下的沉降滿板的主固結沉跑降量的推算采無用三點法。廊采用三點法我吧們可推算到地敗基最終沉降量啟，計算公式為擠：塘窯=鎖｛訓〔酸〕她-么〔狐〕?。?裹｛〔信〕經-害〔首〕｝地式中：艙為地基最終沉槍降量球分別為悲時刻的沉降量模，且膀。幕根據以上實測售沉降過程曲線乞，在曲線上較臉為平緩的一段利取三個時間點伏（使其滿足攤）來計算地基梁最終沉降量。態(tài)各還沉降龜測點時間點取憂值流均相同，根據研各區(qū)域的堆載奏和卸載的時間稱確定時間點。究根據最終沉降共量和實測沉降銹過程曲線可推質算地基固結度蹈。計算公式為徐：幻Ut=St剛/巧S末∞憶式中咸：薦S購∞者為根據三點法杜推算得到的地檔基最終沉降量藍；統S紅t曠為系t賠時刻的沉降量辜。棟沉降計算成果越見放表濁2驚：泉表應21#-6~處1#-1咱1獎各點沉降量及故固結度一覽表友測點光序號看累計沉降量誓（有mm致）開S辨∞哄（栽mm饅）摟最終沉降量若（偏mm粘）習固結度繼備注彎t割1拴t每2銅t結3平1#-6筑718通1097異1202警1242.2銷1204魄96.9%稱1#弊斗輪機基礎貼1#-7湊731鞋1101紀1190媽1218.2司1192驕97.9%旬1#-8處677灘1013脊1098稀1126.8栗1100發(fā)97.6%區(qū)1#-9脂694揭1022蓮1118歉1157.7菜1120欺96.7%欲1#-10漂646省1001織1098帝1134.5拖1100醫(yī)97.0%證1#-11瞧744赤1109才1222影1272.7娃1224針96.2%戶筋1#椅斗輪機基礎場爬地世1#-6~1幫#-1牲1求的平均沉降量那為么11古56.7窮mm頌，各個監(jiān)測點列的固結度范圍豈為讀96.2%頭～斥97.9%輝，平均固結度藥97.05%除，均大于鞠90%恒，滿足設計要騾求。特2靈、廉頓位移監(jiān)測但邊樁位移的監(jiān)挑測能有效的監(jiān)桶控堆載預壓加寫載過程的安全群狀況，并可根秩據實際情況及治時發(fā)現問題從舉而采取適當的至加固措施。觀羊測點采用混凝及土澆筑基礎，拉內埋設鐵件，待表面與原地面胃齊平，上摘刻居“循+震”峽字標志，用測依釬作為找準目誘標，進行表層戚位移觀測。守同樣，我們對低應爽1添#番斗輪肺機役1#-6~1項#-1向1哭區(qū)域的位移邊廈樁蘿為拴4#~7炒#助位移點。否自鼠201承4后年湊3悠月饑3烘1眨日開始測的初能始值截止海到期201母4河年咳8秋月絕4蝴日共觀膜測斜12任6托天，具體數據扶見請表鞭3棄。居表鹿3雪跡邊樁位移觀測琴數據匯總誤表退臂位置爸序號匪開始日期憲2014/7優(yōu)/2賣8庫至撈2014/8傍/4鈔本期位移滾值蜘mm撈累計位移兼值戚mm芽△聲X蜘△鐮Y騎△吐X蝦△量Y拘1雅#堵斗輪機基礎位握移樁罩1-4a培2014/3加/31槳0攤1岡16禁-18毛1-5a戲2014/3噸/31繩1牧-2治16駐-22蠶1-6a誦2014/3夜/31灑0岡1息15夏-9腳1-7a驟2014/3繩/31及1比0沿17香-5導1-4b最2014/3福/31夾0葡1踏1厚12今1-5b沉2014/3攤/31介1繭1慌-10鉛8者1-6b耍2014/3天/31艙-1獨0鏟-9盡11刻1-7b吳2014/3裹/31瓶1全2痕-5朱5霧從觀測數據看奔最后連箏續(xù)視7檔天的水平位移給處于穩(wěn)定狀態(tài)笛，預壓期最大滿位移番量姥△網X威：咬16m堪m舒；最大位移待量污△嫁Y:-2炊2燈m眾m誓；最小位移肢量揉△瘦X湖：昏1m摸m潛；最小位移擔量腿△聯Y:?！?峽m拍m釀；觀測期間未愁出現邊樁位移抱每晝夜超還過然5m費m宮，位移變化速廁率在堆載期間氏明顯增大，但衰整體的變化速勞率仍較小，穩(wěn)稼定性屬于受控疾狀態(tài)。斧3愛、贏應孔隙水壓力監(jiān)示測居孔隙水壓力監(jiān)購測的主要目的使：了解孔隙水終壓力增長與消朗散過程情況，獻了解土體的強訴度增長情況，機控制堆載施工吵速度鹽。超菌孔隙水壓力傳廚感器的加工與扁埋設：埋設工訓作在插板完成挪后進行，采用苗鉆機配合進行站埋設，每組測烘點長布絮置閱2莖個孔隙水壓力勾觀測孔山，要孔隙水壓力計余沿昏深度方向每臭隔濱6植m錯布置一個詢，埋設時保證經傳感器放置垂票直，與傳感器簡連接的電纜測沉線由保護管引販出，隨堆載高冒度增加而接長書。埋設時，在驢傳感器周圍設郵置透水層，透貫水層高度序為嗚0.6夾m叔～送1.0周m腥，透水層填料牢一般采用中粗血砂；兩個傳感具器之間應設置亭不小吹于竟1鏈m冷的隔水層，隔寶水層填料采用辟直它徑仍2c化m稻左右的膨脹泥彎球，確保兩孔員壓計之間有效普隔水?？紫端_壓力計觀測點節(jié)按要求埋設完順成后，立即使杰用二次儀表檢徒測孔隙水壓力鋤測點數據是否士正常。如發(fā)現盈在埋設過程中冊有損壞或數據所不正常時，應成及時采取補救英措施。霸鋼弦式孔隙水含壓力計由兩部狐分組成，一部受分為濾頭，由映透水石、開孔匆鋼管組成，主堡要起隔斷土壓氣的作用；另一弊部分為傳感部覆分，風孔隙水壓力物駛理量可通過頻僅率儀直接讀出餡。量孔隙水壓力計叛算式求為魔：鬧式中：輩—增孔隙水壓力防（協kP腹a但）；葛—窗標定系數止（濕kPa/Hz學2角）；的—說測試頻率鍵（獵H烘z朱）；憐—允初始頻率蝴（區(qū)H志z害）痛。旨孔隙水壓力的騾監(jiān)測流程見下車圖賊3.必圖次3蜜孔隙水壓力監(jiān)體測工作流程圖濱我們同樣賺取舟1肉#宴斗輪禍機胖1#-6~1殘#-1位1芬相應的孔隙水杏壓力監(jiān)測駝點擋kx邪3川來分析，孔隙例水壓力對堆載換加荷較為敏感獨，當測點位置階堆載加荷后，誠各個土層的超飛孔隙水壓力增冒長明顯，在加拜載期間，超孔鍬隙水壓力值逐藝漸增大，在荷股載加載的停歇朽期，超孔隙水云壓力有所消散屋，其變化曲線謀呈鋸齒狀，并窄伴隨著荷載的肢增少加員→提間率歇僚→居增晉加換→楚間歇的過程，售相應出現上龜升摧→譜消參散轎→戲上駐升競→伯消散的變化規(guī)號律，在堆載加爺荷施工結束后寄超孔隙水壓力零出現最大值。諒恒載期，由于窄塑料排水板的斥作用，各土層逝的超孔隙水壓盯力消散較快，苦隨著時間增長季，超孔隙水壓州力持續(xù)消散，活消散速率逐漸成減小，趨于穩(wěn)負定態(tài)勢。由孔槐隙水壓力時間水變化曲線可以事看出，淺層土赴體中的超孔隙之水壓力明顯大溉于深層土體，烈各個土層的壓牧力增長、消散兆規(guī)律基本一致舅，說明塑料排尖水板的效果良回好。截止到卸子載前，各土層曉的超孔隙水壓胸力值均得到較柏大消散，其曲享線變化趨于平庸穩(wěn)，變化幅度泛較小，尤其是蛛深層土體的超繞孔塑隙水壓力已完汪全消散。壽下石圖泡4斥為膽kx建3棉測點的孔隙水悠壓力時間變化俱曲線。質圖指4雀kx踐3錄孔隙水壓力隨也時間變化曲線沫圖結論蛋通過暖對脫1偵#獎斗輪史機怎1#-6~1經#-1朱1暈段的檢測分析鋒，我們擴展至脂整個場地的三獵條斗輪機堆載姨預壓檢測，我嫂們得出如下分本析：落（激1德）根據實測表液層沉降結果，際截止把201搞4伯年澆8雖月雪4痰日，累計表層億沉降量為子1穗002m貍m糾～筐1224m角m那，平均的表層秧沉降量為附1