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【摘 要】通过分析软基处理中各种监测内容，包括表层沉降观测、孔隙水压力监测、分层沉降观测、路面沉降观测、真空测头、管线沉降观测、路面水平位移观测结果，研究了A区和B区软基处理过程变化特征，反映了真空预压软基处理效果，为解决类似岩土工程问题积累经验。
【关键词】塑料排水板；真空预压；软基处理；变形监测
Abstract：We analyze each data in the monitor by the using of soft soil foundation，including the result of surface layer settlement observation，pore water pressure，hierarchy settlement observation，pavement settlement observation，vacuum degree test probe，pipeline settlement observation，pavement horizontal displacement observation to study the result of change features between different soft soil improvement in area A and area B .This can reveal the effect of vacuum preloading method in soft soil foundation and the study can help us gather the experience in solving problem of geotechnical engineering.
Keyword：plastic drainage plate，vacuum preloading method，soft soil foundation，deformation monitoring
1 工程概况
工程位于广州市南沙区，用地面积约16660m?，将拟建多栋高层商业住宅楼，设有1～2层地下室。拟采用"重力式搅拌桩墙"支护，止水帷幕采用搅拌桩止水。根据岩土工程勘察报告，工程场地质条件较差，为了确保场地满足后期施工要求，施工前对场地进行软基处理。
1.1 地质条件
该场区土层分布主要由第四系全新统（Q）大湾镇组、桂洲组及残积土层（Qel）组成。全新统（Q）主要由人工填土（Qml）、海陆交互相软土、粘性土层（QMC）及冲-洪积土层、砂层（Qal+pl）组成。下伏基岩主要为混合花岗岩（T3h）。
1.1.1人工填土层
主要呈灰色、灰黄色，稍湿～湿，松散，主要为人工堆填的粘性土夹少量粉细砂、混碎石块，稍压实。
1.1.2海陆交互相沉积层
淤泥：深灰色、灰黑色，主要由粘粒及有机质组成，局部含粉砂，饱和，呈流塑状，具滑腻感和腥臭味。（层厚）
粘性土：呈深灰色、灰色、黄褐色等，主要为粉质粘土，局部为粉土，呈可塑状为主，局部软塑状。
1.1.3冲积-洪积土层
粉细砂层：呈浅黄色、灰白色、主要成份为石英，以细砂为主，含较多粉砂及少量粘粒，饱和，多呈松散状，局部呈稍密。
中粗砂层：呈浅黄色、灰白色、灰黄色为主，主要成份为石英，以粗砂为主，含较少量中砂及少量粘粒，饱和，呈稍密-中密为主。
软塑状粘性土层：呈灰白色、灰色、灰黄色、深灰色等，主要由粉质粘土、粘土组成，含少量砂粒和粉粒；主要呈可塑状，局部软塑状；摇振无反应，稍具光泽，干强度及韧性中等。
硬塑状粘性土层：呈灰白色、灰色、褐黄色、深灰色等，主要由粉质粘土、粘土组成，含少量砂粒及粉粒；主要呈硬塑状，局部坚硬状，摇振无反应，稍具光泽，干强度及韧性较高。
1.1.4残积土层
岩土工程地质勘察所揭示到的残积土层原岩为混合花岗岩，结构已全部破坏，风化成土状。
1.1.5下伏基岩
中风化混合花岗岩：呈浅黄褐色等。中粗粒结构，块状构造，岩质较坚硬，裂隙发育，岩芯破碎，岩芯呈碎块状、块状为主，少量短柱状。
微风化混合花岗岩：呈浅肉红色、浅灰红色、浅灰色等，中粒结构，块状构造，矿物成分为长石、石英、少量黑云母等。岩芯以短柱状为主，部分长柱状或块状，岩质坚硬。
1.2 软基处理方案
根据设计资料该工程后期基坑开挖深度为3.35～8.65m，在该深度范围内，地层主要为人工填土层，下部为较厚淤泥层，工程特性较差。场地采用塑料排水板加真空预压固结法进行软基处理。
1.2.1主要技术指标要求
①地基处理的目的：便于后续基坑开挖及工程桩基礎施工，为后续施工工作提供施工工作面，确保基坑及桩基施工安全。
②预估沉降量：A区0.8m～1.0m，B区1.4m～1.8m；
③停泵标准：实则沉降速率连续10天平均沉降量小于或等于2mm/d。
1.2.2软基处理边界
①地基处理采用真空预压法，地基处理边界为用地红线。
②场地四周设双排粘土搅拌桩密封墙。
1.2.3真空预压技术要点
①地基处理施工前，对地基处理区域进行场地平整，铺设50cm砂垫层，砂垫层采用纯净的中粗砂，回填砂含泥量及贝壳含量均不超过3%，砂料中不得含有针状杂物，以避免刺穿真空密封膜。
②机械打设C型塑料排水板，按正方形布置，间距及打设深度详见塑料排水板平面布置图，排水板外露20～30cm，将板头埋置砂垫层中，记录每根排水带的长度、孔深等。 ③排水主管采用直径90mm的PVC管；排水支管采用直径50mm的透水软管，设置间距5.0m，排水支管端部插入PVC主管，采用四通或三通连接，主管与支管纵横交错布置。
④布设完后，将透水软管及PVC主管埋入排水砂垫层层面以下10～20cm左右。
⑤聚氯乙烯真空密封膜两层，厚度为0.12mm～0.14mm，铺设密封膜之前加铺一层150g/m2无纺土工布，起到保护密封膜的作用。
⑥真空预压加固区四周密封墙采用双排单轴粘土搅拌桩，桩直径为[600mm，桩间纵、横向间距400mm，泥浆掺入比≥25%，比重≥1.25，粘土搅拌桩施工深度5.0m。如场地条件允许，密封墙也可以采用开挖回填粘土方式进行处理。粘土密封墙设置在水泥搅拌桩内侧。
⑦真空预压处理区四周，设置密封沟，将密封膜压入粘土搅拌桩桩顶，上部采用粘土回填。
⑧抽真空设备采用功率为7.5kW射流式真空泵，约每1000m2布置一台泵。
⑨试抽阶段，采用逐级加载，试抽时间为5天左右；抽真空前期阶段，须按要求开启真空泵，开泵率不低于80%，设计膜下真空度≥80kPa，抽真空时间预计90天（3个月）。
⑩根据业主工期需求，现场实际抽真空时间，从2014年3月7日开始至2014年4月25日截止，总历时50天。
A、B区因地质条件有些离散，A区人工填土层相对较厚，在施工塑料排水板时深度为18m，B区为16m深。
2 监测内容
序号 监测项目 测点数量 监测目的
1 表层沉降观测 9个 撑握沉降速率及最终沉降量
2 孔隙水压力监测 6组 撑握地下水消散情况
3 分层沉降观测 7个 撑握不同标高土层的压缩沉降情况
4 路面沉降观测 10个 撑握路面沉降情况，确保周边坏境安全
5 真空测头 4个 撑握膜下真空度，确保施工质量
6 管线沉降观测 10个 撑握管线的沉降情况，确保周边坏境安全
7 路面水平位移观测测 10个 撑握路面水平位移情况，确保周边坏境安全
图1 监测平面图
3 监测结果分析
3.1 表层沉降
图2为表层-时程曲线，在抽真空加载过程变化急剧，恒载期间因有时停泵等原因影响曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐下沉。累计沉降量最大的是BC4号沉降盘，沉降量是-1237mm；累计沉降量最小是BC8号沉降盘，沉降量是-1042mm。
图2 表层沉降-时程曲线
3.2 孔隙水压力
图3为超孔隙水压力-荷载-时程线，孔隙水压力在抽真空加载过程变化急剧，恒载期间变化较小，有上下轻微波动规律。整个曲线行程随着施工进度推进，各测点孔隙水逐渐消散，负压力逐渐增大，表层变化较显著，随着深度加大，负压力逐渐衰减，个别测点数据异常属于施工损坏。
图3 超孔隙水压力-荷载-时程线
3.3 分层沉降
图4为分层沉降-荷载-时程曲线，在抽真空加载过程变化急剧，恒载期间因有时停泵等原因影响曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐下沉。不同土层沉降变形正常，分层沉降-荷载-时程曲线平缓有规律，随着测点标高降低，往下土层沉降量逐渐变小。
图4 分层沉降-荷载-时程曲线
3.4 路面沉降
图5为路面沉降-时程曲线，施工期间曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐下沉。累计沉降量最大的是LM6号测点，沉降量是-3.47mm；累计沉降量最小是LM10号测点，累计沉降量是-2.66mm。
图5 路面沉降-时程曲线
3.5 真空测头
图6为真空度-时程曲线，在抽真空加载过程变化急剧，恒载期间变化较小，过程因停泵等原因影响有时上下波动规律。
图6 真空度-时程曲线
3.6 管线沉降
图7为管线沉降-时程曲线，施工期间曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐下沉。累计沉降量最大的是GX4号测点，沉降量是-3.59mm；累计沉降量最小是GX2号测点，沉降量是-2.44mm。
图7 管线沉降-时程曲线
3.7 路面水平位移监测结果分析
图8为路面水平位移-时程曲线，施工期间曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐变大。累计位移量最大的是LM3号测点，位移量是3.8mm；累计位移最小是LM8和LM10号测点，位移量是1.8mm。
图8 路面水平位移-时程曲线
4 结论
4.1 A区测点有：BC4、BC7、BC8和BC9，统计累计沉降量最大的是BC4号沉降盘，沉降量是-1237mm，累计沉降量最小是BC8号沉降盘，沉降量是-1042mm，平均沉降量为-1162mm，最后十天沉降速率平均沉降量为-14mm/d。加固处理后累计沉降量大于设计预估沉降量（A区0.8m～1.0m）指标，最后十天沉降速率大于设计停泵标（实则沉降速率连续10天平均沉降量小于或等于2mm/d）指标，软基处理效果达到設计要求。
4.2 B区测点有：BC1、BC2、BC3、BC5和BC6，统计累计沉降量最大的是BC1号沉降盘，沉降量是-1119mm，累计沉降量最小是BC2号沉降盘，沉降量是-1060mm，平均沉降量为-1090mm，最后十天沉降速率平均沉降量为-14mm/d。加固处理后累计沉降量小于设计预估沉降量（B区1.4m～1.8m）指标，最后十天沉降速率大于设计停泵标（实则沉降速率连续10天平均沉降量小于或等于2mm/d）指标，软基处理效果达到设计要求。
通过本工程A区和B区不同深度的软基处理各监测项目监测情况，反映了真空预压软基处理效果。从而证实真空预压是淤泥层发育地区软基处理一种有效方法。
参考文献：
[1]林宗元，岩土工程试验监测手册，北京：中国建筑工业出版出版，2005。
[2]龚晓南，地基处理手册（第三版），北京：中国建筑工业出版社出版，2008。
【摘 要】通过分析软基处理中各种监测内容，包括表层沉降观测、孔隙水压力监测、分层沉降观测、路面沉降观测、真空测头、管线沉降观测、路面水平位移观测结果，研究了A区和B区软基处理过程变化特征，反映了真空预压软基处理效果，为解决类似岩土工程问题积累经验。
【关键词】塑料排水板；真空预压；软基处理；变形监测
Abstract：We analyze each data in the monitor by the using of soft soil foundation，including the result of surface layer settlement observation，pore water pressure，hierarchy settlement observation，pavement settlement observation，vacuum degree test probe，pipeline settlement observation，pavement horizontal displacement observation to study the result of change features between different soft soil improvement in area A and area B .This can reveal the effect of vacuum preloading method in soft soil foundation and the study can help us gather the experience in solving problem of geotechnical engineering.
Keyword：plastic drainage plate，vacuum preloading method，soft soil foundation，deformation monitoring
1 工程概况
工程位于广州市南沙区，用地面积约16660m?，将拟建多栋高层商业住宅楼，设有1～2层地下室。拟采用"重力式搅拌桩墙"支护，止水帷幕采用搅拌桩止水。根据岩土工程勘察报告，工程场地质条件较差，为了确保场地满足后期施工要求，施工前对场地进行软基处理。
1.1 地质条件
该场区土层分布主要由第四系全新统（Q）大湾镇组、桂洲组及残积土层（Qel）组成。全新统（Q）主要由人工填土（Qml）、海陆交互相软土、粘性土层（QMC）及冲-洪积土层、砂层（Qal+pl）组成。下伏基岩主要为混合花岗岩（T3h）。
1.1.1人工填土层
主要呈灰色、灰黄色，稍湿～湿，松散，主要为人工堆填的粘性土夹少量粉细砂、混碎石块，稍压实。
1.1.2海陆交互相沉积层
淤泥：深灰色、灰黑色，主要由粘粒及有机质组成，局部含粉砂，饱和，呈流塑状，具滑腻感和腥臭味。（层厚）
粘性土：呈深灰色、灰色、黄褐色等，主要为粉质粘土，局部为粉土，呈可塑状为主，局部软塑状。
1.1.3冲积-洪积土层
粉细砂层：呈浅黄色、灰白色、主要成份为石英，以细砂为主，含较多粉砂及少量粘粒，饱和，多呈松散状，局部呈稍密。
中粗砂层：呈浅黄色、灰白色、灰黄色为主，主要成份为石英，以粗砂为主，含较少量中砂及少量粘粒，饱和，呈稍密-中密为主。
软塑状粘性土层：呈灰白色、灰色、灰黄色、深灰色等，主要由粉质粘土、粘土组成，含少量砂粒和粉粒；主要呈可塑状，局部软塑状；摇振无反应，稍具光泽，干强度及韧性中等。
硬塑状粘性土层：呈灰白色、灰色、褐黄色、深灰色等，主要由粉质粘土、粘土组成，含少量砂粒及粉粒；主要呈硬塑状，局部坚硬状，摇振无反应，稍具光泽，干强度及韧性较高。
1.1.4残积土层
岩土工程地质勘察所揭示到的残积土层原岩为混合花岗岩，结构已全部破坏，风化成土状。
1.1.5下伏基岩
中风化混合花岗岩：呈浅黄褐色等。中粗粒结构，块状构造，岩质较坚硬，裂隙发育，岩芯破碎，岩芯呈碎块状、块状为主，少量短柱状。
微风化混合花岗岩：呈浅肉红色、浅灰红色、浅灰色等，中粒结构，块状构造，矿物成分为长石、石英、少量黑云母等。岩芯以短柱状为主，部分长柱状或块状，岩质坚硬。
1.2 软基处理方案
根据设计资料该工程后期基坑开挖深度为3.35～8.65m，在该深度范围内，地层主要为人工填土层，下部为较厚淤泥层，工程特性较差。场地采用塑料排水板加真空预压固结法进行软基处理。
1.2.1主要技术指标要求
①地基处理的目的：便于后续基坑开挖及工程桩基礎施工，为后续施工工作提供施工工作面，确保基坑及桩基施工安全。
②预估沉降量：A区0.8m～1.0m，B区1.4m～1.8m；
③停泵标准：实则沉降速率连续10天平均沉降量小于或等于2mm/d。
1.2.2软基处理边界
①地基处理采用真空预压法，地基处理边界为用地红线。
②场地四周设双排粘土搅拌桩密封墙。
1.2.3真空预压技术要点
①地基处理施工前，对地基处理区域进行场地平整，铺设50cm砂垫层，砂垫层采用纯净的中粗砂，回填砂含泥量及贝壳含量均不超过3%，砂料中不得含有针状杂物，以避免刺穿真空密封膜。
②机械打设C型塑料排水板，按正方形布置，间距及打设深度详见塑料排水板平面布置图，排水板外露20～30cm，将板头埋置砂垫层中，记录每根排水带的长度、孔深等。 ③排水主管采用直径90mm的PVC管；排水支管采用直径50mm的透水软管，设置间距5.0m，排水支管端部插入PVC主管，采用四通或三通连接，主管与支管纵横交错布置。
④布设完后，将透水软管及PVC主管埋入排水砂垫层层面以下10～20cm左右。
⑤聚氯乙烯真空密封膜两层，厚度为0.12mm～0.14mm，铺设密封膜之前加铺一层150g/m2无纺土工布，起到保护密封膜的作用。
⑥真空预压加固区四周密封墙采用双排单轴粘土搅拌桩，桩直径为[600mm，桩间纵、横向间距400mm，泥浆掺入比≥25%，比重≥1.25，粘土搅拌桩施工深度5.0m。如场地条件允许，密封墙也可以采用开挖回填粘土方式进行处理。粘土密封墙设置在水泥搅拌桩内侧。
⑦真空预压处理区四周，设置密封沟，将密封膜压入粘土搅拌桩桩顶，上部采用粘土回填。
⑧抽真空设备采用功率为7.5kW射流式真空泵，约每1000m2布置一台泵。
⑨试抽阶段，采用逐级加载，试抽时间为5天左右；抽真空前期阶段，须按要求开启真空泵，开泵率不低于80%，设计膜下真空度≥80kPa，抽真空时间预计90天（3个月）。
⑩根据业主工期需求，现场实际抽真空时间，从2014年3月7日开始至2014年4月25日截止，总历时50天。
A、B区因地质条件有些离散，A区人工填土层相对较厚，在施工塑料排水板时深度为18m，B区为16m深。
2 监测内容
序号 监测项目 测点数量 监测目的
1 表层沉降观测 9个 撑握沉降速率及最终沉降量
2 孔隙水压力监测 6组 撑握地下水消散情况
3 分层沉降观测 7个 撑握不同标高土层的压缩沉降情况
4 路面沉降观测 10个 撑握路面沉降情况，确保周边坏境安全
5 真空测头 4个 撑握膜下真空度，确保施工质量
6 管线沉降观测 10个 撑握管线的沉降情况，确保周边坏境安全
7 路面水平位移观测测 10个 撑握路面水平位移情况，确保周边坏境安全
图1 监测平面图
3 监测结果分析
3.1 表层沉降
图2为表层-时程曲线，在抽真空加载过程变化急剧，恒载期间因有时停泵等原因影响曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐下沉。累计沉降量最大的是BC4号沉降盘，沉降量是-1237mm；累计沉降量最小是BC8号沉降盘，沉降量是-1042mm。
图2 表层沉降-时程曲线
3.2 孔隙水压力
图3为超孔隙水压力-荷载-时程线，孔隙水压力在抽真空加载过程变化急剧，恒载期间变化较小，有上下轻微波动规律。整个曲线行程随着施工进度推进，各测点孔隙水逐渐消散，负压力逐渐增大，表层变化较显著，随着深度加大，负压力逐渐衰减，个别测点数据异常属于施工损坏。
图3 超孔隙水压力-荷载-时程线
3.3 分层沉降
图4为分层沉降-荷载-时程曲线，在抽真空加载过程变化急剧，恒载期间因有时停泵等原因影响曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐下沉。不同土层沉降变形正常，分层沉降-荷载-时程曲线平缓有规律，随着测点标高降低，往下土层沉降量逐渐变小。
图4 分层沉降-荷载-时程曲线
3.4 路面沉降
图5为路面沉降-时程曲线，施工期间曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐下沉。累计沉降量最大的是LM6号测点，沉降量是-3.47mm；累计沉降量最小是LM10号测点，累计沉降量是-2.66mm。
图5 路面沉降-时程曲线
3.5 真空测头
图6为真空度-时程曲线，在抽真空加载过程变化急剧，恒载期间变化较小，过程因停泵等原因影响有时上下波动规律。
图6 真空度-时程曲线
3.6 管线沉降
图7为管线沉降-时程曲线，施工期间曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐下沉。累计沉降量最大的是GX4号测点，沉降量是-3.59mm；累计沉降量最小是GX2号测点，沉降量是-2.44mm。
图7 管线沉降-时程曲线
3.7 路面水平位移监测结果分析
图8为路面水平位移-时程曲线，施工期间曲线变化平缓，整个曲线行程随着施工进度推进逐渐变大。累计位移量最大的是LM3号测点，位移量是3.8mm；累计位移最小是LM8和LM10号测点，位移量是1.8mm。
图8 路面水平位移-时程曲线
4 结论
4.1 A区测点有：BC4、BC7、BC8和BC9，统计累计沉降量最大的是BC4号沉降盘，沉降量是-1237mm，累计沉降量最小是BC8号沉降盘，沉降量是-1042mm，平均沉降量为-1162mm，最后十天沉降速率平均沉降量为-14mm/d。加固处理后累计沉降量大于设计预估沉降量（A区0.8m～1.0m）指标，最后十天沉降速率大于设计停泵标（实则沉降速率连续10天平均沉降量小于或等于2mm/d）指标，软基处理效果达到設计要求。
4.2 B区测点有：BC1、BC2、BC3、BC5和BC6，统计累计沉降量最大的是BC1号沉降盘，沉降量是-1119mm，累计沉降量最小是BC2号沉降盘，沉降量是-1060mm，平均沉降量为-1090mm，最后十天沉降速率平均沉降量为-14mm/d。加固处理后累计沉降量小于设计预估沉降量（B区1.4m～1.8m）指标，最后十天沉降速率大于设计停泵标（实则沉降速率连续10天平均沉降量小于或等于2mm/d）指标，软基处理效果达到设计要求。
通过本工程A区和B区不同深度的软基处理各监测项目监测情况，反映了真空预压软基处理效果。从而证实真空预压是淤泥层发育地区软基处理一种有效方法。
参考文献：
[1]林宗元，岩土工程试验监测手册，北京：中国建筑工业出版出版，2005。
[2]龚晓南，地基处理手册（第三版），北京：中国建筑工业出版社出版，2008。