２０１０年第９期 总第１４７期 福 建 建 筑 Ｎｏ９・２０１０ Ｆｕｉｉａｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｖ０ｌ・１４７ 塑料排水板堆载预压法软基加固监测分析 黎玉王齐仁 ４１１２０１） （湖南科技大学摘要：结合东莞某集装箱码头工程实际，介绍塑料排水板堆载预压法在软基处理工程中的应用情况，现场进行了地面沉降和分 层沉降监测，结合现场监测的数据，分析了场地中Ｂ１区塑料排水板堆载预压的加固效果，实践证明能够达到设计要求，地面沉降 总量４１０￣６０６ｍｍ左右，是经济可靠的软基加固方法。 关键词：塑料排水板堆载预压 软基加固 固结度 中图分类号：Ｕ６５５．５４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４－－６１３５（２０１０）０９一Ｏ０８Ｏ—Ｏ３ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｏｉｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｓｏｆｔ ｃｌａｙ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｙ ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ ａｅｃｎｍｎｌａｔｉｎｇ ｌｏａｄ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｐｌａｓｔｉｃ ｄｒａｉｎ ｐｌａｔｅ Ｌｉ Ｙｕ ＷａｎｇＱｉｒｅｎ （Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ４１１２０１） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｓｏｆｔ ｃｌａｙ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｙ ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｎｇ ｌｏａｄ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｐｌａｓｔｉｃ ｄｒａｉｎ ｐｌａｔｅ ａｃｃｏｒｄｉｇ ｔｎＯ ａ ｓｕｃｃｅｅｄ ｅｘａｍｐｌｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ．Ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｅｃｔｉｏｎ Ｂ１ ｂｙ ｌｏｔｓ ｏｆ ａｓｐｅｃｔｓ。ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｌａｙｅｒｉｎｇ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｐｏｒｅ ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｌａｎｄ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ｉｓ ａｂｏｕｔ ４１０￣６０６ｍｍ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅｍ－ ｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｅｎｔｉｒｅｌｙ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｌａｓｔｉｃ ｄｒａｉｎ ｐｌａｔｅ Ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｓｏｆｔ ｃｌａｙ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ １加固机理 塑料排水板堆载预压加固软土地基的原理是排水固结法， 它通过堆载加压和排水的共同作用使得饱和软土排水固结，消 筑而成的一种特殊人工地貌组合。部分场地地基采用塑料排 水板和堆载预压方法加固，区内堆载预压面积６．８万ｍ２，堆载 高度７．５ｍ。 除大部分沉降，提高密实度和强度Ⅲ。塑料排水板在地基中形 成渗透性良好的竖直排水通道，在上面填土加压的情况下，水 ２．２工程地质条件 区内场地地层自上而下分别为： 通过塑料排水板排至表层的砂垫层中，再通过砂垫层水平排出 地基，有效地加快了地基的排水固结。填土过程中，软土不断 压密固结，孔隙水逐渐消散，有效压力增大，抗剪强度提高，承 载力得到提高。 采用塑料排水板施工速度快，工人劳动强度低，费用可比 ①耕土：Ｎ一３．１击，土层软塑状，具中等压缩性。平均层 厚１．２１ｍ。素填土：Ｎ＝６．０击，土层软塑状，具中等压缩性。 平均层厚１．５２ｍ。 ②淤泥（混、问砂）：Ｎ＝０．８击｝流塑～软塑状，为含水量 高、孔隙比大、强度低、压缩性高的软土。平均层厚３．７９ｍ。 袋装砂井降低３Ｏ 以上。与砂井相比，在施工过程中没有排 水孔断面不均匀和受堵塞的情况，断面小，对地基扰动小，打设 机械轻，可用于较软的基底。 ③粉细砂：Ｎ一５．０击，松散，局部稍密，强度低。平均层 厚３．５１ｍ。中粗砂：Ｎ＝１０．５击；松散局部稍～中密，强度较 低。平均层厚４．５８ｍ。淤泥质土间砂：Ｎ＝２．０击，流塑～软 塑状，为含水量高、孔隙比大、强度低、压缩性高的软土。平均 层厚１．０５ｍ。 ２工程实例 ２．１工程概况 工程位于珠江东岸，是经对原有三角洲平原进行开挖、填 作者简介：黎玉，女，１９８１年２月年出生，硕士在读，主要研究 方向：环境与地质灾害。 收稿日期：２Ｏ１Ｏ—Ｏ８一Ｏ３ ④淤泥～淤泥质土：Ｎ＝３．０击，软塑～可塑，为含水量高、 孔隙比大、强度低、压缩性高的软土。平均层厚１．４７ｍ。粉质 粘土：Ｎ一４．０击，软塑～可塑状，强度低。平均层厚１．６６ｍ。 淤泥：Ｎ一１．４击，流塑～软塑状，为含水量高、孔隙比大、强度 低、压缩性高的软土。平均层厚５．９７ ｍ。 ２０１０年９期总第１４７期 黎玉等・塑料排水板堆载预压法软基加固监测分析 ・８１・ ⑤中粗砂（稍～中密）：Ｎ一２２．２击，中密，局部稍密，强度 ２．４现场测试及分析 中等，该层厚度较大，具有较好的承载能力。平均层厚５．９５ｍ。 ２．４．１测点布置 中粗砂（密实）：Ｎ一３８．３击，密实，局部中密，强度高，该层厚度 观测Ｂ１区内埋置地表沉降标１９个、孔隙水压力计２组及 大，具有良好的承载能力。平均层厚４．１６ｍ。粉细砂： 分层沉降仪２组等现场监测仪器，了解了地基土固结沉降的过 Ｎ＝３１．６击，中密～密实，局部稍密，强度较高。平均层厚 程以及孔隙水压力增长和消散的规律，能够控制施工质量并指 ３．３５ｍ 粉质粘土：Ｎ一５．８击，可塑状，强度低。平均层厚 导大面积施工［２］。测点平面布置如图１所示。 １．８３ｍ。淤泥质土：软塑～可塑，为含水量高、孔隙比大、强度 ２．４．２现场监测结果分析 低、压缩性高的软土。平均层厚３．６９ｍ。中细砂：Ｎ＝９．６击， 根据本软基处理方案，沉降板从埋设并测读了稳定的初始 松散局部稍密，强度低。平均层厚２．Ｉｌｍ。 读数之后，观测频率为：填筑堆载过程中每天观测１次，填筑堆 ⑥强风化泥质砂岩：Ｎ＞５Ｏ击，呈坚硬土状，强度较高，具 载结束后每周观测１次。到２００９年６月底现场监测工作全部 有良好的承载能力。平均层厚１．２５ｍ。 完毕。 ⑦中风化泥质砂岩：为软质岩，强度高，具有高的承载能 （１）表面沉降观测及分析 力，为区内理想的地基持力层。平均层厚１．５１ｍ。中风化含砾 表面沉降观测是软基沉降分析的基础，其变化规律是控制 砂岩：为软质岩，强度高，具有高的承载能力，为区内理想的地 施工进度的重要指标之一，也是加固效果最直接的反映［３］。根 基持力层。 据观测资料，加固区进出口的ｌ３、１４几点受动载影响，沉降较 ２。３施工方法 大，分别为－－６４４ｍｍ、一７０５ｍｍ，加固区中心的９点沉降量分别 本工程设计水平和垂直向排水，并采用堆载预压（局部采 为一４９８ｍｍ，整体加固区的土体向地下收缩，对加速土体沉降 用强夯、振冲）的方法对地基进行处理： 的效果十分显著；沉降速率方面，平均值为～４．２ｍｍ／ｄ。在堆 （１）水平向铺设７０ｃｍ、含泥量≯５ 的中粗砂垫层； 载预压初期，平均最大沉降速率一７．５ｍｍ／ｄ；堆载预压后期，平 （２）竖向插塑料排水板，采用０．６ｍ间距，梅花形布置插设 均沉降速率仅为一０．５～一２．８ｍｍ／ｄ，在施工过程中的沉降信 息，不仅能代表局部的变形还能反映整个加固区地基的平均沉 排水板，要求排水板穿透淤泥层，并做好排水板头保护工作； 降说明土体沉降基本稳定。取三个具有代表性２、９、１３号沉降 （３）分级加载至７．５ｍ标高； 速率见图２。 （４）设计满载６０ｄ后，根据监测情况，固结度达到８Ｏ 方 （２）孔隙水压力 可卸载。 加固区内埋设的２个孔隙水压力传感器，从图３曲线可 嚣 标 口 期的超静孔隙水压力上升较快、消散 孔 水压力 Ａ 也快。每加一级荷载各探头的孔压值 分 ｊ冀ｌ降 均有一个增大的过程，各层孔压值幅 水位毳舅１Ｉ『 Ｏ 度为 ０～３ｏｌ【Ｐａ。在加固后期较深层 加霹舞 篓± １Ｉ｜后钻乳取圭・ 孔 水 在附加应力作用下，孔隙水 羲糖斌 压消散，土体有效应力增长，地基固结 图１测点平面布置图 ２０１０年９期总第１４７期 黎玉等・塑料排水板堆载预压法软基加固监测分析 。８２ 范围内淤泥的压缩量以及固结度随深度的变化情况，分析 Ｏ －∞ 加 ５ ０ 堆载预压效果。以Ｆ℃一２沉降环为例，由图４可见，恒载 之前，各环的沉降随荷载有明显增加，增加速率随淤泥层 １００ ２００ ３００ 一从上至下沉降呈从大到小的变化，各级加载对各环的沉降 均有明显的影响；恒载之后，各环的沉降速率均逐渐变小， 一目 —嘲｛ 遨一４００ －之后又趋于平稳，表明各层的沉降也是一个渐变收敛过 程。分层沉降测点２由地面向下依次布置了３个分层沉 降磁环。顶环的沉降量最大，一５５９ｍｍ￣随深度磁环的沉 降量递减变小，底环最小，一２９７ｍｍ。 ２．５固结度计算 ＧＯ 。，－－ｉ ５００ —６００ ７００ －昌 ２ 甲 山 占 ＯＩＯ ＣＯ ｔ＂－ 由 本文采用公式 Ｓ＝∑Ｓｉ一（Ｐ１ －－ｅ２ｆ）／（１＋Ｐ１ｆ）Ｈｉ 观测日期（ｄ 巨至互 圈２时闽一沉降量关系图关系曲线 进行总沉降量计算。根据预压前后地质勘察资料计算得 加固区理论总沉降为７７８ｍｍ。从２００９年２月１８日列 ２００９年４月３０日，２、９、１３号沉降量分别为一３４６ｒｎｍｌ 一３３１ｍｍ，一２５９ｍｍ￣固结度分别为４３．４ ，４１．５ ， ３２．５ 。到２００９年８月３１日，２、９、１３号沉降量分别为 帕 口 一６３１ｒａｍ，一５２１ｍｍ，一６６７ｍｍ；固结度分别为８１．１ ， ６７ ，８５．７ Ａ。经过半年的堆载预压，ｏ加固区固结完成近 ８Ｏ ，效果明显。 ３结论 本文通过对堆载预压加固区工程实例现场有关监测 数据的分析研究，证明了塑料排水板堆载预压法的软基 加固效果，得出以下几点结论： 如 童 Ｉ童 Ｉ量登 卜 圈３孔隙水压力一时闻关系曲线 （１）在堆载预压加固软土地基的过程中，地表沉降、 观测日期（ｄ） 超孔隙水压力及分层沉降等项目的现场监测是十分必要 的，由此可以分析软基处理效果，指导施工，保证地基处 理质量的效果； ６０ｏ ５００ 吕 （２）该方法适用于大面积软基加固处理工程，特别适 用于沿海地带的软土地基加固； （３）相对于其他软基处理方案，塑料排水板堆载预压 加固软基效果明显，且造价低廉，工期较短。 ４０ｏ 卿 世３００ ２００ １００ 参考文献 ［１］吴邦颖，张师德，陈绪禄．软土地基处理［Ｍ］．中 国铁道出版社，１９９５． 一 Ｅ２］郭志华，姜志全，黄毅．塑料排水板预压法处理 深厚软基的试验研究［Ｊ］．土工基础，２００９，２３（６）：２１— Ｏ 踩 ＝［［Ｉ Ｉ ，－．Ｉ ４ 占 Ｉ ①Ｉ Ｉ／＇３ 。０＂３ 卜Ｉ Ｉ曷 ２３． ［３］赵勤俭．塑料排水板处理中厚软土地基的沉降 试验研究［Ｊ］．路基工程，２００７（３）：２８—２９． 观测时间ｃｄ，Ｅ 三 三三 三受 三 三垂 圈４分层沉降随时间变化曲线
