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真空预压软基处理分层沉降监测探析 　　摘 要 通过分层沉降监测，能够及时了解了真空预压施工过程中各层土体的固结情况和变形特征，这对合理控制工程施工、确保工程质量意义重大。本文首先介绍了真空固结变形机理和分层沉降监测的目的；然后研究分析了分层监测沉降的原理以及如何解决分层沉降监测管悬浮的难题；最后结合工程实例进行了数据处理。 　　关键词 软基处理；真空预压；分层沉降监测 　　中图分类号 TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）107-0193-02 　　0引言 　　软土广泛分布于我国的沿海和内陆地区，并且其性质及强度特征具有复杂多变的特性， 这给地基工程处理带来了较大的难度。当前常用的软基处理方法有多种，而真空预压法是一种行之有效的软基处理方法，采用这种方法可使地基土排水固结，施工方法也较易实现，已经在我国的港口、建筑等领域得到了广泛的应用。而且这种方法经过我国一些专家对其施工方法和施工工艺进行了一些改进和完善后，在软基处理工程方面获得了较大的成功，并且在工程技术方面已经走在了世界前列。 　　在真空预压过程中，软基会发生沉降。但这种沉降表现为浅层土压缩量大、深层土压缩量小，各土层的固结特性及沉降大小不一致的特点。因此，在软基处理施工过程中，通过现场埋设监测仪器，并采用先进的监测技术对土层内部不同部位的沉降大小和各土层的固结压缩情况进行监测，对控制工程进度、确保工程质量和施工安全、检验施工方案等方面具有重要意义。 　　1真空固结变形机理及分层沉降监测的目的 　　真空预压施工的作用机理分成如下三个阶段：1）浅层土体渗透固结，并对深层土体产生“堆载”效应。抽真空时，膜内外的气压差能在一个很短的时间内就攀升到一个大气压力，造成密封膜与水平向排水层紧密相帖，此时吸力的影响范围只扩展到了钱层土地，土体中的水分因发生渗透而固结，而深层土体并没有受到由吸力作用导致的“负压”影响，相当于瞬间承受了一个作用于其上的 “堆载”效应，这肯定将导致深层土体出现正的超孔隙水压力，即“正压”；2）浅层土体固结稳定，深层土体向受“负压”效应过渡。此阶段抽真空依然作用，抽真空产生的吸力已逐渐扩展到深层土体，导致其所蕴含的水分通过各个渠道向浅层土体渗透，使得第一阶段产生的正的超孔隙水压力逐渐消失。当这股正压完全消散或者基本恒定的“负压”开始出现显著降低时，随着真空吸力的继续作用，深层土体便逐渐过渡到受“负压”效应影响；3）深层土体渗透固结，并达到稳定平衡。此阶段依然持续产生的真空吸力将软土地基中的地下水抽出，并构成径向渗流， 而这些流体运动将会达到动态平衡。该平衡只能维持一段时间，其后就代表着各层土体均已渗透固结。 　　通过以上分析可知，虽然软土地基固结变形主要表现为沉降，但其浅层和深层在整个工法实施过程中的固结变形机理存在差异，因而有必要了解软基处理施工及运行期间各土层的沉降大小和固结状况以判断其稳定性，从而为真空预压施工质量控制提供依据。 　　2 分层沉降监测的原理与分析 　　2.1分层沉降监测的机理 　　分层沉降监测系统由沉降观测仪、分层沉降管、分层沉降磁环及其它配套设备构成。系统的主要作用机理是：首先在不同深度与层位的土层处布置分层沉降磁环，并使这些磁环随着土层的固结变形而变化其位置；然后通过电磁式分层沉降观测仪带有磁感应器的测量探头对沉降磁环变化后的位置进行检测；最后根据沉降磁环的位置对其所在土层土体的固结沉降量作出计算。 　　2.2分层沉降监测的分析 　　地表总沉降量计算通常用分层总和法。但在实际测量工作中，地表总沉降量几乎不可能与分层总和一致。一种是地表总沉降量明显大于分层沉降总和。导致这种误差的原因不外乎是由钻孔垂直度不合要求，这种误差可以通过加强埋设过程中的垂直度检测来避免。还有一种情况是分层沉降之和大于地表沉降总量。这种情况比较多见，主要是在饱和软土中埋设沉降环成孔钻进过程中，钻孔周边的软土土体会被工法扰动，这会使得这些软土在工法实施过程中的沉降速度比其他区域的软土较大。当前关于扰动区域的软土沉降规律和改善措施的研究还比较缺乏，即使偶有提到，也没有形成理论体系。 　　3分层沉降管悬浮的难题及解决方法 　　3.1分层沉降管悬浮的难题 　　在很多情况下，软土层厚度都会大于分层沉降的测试深度，这会使分层沉降管在埋设时管下端会悬浮在软土层之中，不能固定。这很可能造成分层沉降管随土体整体下沉的结果，使监测工作失效。 　　3.2解决办法 　　针对分层沉降管悬浮的难题，可以在埋设分层沉降管时将管口与一块钢板固定，并将钢板固定在地表砂层中，其上用砂填平。这样可以让分层沉降管与表层土同步下沉。 　　4工程应用实例 　　4.1工程概况 　　某工程地处珠江三角洲沉积区。该区域广泛分布软土层，其