[教材]深圳市寶安固戍污水處理廠軟基處理監(jiān)測及檢測

1、1 編制依據(jù)1.2 建筑地基處理技術規(guī)范 ( JGJ79-2002) ；1.3 巖土工程勘察規(guī)范 ( GB50021-2001 ) ；1.4 TPEI 作業(yè)指導書 (土工分冊) ；1.5 深圳地區(qū)地基處理技術規(guī)范 ( SGJ04-96 ) ；1.6 土工試驗規(guī)程 ( SL237-1999 ) 。2 工程概況深圳市寶安固戍污水處理廠位于寶安區(qū)西鄉(xiāng)街道辦固戍村內，西鄰珠江出?？?。一期工程建設規(guī)模為 24 萬立方米/ 日，占地約11 萬平方米；遠期規(guī)劃建設規(guī)模為 48 萬立方米 /日，占地 31.7 萬平方。廠區(qū)主要為污水處理工藝需要設置生產(chǎn)性的構筑物(如進水泵房、生物池、二沉池等)和為生產(chǎn)服務的輔

2、助建筑物(如辦公樓、機修、倉庫等) 。絕大部分厚度較厚的軟弱土層采用排水固結法處理塑料排水板堆載預壓法，根據(jù)構(建) 筑物的不同使用性質分為生產(chǎn)區(qū)和生產(chǎn)管理區(qū)兩個區(qū)域超載和不超載壓實固結； 對于局部軟弱土層層厚小于2 米區(qū)域及耕植土區(qū)采用換填碾壓法處理。3 軟基處理施工監(jiān)測檢測的意義監(jiān)測檢測是軟基處理工程的重要組成部分。在地基加固的施工過程中，需進行必要的監(jiān)測檢測工作，通過埋入地基土中的各種儀器，可反映出地基預壓荷載大小、地基的固結、沉降和位移隨時間和空間的變化。通過對這些觀測數(shù)據(jù)進行處理、 分析、計算，從而對地基加固的施工質量、 地基的加固效果做出評估。 這是實現(xiàn)對地基加固施工過程的動態(tài)監(jiān)測

3、、 動態(tài)檢測、指導施工的必要手段，可為后續(xù)工程的施工、場區(qū)的使用提供重要的依據(jù)。4 監(jiān)測檢測項目及數(shù)量加固區(qū)監(jiān)測項目有：表層沉降觀測、分層沉降觀測、孔隙水壓力觀測、邊樁位移觀測、深層水平位移觀測以及水位觀測；檢測項目有：靜力觸探、場地卸載前鉆探、十字板剪切、標貫以及砂、土密實度。具體監(jiān)測檢測項目設置如表1所示。表1加固區(qū)主要監(jiān)測檢測項目一覽表序號監(jiān)測檢測項目單位數(shù)量備注1高程測量m2約11萬整個地基加固過程2表層沉降組37整個地基加固過程3分層沉降組8整個地基加固過程4孔隙水壓力組8整個地基加固過程5靜力觸探組152地基加固前后6邊樁個10整個地基加固過程7深層水平位移組10整個地基加固過程8

4、水位組10整個地基加固過程9十字板剪切組20地基加固前后10砂、土密實度占八、3 點/1000m2?層上砂、上土過程11鉆探個54卸載前12標貫組砂墊層完成后5監(jiān)測檢測總要求5.1 現(xiàn)場觀測儀器埋設要求(1)沉降板沉降板在鋪設砂墊層設置排水板后進行，在埋設沉降板之前發(fā)生的沉降可根據(jù)原始地面標高、砂墊層厚度和沉降板埋設前的砂墊層標高等數(shù)據(jù)推算出。沉降板埋設后要注意保護,一旦被損壞應立即修復并補測標高。(2)孔隙水壓力計孔隙水壓力計布置在淤泥層中，要求自上而下淤泥底面布置一個，淤泥層中間隔布置，在插板完成后設置，要求每個鉆孔埋設一個孔壓測頭，埋設應滿足有關技術規(guī)程的要求。(3)分層沉降儀分層沉降儀

5、布置在淤泥中，分層沉降磁環(huán)要求淤泥底面和頂面各布置一個，淤泥層中間隔布置，分層沉降管和磁環(huán)在插板完成后設置。(4)測斜管測斜管布置在預壓土坡腳，要求測斜管滲入淤泥層下下臥層以上深度，在插板完成后 設置。（5）邊樁邊樁在插板和水平排水系統(tǒng)完成后設置。各監(jiān)測檢測儀器的埋設必須在指定的位置按有關操作規(guī)程進行。5.2 觀測所有測點均需在施工前準確地測定其初讀數(shù)；各監(jiān)測檢測項目的觀測必須認真、細致、 準確，嚴格按照操作規(guī)程進行。施工期加強觀測，利用實測沉降速度、位移增量及孔隙水壓力增量控制堆載速率。其 控制標準要求如下：沉降板豎向沉降w 15mm/d （有超載預壓土區(qū)）豎向沉降w 10mm/d （無超載

6、預壓土區(qū)）邊 樁側向水平位移v 6mm/d監(jiān)測檢測頻率見表2表2監(jiān)測檢測頻率計劃安排表項目監(jiān)測檢測頻率備注加載期間滿載期間高程測量表層沉降1天1次5天1次分層沉降1天1次5天1次孔隙水壓力1天1次5天1次水位1天1次5天1次邊樁位移1天1次5天1次深層水平位移1天1次5天1次靜力觸探地基加固前后十字板剪切地基加固前后砂、土密實度地基加固后鉆探標貫注：后期監(jiān)測檢測頻率根據(jù)現(xiàn)場情況可作調整。5.3 記錄及資料整理每一監(jiān)測檢測項目用標準的觀測記錄表記錄，每次觀測所得數(shù)據(jù)及時整理分析，并繪設計、監(jiān)理和施工單位等有關制成圖表。 在施工過程中若觀測結果顯示異常，及時向業(yè)主、部門匯報，指導工程的施工。6 監(jiān)

7、測檢測實施方案6.1 高程測量原始地面、砂墊層和預壓層等填筑前后都需進行高程測量，填筑期間每天須詳細記錄填筑范圍及厚度，從而確定填筑工作量。6.2 表層沉降觀測目的觀測地表沉降量及沉降過程，掌握土體在荷載作用下產(chǎn)生的變形，分析土體變形及控制地基加固質量， 根據(jù)實測沉降曲線推算土體的固結度和殘余沉降量， 預測沉降趨勢， 評價地基加固效果，確定合理的卸載時間。布置根據(jù)設計提供的監(jiān)測檢測平面布置圖進行布置。實施方案（ 1）施工開始時必須在遠離加固區(qū)的地方設一個水準基點，作為測量參考點。水準點必須牢固可靠，并定期進行校核；（2）沉降標制作：將40mm的鍍鋅鋼管焊接于500X 500X 8mm厚鋼墊板上

8、，豎管分段制作，兩頭制作螺紋接頭，并用 4條10mmiW筋焊接牢固，鋼管每條長度約為1m可隨堆載高度變化而及時接長；（ 3）鋪設砂墊層后，按設計要求位置安放沉降盤，回填時一定要保持豎管的垂直度。放置完畢后，立即測量桿頂初始高程；（ 4）在堆載施工期間，將沉降標內部觀測管及外部保護管逐節(jié)升高，按長時接桿前測量一次，接桿后隨即再次測量桿頂標高，并將上述測量數(shù)據(jù)記入記錄表中；（ 5）數(shù)據(jù)整理時，根據(jù)觀測及計算結果，繪制沉降荷載時間關系曲線。以判斷地基穩(wěn)定狀況，控制加荷速率，實現(xiàn)信息化施工。觀測頻率在加載期的觀測頻率為每天1 次， 滿載后的觀測頻率為 5 天 1 次， 后期觀測頻率可根據(jù)現(xiàn)場實際情況作

9、適當調整?？刂茦藴剩贺Q向沉降w15mm/d （有超載預壓土區(qū)）；豎向沉降w 10mm/d （無超載預壓土區(qū)）。6.3 分層沉降觀測目的由于沉降板觀測結果是地基土的總沉降量，而地基各土層的固結壓縮情況無法區(qū)分開來，為了了解各深度土層的固結、沉降情況，就必須用深層分層沉降儀來進行觀測。布置儀器布置平面位置及沉降磁環(huán)的埋設如設計圖所示。實施方案（ 1）首先檢查監(jiān)測儀器設備是否在質檢有效期內，只有在有效期內的監(jiān)測儀器方可在本工程中使用；（ 2）施工開始時須在遠離工地的地方設一個水準基點，作為測量參考點。水準點必須牢固可靠，并定期進行校核；（ 3）儀器埋設前，按照沉降環(huán)設計標高或根據(jù)加固前加固土層的實際

10、情況，將每一個沉降環(huán)的固定環(huán)固定在連接好的引導管上。引導管最下端管口封緊，膠帶密封；（ 4）鉆機成孔至設計底標高，將連接好的引導管放入孔中，用粘土封孔；（ 5）沉降環(huán)埋設后，用測頭、接收器、水準儀、鋼尺進行觀測，直至沉降環(huán)位置穩(wěn)定，作為初讀數(shù)，埋設完畢；（ 6）在堆載施工期間沉降環(huán)引導管隨著堆載厚度的增加而接高，接口處必須用管箍連接密封，防止泥沙和水進入管內；（ 7）根據(jù)觀測結果，以時間為橫坐標，各磁環(huán)的沉降值為縱坐標，繪制成荷載時間沉降曲線圖。觀測頻率加載期觀測頻率為每天1 次， 滿載后觀測頻率為 5 天 1 次。 后期監(jiān)測頻率可根據(jù)現(xiàn)場情況調整。6.4 孔隙水壓力觀測目的反映土體固結程度的

11、指標是土體內孔隙水壓力， 因此必須用埋設在不同深度處的孔隙水壓力測頭來監(jiān)測地基土中孔隙水壓力的變化過程， 從而計算出土層的固結程度， 分析地基強度增長情況。布置儀器布置平面位置及孔隙水壓力測頭的埋設如圖所示。實施方案（ 1）首先進行室內率定，將率定正常的孔隙水壓力傳感器濾水環(huán)在埋設前預先煮沸，以便充分排出濾水材料內的氣泡，并在煮后應始終將其放置在水中直至現(xiàn)場埋設；（ 2）鉆機成孔，套管跟進，直鉆至設計要求埋設深度以上，鉆孔內充水至孔口；（ 3）將經(jīng)排氣處理的傳感器在飽水的情況下移入孔中，用鉆桿送至預埋土層，并壓入到設計深度；（ 4）經(jīng)檢查已埋設的孔隙水傳感器工作正常后，進行封孔。否則重埋。封孔

12、后，將孔隙水壓力導線集結成束；（ 5） 確定初始讀數(shù)， 傳感器埋設完畢后應立即觀測孔隙水壓力的變化， 直至讀數(shù)穩(wěn)定，此讀數(shù)即為初始讀數(shù)；（ 6）根據(jù)觀測結果，繪制孔隙水壓力、超靜水壓力荷載時間過程線，計算分析孔隙水壓力及固結度。觀測頻率在加載期的觀測頻率為每天1 次， 滿載后的觀測頻率為 5 天 1 次， 后期監(jiān)測頻率可根據(jù)現(xiàn)場情況調整。6.5 靜力觸探目的根據(jù)qc、fs貫入曲線的線型特征，參照臨近鉆孔的分層資料劃分土層，從而確定該區(qū)排 水板長度；確定淤泥、含砂淤泥處理前后的性狀，評價砂墊層的密實程度，確定卸土時間， 輔助確定孔隙水壓力。布置參照勘察鉆孔布置圖，布置于鉆孔之間，當鉆孔較疏或土層

13、較厚時，適當?shù)倪M行加密。實施方案（ 1）第一次靜力觸探試驗應在砂層施工完畢，插板前進行。首先要率定探頭，求出地層阻力和儀表讀數(shù)之間的關系， 以得到探頭率定系數(shù)， 一般在室內進行。 新探頭或使用一個月后的探頭都應及時進行率定。（ 2）現(xiàn)場測試前應先平整場地，放平壓入主機，以便使探頭與地面垂直；下好地錨，以便固定壓入主機， 將電纜線穿入探桿， 接通電路，調整好儀器。 試驗深度為穿過含砂淤泥進入下臥層不小于1m；（ 3）采用LY-15雙橋靜力觸探儀，邊貫入，邊測記，系數(shù)數(shù)據(jù)采集采用 LMC310貫入速率控制在1020mm/so（ 4）反力裝置采用堆載方式；（ 5）第二次靜力觸探試驗應在達到設計恒載時

14、間后進行。6.6 邊樁位移觀測目的邊樁主要觀測堆載時的邊坡位置表層土的水平位移和隆起情況， 確定表層地基的穩(wěn)定狀態(tài)。并結合深層水平位移分析土體表層的側向位移方向、范圍及變化規(guī)律，控制加荷速率。布置根據(jù)設計提供的監(jiān)測點平面布置圖進行布置。實施方案（ 1）先在加固區(qū)外的地方設置測量基點 （ 基線 ） ，確定邊樁位置；（ 2）位移邊樁采用鋼管埋設于設計要求位置；（ 3）位移邊樁的埋設采用打入方式，主管打入地基指定深度后其頂部焊接帶十字絲車件，以十字絲的交點作為觀測點；（ 4）加荷過程中采用經(jīng)緯儀測量出各觀測點到測量基點連線（基線）的距離，從而推算出邊樁位移量，用水準測量來推算邊樁的隆起量。觀測頻率加

15、載期觀測頻率為每天1 次， 滿載前期觀測頻率為 5 天 1 次， 滿載后期觀測頻率可根據(jù)現(xiàn)場實際情況調整?？刂茦藴仕轿灰苬 6mm/d6.7 深層水平位移觀測目的由于淤泥土抗剪強度低， 隨著荷載的施加， 淤泥層有可能在荷載作用下發(fā)生剪切破壞而側向擠出， 從而導致地基失穩(wěn)。 埋設測斜管的目的就是為了監(jiān)測軟土層不同深度處的側向變形情況，為加載過程和加載速率控制提供指導。布置儀器布置平面位置及測斜管的埋設參見設計圖紙。實施方案（ 1）鉆機成孔至所需標高，然后將逐根用管箍連接至設計要求長度導管放入孔內，導管連接部分用自攻螺絲固定， 各管連接時導槽要相通， 而且管端封緊， 并將十字槽一軸對準變形測量方

16、向，以減小側向位移引起的測量誤差；（ 2）將導管底部埋入硬層（陸相沉降層），作為固定端。導管埋設后，用測斜儀對其進行23次觀測，直至導管位置穩(wěn)定，此測讀數(shù)即為初始讀數(shù)；（ 3）經(jīng)檢查儀器工作正常后，將測頭導輪卡置在預埋好的測斜管的導槽中，輕輕將測頭放入測斜導管中， 放松電纜使測頭滑至孔底，記下深度標記，當觸及孔底時，應避免激烈的沖擊，測頭在孔底放置5min ，使測頭溫度與環(huán)境溫度一致；（ 4）將測頭拉起至最深標志處作為測讀起點，根據(jù)電纜標志，順次500mmM讀一次，直至導管頂端為止。 沿位移方向正負方向各測讀一遍。 按照要求作好每次測試記錄， 記入記錄表中；（ 5）根據(jù)觀測結果，繪制水平位移沿

17、深度變化曲線，并對曲線進行分析，判定地基的穩(wěn)定狀態(tài)。觀測頻率加載期觀測頻率為每天1 次， 滿載前期觀測頻率為 5 天 1 次， 滿載后期觀測頻率可根據(jù)實際情況調整。6.7.5 控制標準水平位移v /d。6.8 水位觀測目的通過水位觀測，確定地下水位的變化過程，配合孔隙水壓力，分析地基的固結情況。布置儀器布置平面位置及水位管的埋設如設計圖所示。實施方案（ 1）鉆機成孔，套管跟進或泥漿護壁，直鉆至設計要求埋設深度；（ 2）將下端封口的水位管放入鉆孔中，并逐根用管箍連接至設計要求長度。向水位管內灌清水至與鉆孔中水面一致，封閉水位管并拔出套管；（ 3）水位管埋設后，用水位儀進行觀測，當水位穩(wěn)定后，才可

18、正式施工，此讀數(shù)即為初讀數(shù)；（ 4）進行水位測量時，應同時記錄加荷歷時、荷載大小以及降雨量、潮位和天氣等情況。按照要求作好每次測試記錄，記入記錄表中；（ 5）根據(jù)觀測結構，繪制水位荷載時間過程線，聯(lián)合孔隙水壓力測試結果分析計算加固土層固結度。觀測頻率在加載期的觀測頻率為每天1 次， 滿載后的觀測頻率為 5 天 1 次， 后期監(jiān)測頻率可根據(jù)現(xiàn)場情況調整。6.9 十字板剪切目的地基處理前后進行十字板剪切試驗，測出土的抗剪力矩，以確定土體抗剪強度。實施方案6.10 1）第一次十字板剪切試驗應在砂層施工完畢，插板前進行，安裝及調平電測式十字板剪切儀機架，用地錨固定，并安裝好施加扭力的裝置；（ 2）將十

19、字板頭接在傳感器上擰緊，然后將其所附電纜及插頭與穿入鉆桿內的電纜及插座連接，并進行放水處理。接通測量儀器；（ 3）將十字板頭垂直壓入土中至預定深度，并用卡盤卡住鉆桿，使十字板頭固定在同一深度上進行扭剪。在扭剪前，應讀取初始讀數(shù)或將儀器調零；（ 4）剪切開始，勻速轉動手搖柄，搖柄每轉一周，十字板頭旋轉一度。每10s 使搖柄轉動一周，每轉動一圈測記應變讀數(shù)一次。當讀數(shù)出現(xiàn)峰值穩(wěn)定值后，再繼續(xù)測記1min 。CB520021-94規(guī)范規(guī)定，十字板頭插入預定深度后需靜置25min后才能開始扭剪，并應在2min 內測得峰值強度；（ 5）松開鉆桿夾具，用手或管鉗快速將探桿順時針方向旋轉6 圈，使十字板頭周

20、圍的土充分擾動后， 立即擰緊鉆桿夾具， 重復步驟 （ 4 ） ， 測記重塑土剪切破壞時的應變儀或測力儀的讀數(shù)；（ 6）完成一次試驗后，松開鉆桿夾具。根據(jù)需要，繼續(xù)將十字板頭壓至下一個試驗深度，重復（3）（5）步驟。6.11 砂、土密實度目的檢測砂、土的密實程度，看是否達到設計要求。要求（ 1）每施工完一層砂或土后進行一次檢測。（2）數(shù)量：3 點/1000m2?層。6.12 標貫目的檢測填砂、填土的密實程度，看是否達到設計要求。要求每施工完一層砂或土后進行一次檢測。實施方案（ 1）先用鉆具鉆至試驗土層標高以上處，清除殘土。當在地下水位以下的土層進行試驗時，應使孔內水位保持高于地下水位，以免出現(xiàn)用

21、砂和塌孔；必要時，應下套管或用泥漿護壁。(2)將貫入器放入孔內，注意保持貫入器、鉆桿、導向桿連接后的垂直度。孔口宜加導向器，以保證穿心錘中心施力。(3)將貫入器以每分鐘擊打 1530次的頻率，先打入土中，不計錘擊數(shù)；然后開始記錄每打入及累計的錘擊數(shù)N,并記錄貫入深度與試驗情況。若遇密實土層，錘擊數(shù)超過50擊時，不應強行打入，并記錄50擊的貫入深度。(4)提出貫入器，取貫入器中的土樣進行鑒別、描述記錄，并測量其長度。(5)重復14步驟，進行下一深度或點的標貫測試。6.12鉆探取樣目的考察土層固結效果，看是否達到設計要求，從而確定具體卸載時間。鉆孔布置地基處理范圍內，鉆孔縱向、橫向間距均為50m具體布置詳見卸載前鉆孔布置圖。7監(jiān)測檢測機構及主要人員配備7.1監(jiān)測檢測機構配備如表3所不：表3監(jiān)測檢測工程主要人員配備表本工程中所任職務1丘建金總工、博士技術顧問2李愛國副總工、博士技術總負責3江順