[教材]深圳市宝安固戍污水处理厂软基处理监测及检测

1、1 编制依据1.2 建筑地基处理技术规范 ( JGJ79-2002) ；1.3 岩土工程勘察规范 ( GB50021-2001 ) ；1.4 TPEI 作业指导书 (土工分册) ；1.5 深圳地区地基处理技术规范 ( SGJ04-96 ) ；1.6 土工试验规程 ( SL237-1999 ) 。2 工程概况深圳市宝安固戍污水处理厂位于宝安区西乡街道办固戍村内，西邻珠江出海口。一期工程建设规模为 24 万立方米/ 日，占地约11 万平方米；远期规划建设规模为 48 万立方米 /日，占地 31.7 万平方。厂区主要为污水处理工艺需要设置生产性的构筑物(如进水泵房、生物池、二沉池等)和为生产服务的辅

2、助建筑物(如办公楼、机修、仓库等) 。绝大部分厚度较厚的软弱土层采用排水固结法处理塑料排水板堆载预压法，根据构(建) 筑物的不同使用性质分为生产区和生产管理区两个区域超载和不超载压实固结； 对于局部软弱土层层厚小于2 米区域及耕植土区采用换填碾压法处理。3 软基处理施工监测检测的意义监测检测是软基处理工程的重要组成部分。在地基加固的施工过程中，需进行必要的监测检测工作，通过埋入地基土中的各种仪器，可反映出地基预压荷载大小、地基的固结、沉降和位移随时间和空间的变化。通过对这些观测数据进行处理、 分析、计算，从而对地基加固的施工质量、 地基的加固效果做出评估。 这是实现对地基加固施工过程的动态监测

3、、 动态检测、指导施工的必要手段，可为后续工程的施工、场区的使用提供重要的依据。4 监测检测项目及数量加固区监测项目有：表层沉降观测、分层沉降观测、孔隙水压力观测、边桩位移观测、深层水平位移观测以及水位观测；检测项目有：静力触探、场地卸载前钻探、十字板剪切、标贯以及砂、土密实度。具体监测检测项目设置如表1所示。表1加固区主要监测检测项目一览表序号监测检测项目单位数量备注1高程测量m2约11万整个地基加固过程2表层沉降组37整个地基加固过程3分层沉降组8整个地基加固过程4孔隙水压力组8整个地基加固过程5静力触探组152地基加固前后6边桩个10整个地基加固过程7深层水平位移组10整个地基加固过程8

4、水位组10整个地基加固过程9十字板剪切组20地基加固前后10砂、土密实度占八、3 点/1000m2?层上砂、上土过程11钻探个54卸载前12标贯组砂垫层完成后5监测检测总要求5.1 现场观测仪器埋设要求(1)沉降板沉降板在铺设砂垫层设置排水板后进行，在埋设沉降板之前发生的沉降可根据原始地面标高、砂垫层厚度和沉降板埋设前的砂垫层标高等数据推算出。沉降板埋设后要注意保护,一旦被损坏应立即修复并补测标高。(2)孔隙水压力计孔隙水压力计布置在淤泥层中，要求自上而下淤泥底面布置一个，淤泥层中间隔布置，在插板完成后设置，要求每个钻孔埋设一个孔压测头，埋设应满足有关技术规程的要求。(3)分层沉降仪分层沉降仪

5、布置在淤泥中，分层沉降磁环要求淤泥底面和顶面各布置一个，淤泥层中间隔布置，分层沉降管和磁环在插板完成后设置。(4)测斜管测斜管布置在预压土坡脚，要求测斜管渗入淤泥层下下卧层以上深度，在插板完成后 设置。（5）边桩边桩在插板和水平排水系统完成后设置。各监测检测仪器的埋设必须在指定的位置按有关操作规程进行。5.2 观测所有测点均需在施工前准确地测定其初读数；各监测检测项目的观测必须认真、细致、 准确，严格按照操作规程进行。施工期加强观测，利用实测沉降速度、位移增量及孔隙水压力增量控制堆载速率。其 控制标准要求如下：沉降板竖向沉降w 15mm/d （有超载预压土区）竖向沉降w 10mm/d （无超载

6、预压土区）边 桩侧向水平位移v 6mm/d监测检测频率见表2表2监测检测频率计划安排表项目监测检测频率备注加载期间满载期间高程测量表层沉降1天1次5天1次分层沉降1天1次5天1次孔隙水压力1天1次5天1次水位1天1次5天1次边桩位移1天1次5天1次深层水平位移1天1次5天1次静力触探地基加固前后十字板剪切地基加固前后砂、土密实度地基加固后钻探标贯注：后期监测检测频率根据现场情况可作调整。5.3 记录及资料整理每一监测检测项目用标准的观测记录表记录，每次观测所得数据及时整理分析，并绘设计、监理和施工单位等有关制成图表。 在施工过程中若观测结果显示异常，及时向业主、部门汇报，指导工程的施工。6 监

7、测检测实施方案6.1 高程测量原始地面、砂垫层和预压层等填筑前后都需进行高程测量，填筑期间每天须详细记录填筑范围及厚度，从而确定填筑工作量。6.2 表层沉降观测目的观测地表沉降量及沉降过程，掌握土体在荷载作用下产生的变形，分析土体变形及控制地基加固质量， 根据实测沉降曲线推算土体的固结度和残余沉降量， 预测沉降趋势， 评价地基加固效果，确定合理的卸载时间。布置根据设计提供的监测检测平面布置图进行布置。实施方案（ 1）施工开始时必须在远离加固区的地方设一个水准基点，作为测量参考点。水准点必须牢固可靠，并定期进行校核；（2）沉降标制作：将40mm的镀锌钢管焊接于500X 500X 8mm厚钢垫板上

8、，竖管分段制作，两头制作螺纹接头，并用 4条10mmiW筋焊接牢固，钢管每条长度约为1m可随堆载高度变化而及时接长；（ 3）铺设砂垫层后，按设计要求位置安放沉降盘，回填时一定要保持竖管的垂直度。放置完毕后，立即测量杆顶初始高程；（ 4）在堆载施工期间，将沉降标内部观测管及外部保护管逐节升高，按长时接杆前测量一次，接杆后随即再次测量杆顶标高，并将上述测量数据记入记录表中；（ 5）数据整理时，根据观测及计算结果，绘制沉降荷载时间关系曲线。以判断地基稳定状况，控制加荷速率，实现信息化施工。观测频率在加载期的观测频率为每天1 次， 满载后的观测频率为 5 天 1 次， 后期观测频率可根据现场实际情况作

9、适当调整。控制标准：竖向沉降w15mm/d （有超载预压土区）；竖向沉降w 10mm/d （无超载预压土区）。6.3 分层沉降观测目的由于沉降板观测结果是地基土的总沉降量，而地基各土层的固结压缩情况无法区分开来，为了了解各深度土层的固结、沉降情况，就必须用深层分层沉降仪来进行观测。布置仪器布置平面位置及沉降磁环的埋设如设计图所示。实施方案（ 1）首先检查监测仪器设备是否在质检有效期内，只有在有效期内的监测仪器方可在本工程中使用；（ 2）施工开始时须在远离工地的地方设一个水准基点，作为测量参考点。水准点必须牢固可靠，并定期进行校核；（ 3）仪器埋设前，按照沉降环设计标高或根据加固前加固土层的实际

10、情况，将每一个沉降环的固定环固定在连接好的引导管上。引导管最下端管口封紧，胶带密封；（ 4）钻机成孔至设计底标高，将连接好的引导管放入孔中，用粘土封孔；（ 5）沉降环埋设后，用测头、接收器、水准仪、钢尺进行观测，直至沉降环位置稳定，作为初读数，埋设完毕；（ 6）在堆载施工期间沉降环引导管随着堆载厚度的增加而接高，接口处必须用管箍连接密封，防止泥沙和水进入管内；（ 7）根据观测结果，以时间为横坐标，各磁环的沉降值为纵坐标，绘制成荷载时间沉降曲线图。观测频率加载期观测频率为每天1 次， 满载后观测频率为 5 天 1 次。 后期监测频率可根据现场情况调整。6.4 孔隙水压力观测目的反映土体固结程度的

11、指标是土体内孔隙水压力， 因此必须用埋设在不同深度处的孔隙水压力测头来监测地基土中孔隙水压力的变化过程， 从而计算出土层的固结程度， 分析地基强度增长情况。布置仪器布置平面位置及孔隙水压力测头的埋设如图所示。实施方案（ 1）首先进行室内率定，将率定正常的孔隙水压力传感器滤水环在埋设前预先煮沸，以便充分排出滤水材料内的气泡，并在煮后应始终将其放置在水中直至现场埋设；（ 2）钻机成孔，套管跟进，直钻至设计要求埋设深度以上，钻孔内充水至孔口；（ 3）将经排气处理的传感器在饱水的情况下移入孔中，用钻杆送至预埋土层，并压入到设计深度；（ 4）经检查已埋设的孔隙水传感器工作正常后，进行封孔。否则重埋。封孔

12、后，将孔隙水压力导线集结成束；（ 5） 确定初始读数， 传感器埋设完毕后应立即观测孔隙水压力的变化， 直至读数稳定，此读数即为初始读数；（ 6）根据观测结果，绘制孔隙水压力、超静水压力荷载时间过程线，计算分析孔隙水压力及固结度。观测频率在加载期的观测频率为每天1 次， 满载后的观测频率为 5 天 1 次， 后期监测频率可根据现场情况调整。6.5 静力触探目的根据qc、fs贯入曲线的线型特征，参照临近钻孔的分层资料划分土层，从而确定该区排 水板长度；确定淤泥、含砂淤泥处理前后的性状，评价砂垫层的密实程度，确定卸土时间， 辅助确定孔隙水压力。布置参照勘察钻孔布置图，布置于钻孔之间，当钻孔较疏或土层

13、较厚时，适当的进行加密。实施方案（ 1）第一次静力触探试验应在砂层施工完毕，插板前进行。首先要率定探头，求出地层阻力和仪表读数之间的关系， 以得到探头率定系数， 一般在室内进行。 新探头或使用一个月后的探头都应及时进行率定。（ 2）现场测试前应先平整场地，放平压入主机，以便使探头与地面垂直；下好地锚，以便固定压入主机， 将电缆线穿入探杆， 接通电路，调整好仪器。 试验深度为穿过含砂淤泥进入下卧层不小于1m；（ 3）采用LY-15双桥静力触探仪，边贯入，边测记，系数数据采集采用 LMC310贯入速率控制在1020mm/so（ 4）反力装置采用堆载方式；（ 5）第二次静力触探试验应在达到设计恒载时

14、间后进行。6.6 边桩位移观测目的边桩主要观测堆载时的边坡位置表层土的水平位移和隆起情况， 确定表层地基的稳定状态。并结合深层水平位移分析土体表层的侧向位移方向、范围及变化规律，控制加荷速率。布置根据设计提供的监测点平面布置图进行布置。实施方案（ 1）先在加固区外的地方设置测量基点 （ 基线 ） ，确定边桩位置；（ 2）位移边桩采用钢管埋设于设计要求位置；（ 3）位移边桩的埋设采用打入方式，主管打入地基指定深度后其顶部焊接带十字丝车件，以十字丝的交点作为观测点；（ 4）加荷过程中采用经纬仪测量出各观测点到测量基点连线（基线）的距离，从而推算出边桩位移量，用水准测量来推算边桩的隆起量。观测频率加

15、载期观测频率为每天1 次， 满载前期观测频率为 5 天 1 次， 满载后期观测频率可根据现场实际情况调整。控制标准水平位移v 6mm/d6.7 深层水平位移观测目的由于淤泥土抗剪强度低， 随着荷载的施加， 淤泥层有可能在荷载作用下发生剪切破坏而侧向挤出， 从而导致地基失稳。 埋设测斜管的目的就是为了监测软土层不同深度处的侧向变形情况，为加载过程和加载速率控制提供指导。布置仪器布置平面位置及测斜管的埋设参见设计图纸。实施方案（ 1）钻机成孔至所需标高，然后将逐根用管箍连接至设计要求长度导管放入孔内，导管连接部分用自攻螺丝固定， 各管连接时导槽要相通， 而且管端封紧， 并将十字槽一轴对准变形测量方

16、向，以减小侧向位移引起的测量误差；（ 2）将导管底部埋入硬层（陆相沉降层），作为固定端。导管埋设后，用测斜仪对其进行23次观测，直至导管位置稳定，此测读数即为初始读数；（ 3）经检查仪器工作正常后，将测头导轮卡置在预埋好的测斜管的导槽中，轻轻将测头放入测斜导管中， 放松电缆使测头滑至孔底，记下深度标记，当触及孔底时，应避免激烈的冲击，测头在孔底放置5min ，使测头温度与环境温度一致；（ 4）将测头拉起至最深标志处作为测读起点，根据电缆标志，顺次500mmM读一次，直至导管顶端为止。 沿位移方向正负方向各测读一遍。 按照要求作好每次测试记录， 记入记录表中；（ 5）根据观测结果，绘制水平位移沿

17、深度变化曲线，并对曲线进行分析，判定地基的稳定状态。观测频率加载期观测频率为每天1 次， 满载前期观测频率为 5 天 1 次， 满载后期观测频率可根据实际情况调整。6.7.5 控制标准水平位移v /d。6.8 水位观测目的通过水位观测，确定地下水位的变化过程，配合孔隙水压力，分析地基的固结情况。布置仪器布置平面位置及水位管的埋设如设计图所示。实施方案（ 1）钻机成孔，套管跟进或泥浆护壁，直钻至设计要求埋设深度；（ 2）将下端封口的水位管放入钻孔中，并逐根用管箍连接至设计要求长度。向水位管内灌清水至与钻孔中水面一致，封闭水位管并拔出套管；（ 3）水位管埋设后，用水位仪进行观测，当水位稳定后，才可

18、正式施工，此读数即为初读数；（ 4）进行水位测量时，应同时记录加荷历时、荷载大小以及降雨量、潮位和天气等情况。按照要求作好每次测试记录，记入记录表中；（ 5）根据观测结构，绘制水位荷载时间过程线，联合孔隙水压力测试结果分析计算加固土层固结度。观测频率在加载期的观测频率为每天1 次， 满载后的观测频率为 5 天 1 次， 后期监测频率可根据现场情况调整。6.9 十字板剪切目的地基处理前后进行十字板剪切试验，测出土的抗剪力矩，以确定土体抗剪强度。实施方案6.10 1）第一次十字板剪切试验应在砂层施工完毕，插板前进行，安装及调平电测式十字板剪切仪机架，用地锚固定，并安装好施加扭力的装置；（ 2）将十

19、字板头接在传感器上拧紧，然后将其所附电缆及插头与穿入钻杆内的电缆及插座连接，并进行放水处理。接通测量仪器；（ 3）将十字板头垂直压入土中至预定深度，并用卡盘卡住钻杆，使十字板头固定在同一深度上进行扭剪。在扭剪前，应读取初始读数或将仪器调零；（ 4）剪切开始，匀速转动手摇柄，摇柄每转一周，十字板头旋转一度。每10s 使摇柄转动一周，每转动一圈测记应变读数一次。当读数出现峰值稳定值后，再继续测记1min 。CB520021-94规范规定，十字板头插入预定深度后需静置25min后才能开始扭剪，并应在2min 内测得峰值强度；（ 5）松开钻杆夹具，用手或管钳快速将探杆顺时针方向旋转6 圈，使十字板头周

20、围的土充分扰动后， 立即拧紧钻杆夹具， 重复步骤 （ 4 ） ， 测记重塑土剪切破坏时的应变仪或测力仪的读数；（ 6）完成一次试验后，松开钻杆夹具。根据需要，继续将十字板头压至下一个试验深度，重复（3）（5）步骤。6.11 砂、土密实度目的检测砂、土的密实程度，看是否达到设计要求。要求（ 1）每施工完一层砂或土后进行一次检测。（2）数量：3 点/1000m2?层。6.12 标贯目的检测填砂、填土的密实程度，看是否达到设计要求。要求每施工完一层砂或土后进行一次检测。实施方案（ 1）先用钻具钻至试验土层标高以上处，清除残土。当在地下水位以下的土层进行试验时，应使孔内水位保持高于地下水位，以免出现用

21、砂和塌孔；必要时，应下套管或用泥浆护壁。(2)将贯入器放入孔内，注意保持贯入器、钻杆、导向杆连接后的垂直度。孔口宜加导向器，以保证穿心锤中心施力。(3)将贯入器以每分钟击打 1530次的频率，先打入土中，不计锤击数；然后开始记录每打入及累计的锤击数N,并记录贯入深度与试验情况。若遇密实土层，锤击数超过50击时，不应强行打入，并记录50击的贯入深度。(4)提出贯入器，取贯入器中的土样进行鉴别、描述记录，并测量其长度。(5)重复14步骤，进行下一深度或点的标贯测试。6.12钻探取样目的考察土层固结效果，看是否达到设计要求，从而确定具体卸载时间。钻孔布置地基处理范围内，钻孔纵向、横向间距均为50m具体布置详见卸载前钻孔布置图。7监测检测机构及主要人员配备7.1监测检测机构配备如表3所不：表3监测检测工程主要人员配备表本工程中所任职务1丘建金总工、博士技术顾问2李爱国副总工、博士技术总负责3江顺