1、沿海軟土地基處理（一）海相軟土的工程性質(zhì)海相黏土（Marine Clay ）是軟土沉積物的一個種類，是區(qū)域軟土的重要類型，通常以淤泥、淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)亞黏土的方式出現(xiàn)，在全世界范圍內(nèi)分布廣泛。大多數(shù)海相黏土具有高含水率、大孔隙化、高壓縮性、低滲透性、低強度、高靈敏度的特點，并表現(xiàn)出顯著的流變性、觸變性。一）我國海相軟土分布1、區(qū)域分布在我國沿海地區(qū)淺部土層中，分布有數(shù)米至數(shù)十米不等的灰色淤泥質(zhì)土和淤泥，它是在靜水緩流環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用而形成的海相飽和軟黏土。我國沿海地區(qū)廣泛分布著這樣的海相沉積的軟弱黏土層。而這其中又以天津、江蘇、浙江、 廣東等地軟土更具有特點和區(qū)域代表性。從天津連

2、云港上海杭州寧波溫州福州廈門湛江， 軟黏土的含水率逐漸增大，壓縮性逐漸提高，強度逐漸變低，在力學(xué)強度和變的特點。圖1 是我國東部沿海地區(qū)海相軟土分布圖。由圖中可見，環(huán)渤海灣地區(qū)、江蘇、上海、浙江的沿海地區(qū)是我國海相軟土的主要分布區(qū)，其分布面積十分廣，因此， 這些地區(qū)海相軟土的研究對我國沿海地區(qū)的工程建設(shè)具有非常重要的意義。我國沿海地區(qū)海相軟土大多數(shù)是第四系晚更新世以來的沉積物，受多次海侵、海退的影響，形成濱海相沉積為主的淤泥，淤泥質(zhì)軟土地層。軟土層厚度變化范圍大，天然含水主率高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性、強度低、并具有觸變性、流變性等特點。圖 1 中國東部沿海地區(qū)海相軟土分布圖2、基本特性海

3、相沉積的軟土層，由于受潮汐水流等因素的影響，其上部往往形成厚度12m的所謂“硬殼層”下部則為夾粉細砂透鏡體的淤泥體的淤泥質(zhì)土或夾粉砂的層狀淤泥質(zhì)土，有時局部有薄的泥炭層。海相軟黏土除了共同具有的高孔隙化、高壓縮性、高含水率、低滲透性、低承載力特性外，其沉積化學(xué)特點、土的結(jié)構(gòu)性與流變性也是其明顯的特征。（ 1 ）海相軟土沉積化學(xué)特點黏土礦物成分是海相軟土沉積化學(xué)特點的重要反映，直接影響甚至決定上著土的液限、滲透性、壓縮性、抗剪強度等物理指標(biāo)和工程性抽。高嶺石、蒙脫石和伊利石是三種最常見的黏土礦物，除部分海相黏土只含單一黏土礦物外，其他大多數(shù)往往含有多種黏土礦物。通常， 在同一海相軟土中，即使不同

4、黏土礦物的含量相當(dāng)，黏土礦物也不會平均地表現(xiàn)對土性質(zhì)的影響，能夠決定海相軟土分為三種主要類型：高嶺石型、蒙脫石型、混合礦物型。黏礦物類型直接影響土的液限值，并直接或間接地關(guān)系到土的壓縮性，滲透性和抗剪強度等工程特性。 由于高嶺石和蒙脫石控制黏土液限的機理不同，所以決定性礦物不同的海相軟土性質(zhì)現(xiàn)表現(xiàn)會有明顯的差異。在世界各地的海相黏土中，蒙脫石型黏土占絕大部分。而我國沿海各地的海相軟土中，伊利石或伊蒙混層礦物是其主要的黏土礦物組分，這也直接導(dǎo)致了我國的海相軟土在諸多性質(zhì)表現(xiàn)上顯著不同于國外其他地區(qū)軟土。由于在海水中沉積，其沉積環(huán)境也使得少緗軟土的空隙液體離子化學(xué)特性與海水的含鹽組分之間有著密切的

5、聯(lián)系。有研究顯示，孔隙水離子化學(xué)特征能夠直接影響?zhàn)ば酝恋奈锢碇笜?biāo)，并對土的工程性質(zhì)產(chǎn)生不可忽略的影響。（ 2）結(jié)構(gòu)性形成結(jié)構(gòu)性強弱的物理化學(xué)過程十分復(fù)雜，與土體本身的賦存規(guī)律密切相關(guān)。作為土的一種固有特性，結(jié)構(gòu)性通過自身的強弱變化，隱性地影響著土的諸多工程特性。海性軟黏土通常在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，物質(zhì)組成以極細的黏土膠狀物質(zhì)為主，并伴有微生物的作用，是典型的結(jié)構(gòu)性土。土體的結(jié)構(gòu)包括組構(gòu)（組成顆粒的排列方式）和膠結(jié) （顆粒間的相互作用力）Cotecchia等根據(jù)沉積歷史將土體的結(jié)構(gòu)分為沉積結(jié)構(gòu)和后沉積結(jié)構(gòu)，并給出了土體結(jié)構(gòu)性類型的基本框架。沉積結(jié)構(gòu)是指天然土或重塑土在沉積過程中的沉積

6、完成后由于一維固結(jié)形成的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)只在正常固結(jié)過程中產(chǎn)生，主要為土體沉積過程中形成的各種顆粒組構(gòu)和顆粒間膠對號，見圖2圖 2 沉積結(jié)構(gòu)的一維壓縮曲線圖中： VY 表示土體的結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力；VC 表示土體在歷史上曾受到的最大應(yīng)力；為土體的上覆壓力。后沉積結(jié)構(gòu)是指在正常固結(jié)完成之后由于地質(zhì)作用而形成的結(jié)構(gòu)，同時原沉積結(jié)構(gòu)也發(fā)生改變。主要包含由于卸載、蠕變、觸變、后沉積膠結(jié)和成巖作用形成的土體結(jié)構(gòu)，而在沉積過程中的黏結(jié)、風(fēng)化和構(gòu)造剪切作用形成的土體結(jié)構(gòu)暫時不在考慮范圍之內(nèi)。（ 3）流變性黏性土在固結(jié)過程中，超靜孔隙水壓力消散為零后，主固結(jié)變形完成，但總變形并未停止。 由于土骨架的流變使變形繼續(xù)延續(xù)

7、，具有黏滯性的土骨架在應(yīng)力作用下出現(xiàn)的蠕變變形稱為次固結(jié)變形。海相軟黏土的次固結(jié)變形是其流變性的重要表現(xiàn)。海相軟土由于其特殊的特質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特性，決定了軟土在外部荷載的作用下表現(xiàn)出特殊的響應(yīng)，軟土在荷載作用下能產(chǎn)生較大的變形，而且在荷載不變的的前提下，其變形也能隨時間而增長，即軟土的蠕變特性。（ 4）硬殼層海相沉積的淤泥質(zhì)土或淤泥長期暴露于較易氧化的氣候和較豐富的大氣降水的陸環(huán)境中， 經(jīng)過水解作用和氧化作用形成很多氧化鐵沉積、土的顏色變成褐黃色，伴隨著排水固結(jié)作用使含水率不斷減少、孔隙比不斷減小，土的強度也不斷得到增加，這便是廣泛覆蓋于海相軟土之的“硬殼層“硬殼層覆蓋海相軟土是沿海地區(qū)軟土地層

8、結(jié)構(gòu)的典型特征。二）天津海相軟土工程特性1 天津軟土天津軟土以塘沽新港海積軟土為代表。天津沿海一帶，從10 萬年前至今的期間內(nèi)，曾有三次海進和海退，即由海洋變陸地和由陸地變海洋曾反復(fù)六次。距今約5000 年左右，天津還處于最后一次海進期間。其后開始了最后一次海退。在漫長的海退歲月中，逐漸沉積形成了天津以東的濱海平原。越近海岸，成陸時間越短，土質(zhì)越軟。全新世以來沉積的地層分布有海相沉積層和陸相的河口三角洲相沖積層兩種類型土層。地表分布厚度為 2m左右的人工填土，其下為海相沉積為主的土層，同時受到海河等流域的沖積物沉積的影響，一般稱為海相層，屬于全新世軟土層，分布范圍很廣，厚度1317m。海相層可

9、分為兩個亞層，上部的灰褐色淤泥質(zhì)亞黏土、淤泥，為潛水區(qū)沉積，具有黏土夾薄砂層的層狀構(gòu)造特點，沉積年代距今只有數(shù)百年；下部灰褐色淤泥質(zhì)黏土層厚度為78m，為深水沉積物，具有薄層狀構(gòu)造特征，夾砂層由上而下由厚（12cm）變薄（小于），薄層理為深水風(fēng)暴砂的構(gòu)造特征，土體處于可塑軟塑狀態(tài)，具有明顯的結(jié)構(gòu)性，沉積年代距今約有 2000 年。該兩層海相土層的指標(biāo)特性見表2-1 。天津海相軟土屬于欠固結(jié)土，但與一般的欠固結(jié)土不同，在其沉積的過程中形成較強的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)，使其表現(xiàn)出較強的結(jié)構(gòu)性。天津地區(qū)軟土的原狀土的原狀土微觀結(jié)構(gòu)屬于絮凝結(jié)構(gòu)， 以片狀伊蒙混層礦物為主，在沉積過程中隨著顆粒表面及接觸處由于膠結(jié)物、

10、固化等作用，使得原不穩(wěn)定的絮凝結(jié)構(gòu)強度提高，產(chǎn)生強的膠結(jié)強度，阻止土體的壓密，使其保持大孔隙狀態(tài)。塑性參數(shù)（包括液限、塑限、塑性指數(shù)等）能綜合反映土的礦物成分、孔隙水中離子性質(zhì)和土的粒徑大小，是用以估計細粒土的物理狀態(tài)，活動性和力學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)，也是細粒土分類的主要依據(jù)，錢征等統(tǒng)計了天津新港軟土的塑性指數(shù)與液限之間的關(guān)系式為：I p=（ wl -10）根據(jù)其在塑性圖中的分布位置可知該土為高、中塑性無機黏土。天津新港軟土是歷經(jīng)若干次海侵、海退留下的海相沉積物，綜合特征表現(xiàn)為欠固結(jié)正常固結(jié)土，孔隙比大，含水率高，多呈軟塑狀態(tài)，強度較低，承載力為1060KPa這類軟土力學(xué)性質(zhì)雖因海域及沉積相的不同

11、而有一定的差別，但卻有一個共同的特征，即結(jié)構(gòu)效應(yīng)明顯，屬于結(jié)構(gòu)性軟土。（二）高速公路軟基實用監(jiān)控技術(shù)軟基監(jiān)控工作的主要內(nèi)容和目的是指通過一定的測試手段了解軟土地基的應(yīng)力變形，從而主動控制路堤施工期的變形與穩(wěn)定，以及控制并預(yù)測運營期軟基的工后沉降。軟基監(jiān)控的理論和實踐發(fā)展很快，已經(jīng)從早先的監(jiān)控若干個典型斷面的路段擴展到所有軟土路段；監(jiān)測的目的從以控制軟基施工期的穩(wěn)定為主發(fā)展到建立信息化施工控制系統(tǒng)全面掌握施工、運營期的應(yīng)力應(yīng)變情況；參與監(jiān)測工作的單位從僅僅是監(jiān)測單位發(fā)展到業(yè)主、監(jiān)理、 監(jiān)測、施工、 科研等單位的共同參與；監(jiān)測期限從施工期的觀測發(fā)展到施工準(zhǔn)備期、施工期、預(yù)壓期、運營期的連續(xù)監(jiān)測，已

12、發(fā)展成為軟基監(jiān)控系統(tǒng)，并成為廣大技術(shù)和管理人員解決軟土地基技術(shù)問題的最有效手段，同時也是軟基處理理論研究和取得進步的基礎(chǔ)。一）軟基監(jiān)控的目的1、路坦安全填筑的需要高速公路對線路縱斷面的線形有嚴格的要求，同時，由于受到橋梁、涵洞、通道等結(jié)構(gòu)物凈空要求的限制，軟基路坦設(shè)計高度不可能過低。特別是對于人口密集地區(qū)，平均每100200m就有1個結(jié)構(gòu)物。因此路堤的設(shè)計高度一般都在46m之間，個別橋頭位置達到78m。軟土的含水量高，抗剪強度低。天然地基一次性填筑路堤的極限高度一般在之間。超過天然地基極限填土高度以上的填土需要通過近代制路坦填筑速度，逐步提高地基土的強度來完成。如果填筑的速度快于地基上強度的增

13、長，就可能造成地基失穩(wěn)。當(dāng)然也可采取某種復(fù)合地基處理該法提高地基的強度，增加地基極限填土高度，加快路堤填筑速度。受理論分析和技術(shù)條件的限制，目前要準(zhǔn)確計算和測量地基土的強度增長在著一定的困獸難，而且工作量大、成本高，所以需要通過測試地基土的應(yīng)力變形情況進行間接分析，來達到控制地基穩(wěn)定的目的。2、檢驗地基處理效果高速公路目前較為常用的軟基處理方法不下十余種。在選擇和使用軟基處理方法時，各地經(jīng)常根據(jù)工程實際和現(xiàn)場情況對施工工藝、材料、 設(shè)備進行一些改進，或者將幾種方法聯(lián)合起來使用。日漸豐富的軟基處理方法，需要行之有效的、全面的效果評價。一般的評價方法是通過原位測試手段（靜力觸探、動力觸探、載荷試驗

14、等）比較處理前后地基土性質(zhì)的變化； 或鉆取處理前后地基土樣進行室內(nèi)物理學(xué)試驗，然后進行比較評價。這些評價方法有其優(yōu)點，但也存在著局限性。對于高速公路建設(shè)，人們更為關(guān)心的問題是施工期地基的穩(wěn)定與變形、運營期地基的長期變形情況，以及工后沉降的大小。因此，通過獲取大量的軟基監(jiān)控資料，對軟基處和果進行全面的分析和評價，總結(jié)經(jīng)驗為類似工程提供借鑒，實現(xiàn)地基穩(wěn)定與變形的早期預(yù)測。3、提供科學(xué)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工與運營軟基監(jiān)控所得數(shù)據(jù)，除及時監(jiān)控軟基穩(wěn)定外，對路堤和路面的施工計劃、路面形式的選擇、運營期路面的維護方案等也都有著重要的指導(dǎo)意義。目前高速公路軟基路段何時進行路面施工主要是通過軟基沉降速率來控制，一般要求

15、在路面荷載作用下，月沉降速率不大于56mm如果根據(jù)觀測資料分析，在原計劃工期內(nèi)沉降速率達不到要求，就可采取增加超載重量等措施來加快地基固結(jié)速度，以減小工后沉降。若采取上述措施后在計劃的工期內(nèi)仍然不能滿足沉降速率的要求，往往就只能采用過渡路面。另外，通過延長預(yù)壓的時間，也可以達到月沉降速率不大于56mm勺要求。在高速公路建設(shè)中，受地質(zhì)資料不完整、征地拆遷等因素的影響，不可避免地會出現(xiàn)局部路段的工后沉降不能滿足要求，這將給路面的維護保養(yǎng)帶來困難。通過軟基監(jiān)控可根沉降觀測資料來分析工后沉降的規(guī)律，相應(yīng)地制定路面維護的方案和計劃，往往能夠起到事半功倍的效果。軟基監(jiān)控的觀測資料與分析成果也是不可多得的第

16、一手工程資料，對軟基變形特性的理論研究、軟基處理的效果評價等都具有重要的參考和檢驗作用，對今后類似工程的建設(shè)有較強的指導(dǎo)意義。各條高速公路都有自己的特點和具體要求，在制定軟基監(jiān)控目的時，可根據(jù)實際情況，確定監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控時間、監(jiān)控力度等，最終高質(zhì)量的完成軟基路段的建設(shè)任務(wù)。二）軟基監(jiān)控的方法軟土地基線斗爭在路堤等外部荷載作用下會產(chǎn)生一系列應(yīng)力應(yīng)變的變化，從而引起穩(wěn)定、 變形等問題。軟基監(jiān)控就是通過儀器來觀測和預(yù)測土體的這些變化，達到控制軟基穩(wěn)定、減少工后沉降及差異沉降的目的。軟基監(jiān)控的效果除了受監(jiān)控方案影響外，還受到儀器的測試精度的影響，也受到儀器埋設(shè)、測試頻率、數(shù)據(jù)處理等人為因素的影響。事實

17、上由于土體的應(yīng)力應(yīng)變變化都是通過儀器間接測出的，因此觀測儀器的優(yōu)劣和精度對監(jiān)控的質(zhì)量有著決定性的影響。軟基監(jiān)控的儀器按照工作內(nèi)容劃分，可以分為應(yīng)力觀測儀器、變形觀測儀器及與之配套的數(shù)據(jù)顯示和采集系統(tǒng)。1、應(yīng)力觀測儀器軟基監(jiān)控時應(yīng)用的應(yīng)力觀測儀器主要有孔隙水壓力計（孔壓計）、土壓力盒兩種。（ 1）孔隙水壓力計孔隙水壓力計是測量土體中孔隙水壓力變化的儀器。路堤填筑中施工荷載隨時間變化的過程是已知的，同步觀測地基中孔隙水壓力變化，可以得到地基中有效應(yīng)力的增長情況，從而可以推求地基土的強度增長和固結(jié)情況，據(jù)此判斷穩(wěn)定性。鋼弦式孔隙水壓力計由傳感器、電纜、頻率儀三部分組成。孔隙水壓力值是通過頻率儀測得的

18、頻率值換算而成。每個測試斷面布設(shè)的孔隙水壓力計數(shù)量以46 只為宜， 主要埋設(shè)于路坦中心位置下的地基中，必要時也可在路肩位置下埋設(shè) 12個；孔壓計一般埋設(shè)于軟基 20m深度范圍以內(nèi)，沿 深度方向間距大致為 25nl必須注意的是，布設(shè)的孔壓計測點位置應(yīng)能測試、監(jiān)控各主要 軟土層。孔壓計采用鉆也埋設(shè)，埋設(shè)前要對孔壓計進行標(biāo)定，并將透水石煮沸后浸泡于水中，以消除透水石中的氣泡；一個斷面埋設(shè)多只孔壓計時，最好采用單孔單只埋設(shè)，各孔之間間距不得小于3m避免相互間串孔；埋設(shè)完畢后必須認真封孔，做好考證表并記錄孔壓初讀數(shù)。在實際觀測過程中觀測到每一級荷載下的峰值非常重要，對后面的數(shù)據(jù)處理及分析都有很大影響。因

19、此，在路堤填筑期間，孔壓計的觀測頻率應(yīng)不低于4 次 / 天，有條件的情況下應(yīng)連續(xù)觀測，直到測得該級荷載下的峰值。其余階段的觀測頻率可以參照沉降觀測頻率。（ 2）土壓力盒土壓力盒大體上可分為土中式和界面式兩大類。工程中常用的為鋼弦式土中土壓力盒，主要由膜盒、接管、傳感器、電纜和頻率儀組成。土壓力盒一般直接埋設(shè)于待測量位置，埋設(shè)時必須處理好儀器基底面和儀器表面，確保平整接觸，以盡量降埋設(shè)固素對觀測精度的影響。由于土介質(zhì)的各向異性、土層的拱效應(yīng)及土壓力盒的應(yīng)力集中等因素對測試結(jié)果都有很大的影響，因此， 土壓力盒觀測結(jié)果有一定的誤差，常作為定性分析之用。2 變形觀測儀器變形觀測儀器種類較多，總體上可分

20、為豎向變形觀測儀和水平向變形觀測儀。豎向變形觀測儀主要有表面沉降板、分層沉降儀、深層沉降標(biāo)；水平向變形觀測儀器主要有測斜管儀、位移邊樁。（ 1）表面沉降板表面沉降板主要用來觀測地基在外部荷載作用下的總沉降量和沉降速率，沉降板由底板、金屬測桿、保護套管三部分組成。底板埋設(shè)于路坦底面位置處，金屬測桿和保護套管隨著填土高度的增加而逐步提高。標(biāo)準(zhǔn)的表面沉降板尺寸為50cmX 50cmX 2cm,測桿直徑為4cm,保護套管直徑為 8cm。沉降觀測采用水準(zhǔn)觀測，觀測精度一般采用三等不準(zhǔn)觀測。相鄰兩次觀測的高程差即為觀測時段內(nèi)的沉降量。沉降觀測中應(yīng)當(dāng)注意以下兩點：基準(zhǔn)水準(zhǔn)點應(yīng)設(shè)置于不沉降位置上并定期復(fù)測校核

21、；每次接管前后均應(yīng)觀測沉降管的高程，以保持數(shù)據(jù)的連續(xù)性（ 2）分層沉降儀（管）分層沉降觀測是通過分層沉降裝置觀測地基深部不同位置的沉降量，計算各土層的壓縮量。 以了解沉降的組成及地基土的變形特性和地基處理效果。具體實施應(yīng)隨同路堤施工情況而定， 一般路堤填筑期觀測頻率為每天觀測一次，路堤填筑完成后可適當(dāng)延長觀測周期，但不應(yīng)少于27 天觀測 1 次。（ 3）深層沉降標(biāo)深層沉降標(biāo)的觀測目的與分層沉降觀測儀基本相同，不同的是每個深層沉降標(biāo)只能觀測土體內(nèi)某一點的沉降。深層沉降標(biāo)埋設(shè)位置較淺時，可以采用人工埋設(shè)；埋設(shè)位置較深時，應(yīng)采用鉆孔埋設(shè)。深層沉降標(biāo)相對于分層沉降儀而言，觀測準(zhǔn)確性較高，但效率較低。一

22、個深層沉降標(biāo)只能觀測地基某一層位的沉降，如埋設(shè)過多又會對施工干擾較大，因此， 深層沉降標(biāo)一般適宜少量埋設(shè)，與分層沉降觀測結(jié)合使用，主要作為對分層沉降觀測的校核。深層沉降標(biāo)采用水準(zhǔn)儀測量主桿頂端高程的方法進行觀測，觀測頻率與分層沉降相同。（ 4）土體深層水平位移觀測土體內(nèi)部深層水平位移觀測，采用測斜觀測設(shè)備進行。地基土在受到路堤荷載作用后，在產(chǎn)生豎向壓縮變形的同時，也會產(chǎn)生水平向的擠出變形。根據(jù)一些現(xiàn)有觀測資料的分析，水平向擠出土體的體積可以占到豎向壓縮體積的5%15%。當(dāng)水平向位移發(fā)展到一定速率，地基土的側(cè)向約束減小，地基就可能發(fā)生滑動。理論計算和實測結(jié)果都表明：土體內(nèi)部最大水平位移一般發(fā)生在

23、地面以下670m處，因此，測斜觀測是監(jiān)控地基穩(wěn)定的最有效手段之一，同時，觀測數(shù)據(jù)也有利于對地基土的變形進行分析。測斜管一般埋設(shè)于路堤坡腳位置處，其底部作為測量基點。埋設(shè)時測斜管底部必須進入相對不變形的土層，若底部土層有變形則需利用觀測結(jié)果推求底部的水平位移量，以保證觀測的準(zhǔn)確性。測斜管采用鉆孔埋設(shè)，埋設(shè)時要注意及時回填膨潤土，并要求其中一對導(dǎo)槽方向嚴格正交于路軸線，否則需進行一系列的換算工作，影響測試精度、增加麻煩。5、位移邊樁觀測位移邊樁主要用于測試路堤坡腳表面位置的水平位移。位移邊樁一般采用圓木或混凝土制作而成，其截面為方形或圓形，邊長或直徑不小于 10cm,長度為100150cm,頂面位

24、置設(shè) 有測點。位移邊樁埋設(shè)采用埋置法，從坡腳開始沿橫斷面方向，每隔100200cm埋置1個，路堤每側(cè)埋設(shè)45 個。 基準(zhǔn)樁埋設(shè)于不受沉降和側(cè)向變形影響的較遠處，一般距路堤坡腳不少于25mo位移邊樁的觀測采用錮鋼尺（預(yù)加固定拉力）或經(jīng)緯儀（單三角前方交會法）進行。地基在路堤荷載作用下， 最大水平位移一般發(fā)生在地面下670m深度，因此，坡腳外側(cè)表面的水平位移觀測數(shù)據(jù)價值不大，很難根據(jù)觀測數(shù)據(jù)來指導(dǎo)實際施工。3、地下水位監(jiān)測除以上主要監(jiān)測手段外，還有一些監(jiān)測手段屬于輔助監(jiān)測手段，如地下水位觀測，可得到地基不同深度的靜孔隙水壓力值。該值主要用來校驗孔隙水壓力觀測值，從而得到地基不同位置超靜孔隙水壓力值

25、，同時校驗孔壓初測值。路堤荷載對路堤以外一定范圍的土層也有影響，因此， 在埋設(shè)水位觀測孔時，宜布置在坡腳外側(cè)25m以外的地點。水位觀測應(yīng)與孔隙水壓力計同步進行。軟基監(jiān)控方案的制定軟基監(jiān)控方案應(yīng)依據(jù)地基特征、地形地貌、施工方案等制定。一個好的監(jiān)控方案應(yīng)建立在充分了解工程特點、沿線地質(zhì)情況的基礎(chǔ)之上。監(jiān)控方案應(yīng)明確監(jiān)控斷面的設(shè)置、監(jiān)控項目的選取、監(jiān)控頻率、監(jiān)控控制標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)控資料的整理方法等內(nèi)容。1、相關(guān)資料準(zhǔn)備制定監(jiān)控方案前應(yīng)充分收集與本工程相關(guān)的各項基礎(chǔ)資料，通過對這些資料的整理分析，總結(jié)本工程軟基施工和路堤填筑的特點及重點、難點，然后，才能有針對性地制定出監(jiān)控方案。應(yīng)收集的資料一般包括：（ 1

26、）設(shè)計文件：主要是設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、使用年限、工期要求、軟基處理方法、路堤縱橫斷面設(shè)計、結(jié)構(gòu)物位置與處理形式、路基填筑材料、填筑要求等。（ 2）地質(zhì)資料：沿線軟土層的分布、軟土層的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。（ 3）氣候水文資料：沿線地區(qū)的氣候水文資料。（ 4）類似工程經(jīng)驗：應(yīng)對本工程所在區(qū)域的類似工程（高速公路、公路、大型場地處理）進行走訪，了解本地區(qū)類似工程的經(jīng)驗和教訓(xùn)。2、軟基補充勘探根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，高速公路軟基滑坍段的長度一般在80150m 之間，因此軟基監(jiān)控的斷面間距一般選擇100200mo高速公路為條帶狀，線路長，跨越區(qū)域多，沿線地質(zhì)情況可能差異較大，根據(jù)高速公路詳勘的要求，地質(zhì)勘察孔的間距為

27、500700m,遠不能滿足軟基路段的勘察要求。對軟土層的分布及變化了解不詳細，在處理中就容易造成缺漏，高速公路建設(shè)中因此出現(xiàn)軟基失穩(wěn)的現(xiàn)象屢見不鮮。另外， 詳勘階段一般以鉆探、取土樣室內(nèi)試驗為主， 獲得的地基土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)存在一定程度的誤差。因此，在制定監(jiān)控方案前，應(yīng)對軟土路段進行專項的軟土地質(zhì)補充勘探，以詳細探明軟土路段的地層分布及其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)， 并作為優(yōu)化設(shè)計、施工、 監(jiān)控的指導(dǎo)。這種補充勘探可結(jié)合觀測儀器埋設(shè)所確定的鉆孔位置進行，以減少工作量和投資。軟土補充勘察應(yīng)以靜力觸探、十字板剪切試驗等原位測試手段為主，鉆探取樣、室內(nèi)試驗為輔，重點是查清軟土層的空間分布特點及其力學(xué)指標(biāo)。原位

28、測試具有如下優(yōu)點：（ 1）連貫、快速、效率高、功能多，并兼有勘探和測試的雙重作用；（ 2）野外原位測試，土體不受擾動，測試數(shù)據(jù)精度高，再現(xiàn)性好，重復(fù)性誤差小；（ 3）電測技術(shù)，自動化處理，成果整理周期短。3、監(jiān)測項目的選取高速公路軟基穩(wěn)定與變形的監(jiān)測項目較多，因此必須在保證獲得足夠必要數(shù)據(jù)的前提下，根據(jù)工程特點合理選取監(jiān)測斷面、監(jiān)測項目及儀器數(shù)量，以盡可能降低監(jiān)測費用，減少不必要的工作。如對以控制軟基穩(wěn)定為主的工程，就應(yīng)該以表面沉降、側(cè)向位移為主，并輔以少量的孔隙水壓力計；對以控制軟基沉降為主的工程，就應(yīng)該以表面沉降、孔隙水壓力計為主， 并輔以少量的側(cè)向位移觀測；對地層變化較大的路段，應(yīng)加密沉

29、降觀測。高速公路監(jiān)測的主要項目及其目的可見下表主要監(jiān)測項目及目的監(jiān)測項目儀器名稱監(jiān)測目的譏降表面沉降沉降板、水準(zhǔn)儀地表以下土體總沉降量。根據(jù)沉降速率控制填土速率； 預(yù)測沉降趨勢，確定預(yù)壓卸載時間和結(jié)構(gòu)物及路面施工時 間；作為路堤沉降方量的計算依據(jù)地基深層沉降深層沉降標(biāo)地基某一位置以下土層的沉降量地基分層沉降分層沉降觀測儀地基不同層位的沉降量，分層壓縮量水 平 位 移位移邊樁觀測水平位移邊樁測定路堤坡腳位置地基表面水平位移量及地面隆起量， 以確保路堤施工的安全和穩(wěn)定深層水平位移觀測測斜管測定地基各層土體側(cè)向位移量，用于穩(wěn)定監(jiān)測和了解土體 各層側(cè)向變形發(fā)展情況；掌握分層位移量，推定土體剪切 破壞位

30、置、軟基處理工程的管理組織機構(gòu)監(jiān)測項目儀器名稱監(jiān)測目的應(yīng)力地基孔隙水壓力孔隙水壓力計觀測孔隙水壓力變化情況，控制軟基的穩(wěn)定及路堤填 筑，分析地基土的固結(jié)過程土壓力土壓力盒測定土壓力的大小及分布其 他地下水位監(jiān)測水位觀測管觀測地基處理后地下水位的變化情況，校驗孔隙水壓力計的讀數(shù)，計算超靜孔隙水壓力4、監(jiān)控斷面的布設(shè)選擇合適的監(jiān)控項目后，就要根據(jù)線路情況布設(shè)監(jiān)控斷面。監(jiān)控斷面布設(shè)一般要遵循以下原則：(1)控制性原則：監(jiān)控斷面應(yīng)選擇各監(jiān)控路段內(nèi)地質(zhì)條件較差、填土高度較大或存在其他地質(zhì)病害的位置，以達到控制整個監(jiān)控路段的目的。監(jiān)控斷面的間距以100200m為宜。(2)重點與一般相結(jié)合原則：對于軟基較長

31、的路段，應(yīng)采用重點與一般監(jiān)控斷面相結(jié)合的方式，每隔12km選擇一個斷面作為重點監(jiān)控斷面，埋設(shè)表面沉降板、孔壓計、分層沉降儀、測斜儀等儀器，一般監(jiān)控斷面埋設(shè)表面沉降板即可，以重點斷面的數(shù)據(jù)指導(dǎo)一般斷面的觀測，以一般斷面的觀測數(shù)據(jù)指導(dǎo)全線的施工，以降低監(jiān)控費用、減少監(jiān)控工作量。(3)靈活性原則：由于施工的情況隨時在變化，應(yīng)根據(jù)施工條件的變化和需要動態(tài)地調(diào)整監(jiān)控斷面或調(diào)整監(jiān)控斷面的觀測頻率，達到為工程服務(wù)的目的。每一監(jiān)控斷面的儀器應(yīng)盡可能埋設(shè)于同一條軸線上，以便各種儀器的觀測結(jié)果對比分析。典型的儀器布設(shè)可參考下圖：說明：1、圖中尺寸以厘米計。2、本圖適用主監(jiān)控斷面，圖中 d為袋裝砂井間距；s為孔壓儀

32、深度方向間距(根據(jù)實際地質(zhì)情況調(diào)整)。3、測斜管埋設(shè)宜同取土同步進行，測斜管深度應(yīng)穿透淤泥層達到硬持力層。4、儀器埋設(shè)應(yīng)在袋裝砂井施工完成后開始進行。監(jiān)控斷面儀器布設(shè)情況例圖5、監(jiān)控頻率的確定各種監(jiān)控儀器的觀測目的不同，監(jiān)控頻率也相應(yīng)不同。另外，對就于不同的施工階段， 監(jiān)控頻率也應(yīng)該相應(yīng)進行調(diào)整，以滿足工程需要。但在同一觀測斷面各項觀測項目應(yīng)該同步邁行，如此才能便于比較和資料整理。各主要監(jiān)控儀器在各主要施工階段的觀測頻率可參考下 表觀測頻率參考表面沉降板測斜、位移邊樁孔壓計、土壓力盒、地下水位孔分(深)層沉降路堤填筑期間1次/天1次/天2次/天1 次/ (17)天路堤填筑后7天內(nèi)(12)次/2

33、天(13)次/3 天(12)次/天路堤填筑后1個月內(nèi)1 次/ (35)天1次/7天1 次/ ( 12)天預(yù)壓期間1次/5天1次/7天1次/5天注：實際監(jiān)測時，還應(yīng)根據(jù)工程的具體情況靈活地對頻率進行適當(dāng)調(diào)整。6、監(jiān)控控制標(biāo)準(zhǔn)各類監(jiān)控測試儀器的觀測數(shù)值只能間接地反映土體的應(yīng)力應(yīng)變狀況，由于地基土的復(fù)雜特性，理論上還無法確定一個準(zhǔn)確數(shù)值作為控制標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范也只是根據(jù)各地的工程經(jīng)驗總結(jié)出的經(jīng)驗數(shù)值，并以此作為穩(wěn)定和變形的控制標(biāo)準(zhǔn)。由于各地土質(zhì)條件的不同，在應(yīng)用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)時也應(yīng)靈活運用，避免造成危險或浪費。下表是廣東省珠江三角洲地區(qū)結(jié)合自身特點和 規(guī)范要求而制訂出的常用控制標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)力變形常用控制標(biāo)準(zhǔn)施工階段

34、表面沉降側(cè)向位移孔壓孔壓比消散度穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)普通路段15mm/d5mm/d軟基深厚路段20mm/d5mm/d真空預(yù)壓路段2040mm/d5mm/d路堤填筑標(biāo)準(zhǔn)普通路段68mm/d3mm/d60%軟基深厚路段10mm/d3mm/d60%真空預(yù)壓路段70%注：孔壓比指本級荷載下孔壓最大增量與本級荷載的比值；消散度指本級荷載下孔壓的消散量與最大增量的比值。7、監(jiān)測資料整理所有觀測資料均應(yīng)當(dāng)天整理，以便能發(fā)現(xiàn)問題及時處理。 與此同時，監(jiān)測單位還應(yīng)該將現(xiàn)測資料和意見及時通報給監(jiān)理、業(yè)主、施工單位等相關(guān)部門。對于一般高速公路的軟基監(jiān)控，需提供如下的有關(guān)資料和報告：(1)監(jiān)測資料及監(jiān)控評價意見每 3天向業(yè)主、監(jiān)

35、理部門提交 1份，特殊情況下的局部路 段應(yīng)每天提交1次。(2)每月提交1份監(jiān)控工作分期報告，對各監(jiān)測路段進行分析，并提出必要的合理化建 議。(3)在軟基預(yù)壓三個月后和卸載前均應(yīng)分別提交監(jiān)測分析報告，對軟基路段的后期沉降 進行分析、預(yù)測，對不能達到卸載要求的路段提出處理意見。(4)監(jiān)控工作全部結(jié)束后 1個月內(nèi)提交總結(jié)報告。四)軟基監(jiān)控的組織和工作程序1、軟基監(jiān)控的組織為了加強對監(jiān)控工作的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)，保證監(jiān)控工作順利開展，“軟基工作組”應(yīng)由業(yè)主、總承包、監(jiān)理、監(jiān)測單位、設(shè)計單位、研究單位和施工單位組成，在業(yè)主直接領(lǐng)導(dǎo)下，專門 負責(zé)全線軟基監(jiān)控相關(guān)事宜。組長和副組長分別由業(yè)主和總承包單位派人擔(dān)任，由監(jiān)理負責(zé)現(xiàn)場的監(jiān)督指導(dǎo)和協(xié)調(diào)工作，施工單位及監(jiān)測單位分別負責(zé)施工和監(jiān)控。2、軟基監(jiān)控工作程序（三）軟土地基常用處理方法軟土地基處治的方法很多，各種方法都有它的適用范圍。具體工程的地質(zhì)條件千變?nèi)f化，對地基處理的要求不盡一致，而且施工部門采用的機具、當(dāng)?shù)氐牟牧隙紩煌虼吮仨毦唧w分析，從地基條件、處理要求、處理范圍、工程進度、材料機具等方面進行綜合考慮，以確定合適的處治方法。高等級公路軟土地基常用地基處理方法、加固原理和使用范圍如下：1、排水固結(jié)法（預(yù)壓法）原理：在軟土地