现场监测与质量控制

5.4.2　现场监测与质量控制

1）现场监测的内容与手段

真空预压的现场监测可以指导工程施工，并为真空预压研究和设计提供第一手的资料，是真空预压工法的重要组成部分。真空预压的监测项目较多，主要有表面沉降观测、分层沉降观测、水平位移观测、真空度观测（膜下真空度观测、竖向排水体内真空度观测及淤泥内真空度观测）、孔隙水压力观测及地下水位观测等。

为检验真空预压加固效果，通常还进行钻孔取土的室内试验分析、现场十字板剪切试验、静力触探试验、静载荷试验等。

（1）膜下真空度的监测

膜下真空度的量测可以了解膜下真空压力随时间的变化情况，得到真空荷载随时间的变化过程线。测试方法是在膜下安装真空度测头，并用PVC透明软管将测头与真空表联结组成，在一块加固面积上，膜下真空度测头最少放置五个，四个角上和中心各放一个。若面积较大，则一般平均每600～800m²上要放置一个。抽气开始的几天，每隔2h测读一次，以准确地测出真空压力的上升过程、检查密封情况；当真空压力达到设计要求后，可每4～6h测读一次，每次都要做好记录，最后绘制成膜下真空度的时间过程线。

（2）垂直排水通道与淤泥中真空度的量测

进行该监测的目的有两个，一是了解真空度沿垂直排水通道的传递规律，了解真空度在垂直排水通道中的传递损失，从而判断真空荷载在垂直方向上的分布情况、影响深度，判断有效加固深度；二是了解淤泥中真空度随时间的发展过程，判断淤泥的加固效果，判断淤泥土的固结程度。通常在垂直排水通道（袋装砂井或塑料排水板）和淤泥土层中预埋真空度测头来进行实时监测。

（3）负孔隙水压力的量测

真空排水预压中产生的孔隙水压力是负的超静水压力，即是比原静水位还要低的部分，加固中土体的总应力并没有增加，所以量测到的负超静水压力就是增加的有效应力。通过量测，可以知道土体中有效应力随时间的变化过程，也可知道土体中强度增长的情况，同时也可利用测到的资料作沉降计算和反推土层的固结系数，求得土层的固结度。一般采用钢弦式孔隙水压力计，量程100～300kPa即可。

（4）地表沉降观测

表面沉降观测一般分施工沉降观测和抽气膜面沉降观测。施工沉降主要指打设垂直排水通道、铺设砂垫层、安装滤管等引起的沉降量。通过预埋沉降板或在铺好的薄膜上预先放置一些沉降标来完成。加固结束、停止抽真空时，则要进行膜面回弹观测，一般连续进行几天，直到垂直排水通道及淤泥中真空度接近零时为止。回弹观测结束之后，还可以将膜面人为划成方格网，进行膜面整个区域表面沉降变形的量测（加固前先得进行网格初值的量测），绘出等沉线，以进一步分析、判断加固效果。

（5）土层深部沉降观测

土体深层沉降监测的目的是得到不同深度的土层在加固过程中的沉降过程曲线，了解各土层的压缩情况，判断加固达到的有效深度及各个深度土层的固结程度，为沉降的研究及设计计算提供验证的资料。该方法是在加固区内钻孔，在土体的不同深度处埋置一些测量环进行监测。作为膜面沉降观测的补充，该项目为选择性观测项目，当需要深入了解加固效果和作一定的研究时，或在本地区尚未有成功经验的情况下，可以设立该观测项目。

（6）土层深部水平位移观测

土层深部水平位移观测主要是量测土体在加固过程当中的侧向（水平）位移情况，以了解土体侧向移动量的大小，判断侧向位移对土体垂直变形的影响；也可了解土体侧向移动对邻近建筑物的影响。量测土体深部水平位移的仪器目前使用较多的是活动应变式测斜仪和伺服加速度计式测斜仪。

（7）地下水位观测

真空排水预压加固软黏土地基时，进行地下水位观测有两种情况：一是观测孔设在加固区外，主要了解加固过程中加固区对周围地下水位的影响；二是观测孔设在加固区内膜下，以了解区内地下水位的变化规律，为分析加固效果和设计计算提供资料与依据。

2）加固效果的检验

加固的目的主要是增加土体的强度，减小使用期的沉降量。加固效果的检验有以下几项内容：

（1）现场取土的室内试验分析

在加固区的同一地点，在加固前、后分别钻孔取土，在室内对土样进行试验分析，测定的项目主要有含水量、密度、孔隙比、压缩性指标等。钻孔取样时应尽量避免扰动土样，并尽可能地采用薄壁取土器来取土，以保证取土质量。通过试验分析，可以了解到土体加固前后物理力学性质的变化大小，了解土体强度与压缩性的改善程度。

（2）十字板剪切试验

对软黏土强度来说，现场十字板剪切试验是一项比较能灵敏反映软土强度的测试手段，它能比较准确直观地反映土体强度的变化，是判断土体强度增长最常用的方法，在真空排水预压加固中为必做项目。一般测试时沿深度每米做一个测点，可以得到自地面向下沿深度的十字板强度变化曲线，通过加固前后的曲线可以比较加固的效果。

（3）荷载试验

荷载试验的主要目的是直接了解地基承载力的增长情况，该项试验对以承载力控制设计的工程比较合适，平板面积可以是1.0m×1.0m或2.0m×2.0m或3.0m×3.0m。试验的具体要求可参见有关专门规定。