1 工程概况 福州港罗源湾港区碧里作业区4号、5号泊位工程陆域是在海滩涂上吹填砂或填土石而形成，由于地基土质差，淤泥厚度达7－25米，故须进行加固方可满足码头工程使用要求。 本工程设计水平和垂直向排水分别采用砂垫层、塑料排水板排水，并采用堆载预压的方法对地基进行处理。为了确保码头、陆域软基加固的质量和施工期整体稳定和安全，在软基加固过程中，按规范和设计要求，必须进行地基原型观测。 2 制定方案的依据 1 业主提供的“罗源湾鲁能2×5万吨级码头项目施工监（检）测技术要求”。 2 业主提供的中交水运规划设计院有关本工程设计图纸等文件。 3 制定本方案所引用的技术规范及标准 (1)《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）； (2)《土工试验方法标准》（GB/T50123－99）； (3)《建筑变形测量规范》（JGJ T/8-97）； (4)《工程测量规程》（GB50026-93）； (5)《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002； (6)《孔隙水压力测试规程》CECS 55:93； (7)《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）； (8)《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）； (9)《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95） 3 监测目的 a、综合分析地基土在大面积堆载时的加载速率、变形、固结度增长及土体强度变化规律，评价地基土和东护岸在施工期的稳定性，指导和控制堆载施工流程和速率，确保地基稳定和施工安全。 b、根据“总沉降－回填土、石高－时间过程线”，推算施工后沉降，确保上面结构层施工时间；确定地基各阶段沉降量。 c、探索符合本地区类似工程软土特定条件（软土层深厚、回填荷载大）超载预压加固的施工控制标准，为后期工程软基加固的设计和施工提供有关可靠的技术参数。 4 监测内容 4.1 地表沉降观测 根据地表沉降量数据用于调整加载速率、预测沉降趋势、确定预压卸载时间和面层施工时间，控制加载速度确保施工安全，为施工期间的沉降量的计算提供依据。其主要工作内容包括：埋设沉降板、沉降观测、绘制沉降、加载与时间的关系曲线和变化曲线、计算固结度。 4.2 分层沉降观测 分层沉降监测目的是了解深层软土不同时间的固结度和相应的沉降，推算各土层的固结度及地基的最终沉降量，同时掌握不同地层的差异沉降量，控制加载速度确保施工安全。 4.3 深层水平位移观测（测斜） 深层水平位移监测目的是监测在加载中深层软土侧向挤出及滑动情况，控制加载速率，监测深层软土大面积蠕动对塑料排水板的影响程度。 4.4 孔隙水压力观测 孔隙水压力观测目的是观测孔隙水压力的变化，以便了解塑料排水板排水情况，掌握加载及静载期间孔隙水压力的增长与消散，推测土体的固结度，为确定加载及卸载时间提高依据，控制加载速度确保施工安全。 4.5 地下水位观测 根据观测数据了解加固区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。 4.6 载荷试验 根据载荷试验成果分析绘制荷载(p)与沉降(s)曲线，必要时绘制各级荷载下沉降(s)与时间(t)或时间对数(lgt)曲线。确定处理后的地基承载力。 4.7 压实度试验 通过压实度试验确定土体在短暂重复荷载作用下密度增加的性状，即压实性。监测土层压实度满足设计要求（90%）。 4.8 十字板抗剪强度测试 在软基加固前后各进行十字板剪切钻孔测试，以取得原状土和重塑土的抗剪强度指标，检验地基加固效果。 4.9 标贯试验 在上覆的人工填土层、下卧的淤泥质土层采用标贯试验，通过对比加固前后土体强度的变化，绘制地基处理前后标准贯入击数对比曲线，分析确定各层土地基处理的加固效果。 4.10 钻孔取样测试 加固前后进行钻孔取样进行土工试验，对比分析两者土体物理力学性质指标，检验地基处理加固效果。 5 监测程序 5.1 主要项目监测程序 对地表沉降监测、分层沉降监测、孔隙水压力监测、地下水位监测、深层水平位移监测将按照如下程序进行。           堆载预压监测程序流程图 5.2 监测项目及预计进场或埋设时间 监测（检测）项目及预计进场或埋设时间见下表。 序号 监测项目 仪器配置 预计进场或 埋设时间 依据的设计图号 1 地表沉降观测 高精度水准仪、沉降盘 根据砂垫层完成情况逐步埋设 1-04170-BL-LY-0007 1-04170-BL-LY-0014 2 分层沉降观测 沉降仪、沉降管、沉降磁环 插板完成之后、加载开始之前埋设 1-04170-BL-LY-0007 1-04170-BL-LY-0014 3 土体深层水平位移观测 高精度测斜仪、测斜管 堆载预压前埋设 1-04170-BL-LY-0007 1-04170-BL-LY-0014 4 孔隙水压力观测 钢弦式孔压计、孔隙水压力计 插板完成之后、加载开始之前埋设 1-04170-BL-LY-0007 5 地下水位观测 水位计、水位管 插板完成之后、加载开始之前埋设 1-04170-BL-LY-0007 6 载荷试验 载荷系统 整平交工面后 1-04170-BL-LY-0007 1-04170-BL-LY-0014 7 压实度试验 挖坑灌砂法 整平交工面后 1-04170-BL-LY-0007 8 地基处理前钻孔原位测试 十字板、标贯、取原状土样、土工试验 加载前完成 1-04170-BL-LY-0011 9 地基处理后钻孔原位测试 十字板、标贯、取原状土样、土工试验 在加载后进行 1-04170-BL-LY-0011 6 监测（测试）点的布设及测试要求 6.1地表沉降观测点 a. 观测点布设 测点布设位置及制作均按设计要求进行，在沉降标杆外加设套管，与沉降标杆同步接长，以真实反映地表的沉降状况。 仪器设备采用高精度水准仪测量地表沉降点的高程。 沉降标由三部分组成：底板、标杆、保护管。底板用60cm×60cm×6mm钢板，标杆用外径为Ф40mm的镀锌水管或角钢。沉降标埋设在砂垫层以下0.5米处，在堆载不断加高时，为了确保某处的沉降自始至终都能观测到，把标杆与保护管焊接在钢板上，使钢管能不断接长，管顶始终都露出地面。 在周边地区的稳定地面设立沉降观测基准点，一般对基准点要进行定期互校，并记录校核结果，以确定基准点的稳定性。再按埋设的沉降标分别观测各点高程变化情况，计算各观测点的沉降量。 b. 测试要求 观测时间按照设计要求进行。即在加载期间每天观测1次，满载后第一个月内每2天观测1次，一个月后每周观测1－2次，卸载时要求在分级卸载同时观测回弹量。 观测精度要求达到二等水准测量。 6.2 分层沉降观测点 a. 观测点布设 在插板完成后、加载开始之前埋设，要求沉降管打到基岩面或软土下稳定地层，沉降环从吹填砂顶面以下2m开始每间隔5m安放一个，至插板以下稳定土层，以观测各土层在预压期间的沉降量和沉降速率，分析不同深度土层的固结沉降量等。 埋设时首先用钻孔钻探成孔，并用套管护壁，然后下放带有塑料波纹管的导管，导管底部用木塞塞住，以防止污泥进入导管，将沉降环逐个沿沉降管与地表沉降观测相同。 b. 测试要求 仪器采用CFC-40型分层沉降仪。分层沉降仪采用磁感应原理，将带有钢尺的探头放入导管内，当探头到达土层种磁环所在的位置时，即能引起感应，就可以从钢尺上读出数值，其精度为±1cm。 6.3 深层水平位移观测点（测斜） a. 观测点布设 测斜管的埋设要根据设计图纸进行,每组测斜管底端要求进入稳定的老粘土层不少于5米或基岩中。主要观测土体不同深度水平位移情况，分析加载施工期间土体稳定性。测斜管与钻孔之间用细砂－中粗砂回填，要求回填密实，使测斜管与孔内回填料和土层紧密结合，埋设完成后要静置一段时间方可正式测量。要求在加固前多测几天，用以检查测点初值的稳定性。测试时从观测管自下而上，每间隔0.5米或1米为一个观测点。观测时间与地表沉降标相同。 b. 测试要求 采用CX-03E型高精度测斜仪。通过钻孔方式，将测斜槽管埋入地下，当地基产生形变时，测斜槽管随之变形，测斜探头上滑轮顺槽而下逐点测试，从而可精确测出水平位移量△X。根据△X的值大小，做出预报，指导施工。 综合误差：≤±4mm/15m深度。 测量范围：测孔斜度≤50°； 加荷速率：水平位移观测控制每昼夜小于4mm。 6.4 孔隙水压力观测点 a. 观测点布设 在插板完成之后、加载开始之前埋设。埋设间距为砂垫层以下间隔3米埋设1个孔隙水压力计，到插板底部为止。 传感器埋入前首先要进行严格的现场标定，现场标定值与厂家标定值之间相差±1Hz时，应进行数据表平移。第二次标定是安装后测定成活率，同时复查传感器的灵敏度。对于安装后没有成活的或者安装后灵敏度未能达到标准的，均必须更换传感器重新安装。第三次标定是安装成活后必须要进行多次标定，以确定精度稳定的初始值。 传感器现场安装要求钻孔过程中不使用泥浆护孔，应使用套管护孔，以免泥浆挡住透水石，影响传感器正常工作。埋设前，传感器应在沸水中煮约3个小时。钻孔达到设计深度后，先投入中砂20cm，再放入传感器，然后投入20cm中砂，再投入30cm黄泥球作隔水层，最后投入原孔土填实。 b. 测试要求 埋设完孔隙水压力计后，应每天进行观测，确定孔隙水压力计都成活并频率稳定后，才能回填加载。在加载期间每天观测1次，满载后第一个月内每2天观测1次，一个月后每周观测1-2次，卸载时要求在分级卸载同时观测回弹量。加荷速率：要求控制孔隙水压力增值与所加荷载之比小于50%。 6.5 地下水位观测点 a. 观测点布设 在插板完成之后、加载开始之前埋设，监测预压过程中地下水的变化情况，每组地下水位观测的埋设深度暂按10米计算。 b. 测试要求 采用LY－2型抗干扰水位仪进行测试。测量精度：0.5cm。地下水位观测和孔隙水压力观测同步进行，观测频率同地表沉降观测。 6.6 载荷试验 a. 测试点布设 地基处理完成并按设计要求碾压、整平交工面后，进行载荷板试验。试验点参照设计图。 b. 测试要求 载荷板面积1.5m×1.5m，最大荷载加至使用要求的2倍以上，每级加荷后按间隔10、10、10、15、15分钟，以后每隔半小时读一次沉降，每级加荷时间至少连续2小时。稳定标准采用相对稳定法，连续2小时的沉降增量不应超过0.2mm。在试验中出现承压板周围土体明显的侧向挤出或出现裂缝和隆起，沉降急剧增大，荷载与沉降曲线出现陡降段；或在某一荷载下，24小时沉降速率不能再到稳定标准；或s/b大于等于0.06b（s为荷载板沉降量，b为承压板宽度），可以终止加载。满足其中一条时其对应的前一级荷载定为极限荷载。 试验要求按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）及《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）中的有关规定执行。 6.7 压实度试验 a. 试验点布设 按照设计图纸布设，采用挖坑灌砂法测试，每个区3组，每组3个测点。 b. 测试要求 测试方法按《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）执行。设计要求压实度大于90%。 6.8 十字板抗剪强度测试、标贯（SPT）试验、钻孔取样测试 a. 测试点布设 陆域形成后地基处理前布置12个原状土样兼标贯孔（遇软土取原状土样、其它土层打标贯取扰动土样）、12个十字板兼标贯孔（遇软土做十字板试验、其它土层做标贯试验）。取样及试验间距1米，终孔深度为穿过淤泥层进入粘土或粘土混碎砾石土层2米。 具体布置点见设计图。 b. 测试要求 十字板板头为矩形，径高比1：2，板厚为2-3mm；十字板板头插入钻孔底的深度不应小于钻孔或套管直径的3-5倍；十字板插入至试验深度后，至少应静止2-3min，方可开始试验；扭转剪切速率采用10/10s，并应在测得峰值强度后继续测计1min；在峰值强度或稳定值测试完后，顺扭转方向连续转动6圈后，测定重塑土的不排水抗剪强度。 标准贯入试验采用导向杆变径自动脱钩式落锤装置进行测试,落锤重为63.5kg,落距为76cm,标贯器的规格符合规范要求,测试位置均衡分布,确保各岩土层物理力学参数在空间分布上具有代表性。 土工试验要求在做常规试验的同时，做垂直及水平向固结试验和渗透试验、三轴剪切试验CU。 地基处理后需在相同位置偏移2米再次进行相应的试验，以检验地基处理土层加固效果。 为避免堆载块石难以钻进的问题，取样及测试位置要求在堆载时预埋套管，随着堆载的增加同步接长套管。 7 监测点的标识与保护 根据我院监测同类工程的经验，监测点的保护至关重要，是一切监测数据来源的根本。监测点除作绑扎彩旗、红漆标记等醒目标识外，业主亦应协调好施工等各参与单位的关系，共同保护监测点及监测元器件，确保工程施工、监测的顺利进行。对损坏的点、元器件等应与各方协商及时恢复。 8 监测范围和时间 8.1 监测范围 监测范围为设计图所示，数量如下表：