南充市某污水處理廠地基處理技術(shù)淺析

唐建剛++趙筠華

摘 要：地基是支撐建筑物基礎(chǔ)的那部分土（巖）體，地基土性質(zhì)對(duì)建筑基礎(chǔ)形式及上部結(jié)構(gòu)具有重要影響，因此，研究不良土質(zhì)地基的處理方法對(duì)污水處理廠建設(shè)具有重要意義。本文結(jié)合南充市某污水處理廠工程實(shí)例，對(duì)污水處理廠的地基處理作了深入研究，經(jīng)過分析對(duì)比，最終確定采用換土墊層法作為地基處理的主要方法，對(duì)類似工程地基處理具有較大借鑒意義。

關(guān)鍵詞：污水處理廠 地基處理 工程方案

中圖分類號(hào)：U664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（b）-0048-02

南充市某污水處理廠中途泵站，擬建建筑物主要為二層廠房建筑，擬安裝動(dòng)力設(shè)備，基礎(chǔ)形式未定。提升泵房基礎(chǔ)開挖深度為13.86 m。要求提升泵房地基承載力為fak=200 kpa，開挖后基礎(chǔ)地基主要為含粘卵石，承載力不足，地基土不均勻。提升泵房基坑靠臨時(shí)工棚一側(cè)有上部堆載（建材）和運(yùn)輸車輛通過，車輛荷載為30 t。

1 工程實(shí)例部分

1.1 工程地質(zhì)條件

1.1.1 工程巖土層分布

經(jīng)勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，場(chǎng)地巖土除上覆耕土外，下部分別由第四系全新統(tǒng)沖洪積粉土、粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂，含粘卵石層、卵石層及侏羅系遂寧組粉砂質(zhì)泥巖組成。各層巖土自上而下分別為：第四系全新統(tǒng)耕土，含較多的植物根系，局部見炭質(zhì)，濕，結(jié)構(gòu)疏松，孔隙發(fā)育，層厚0.50～0.80 m；第四系全新統(tǒng)沖洪積層，孔隙發(fā)育，含少量粉質(zhì)粘土條帶和粉砂快團(tuán)，層厚2.0～1.90 m；粉質(zhì)粘土，針狀孔隙發(fā)育，紋層較發(fā)育，層厚為0.40～1.90 m；粉細(xì)砂，該層土在場(chǎng)地內(nèi)連續(xù)分布，厚度4.20～6.90 m；含粘卵石，公海層土在場(chǎng)地內(nèi)連續(xù)分布，厚度變化不大，厚度2.90～5.00 m；卵石，粒徑35～90 mm，個(gè)別大于200 mm，空隙內(nèi)填充20～35%的圓礫、粉細(xì)砂，飽和，呈稍密、中密狀態(tài)為主，層厚3.40～7.90 m。

1.1.2 水文地地質(zhì)條件

場(chǎng)地內(nèi)地下水主要為上層潛水和孔隙潛水。孔隙潛水賦存于砂、卵石層中，主要由大氣降水和附近地表水體補(bǔ)給，以地下水徑流排泄為主，初見水位在5.05～6.65 m。根據(jù)鄰近場(chǎng)地已有水文地質(zhì)資料，穩(wěn)定水位埋深在5.50 m左右，地下水變化幅度受季節(jié)影響明顯。

1.2 可能存在的工程地質(zhì)問題分析

由于在場(chǎng)地中存在著上層潛水以及砂卵石中存在孔隙水，那么由于地下水的原因可能出現(xiàn)的工程地質(zhì)問題有以下幾方面。

（1）流沙。這種現(xiàn)象容易在細(xì)砂，粉沙，粉質(zhì)粘土中，特別是在有動(dòng)力水的情況下容易發(fā)生。

（2）潛蝕。因?yàn)楫?dāng)開挖后容易形成一定的滲透水流的水力梯度，在這種情況下，動(dòng)力水就會(huì)把巖土中的顆粒帶走，潛蝕又分為機(jī)械和化學(xué)潛蝕。

（3）砂土液化。在施工過程中要接觸到粉細(xì)砂層，而且還有上層的震動(dòng)荷載。

2 地基處理措施比選

地基處理方法的選擇原則是，應(yīng)最大限度發(fā)揮天然地基的潛在能力，盡可能采用天然地基方案。當(dāng)采用簡(jiǎn)易的處理措施或通過加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體剛度措施后，仍難以滿足建筑工程要求時(shí)，再考慮采用地基處理方案[1]。

在選擇地基處理方案時(shí)候，要結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件、材料來源、地基土層的埋藏條件和土的特性指標(biāo)和處理目的工程造價(jià)、工程進(jìn)度等多方面的因素來綜合考慮。就目前的地基處理方案來看，常用到的方法有如下幾種，見表1。

3 本工程地基處理方案

由于本工程泵房基礎(chǔ)所要求的地基承載能力為200 Kpa，而基坑開挖到的含粘卵石層的承載能力只有160 Kpa，因此地基的承載能力不足，要進(jìn)行地基處理。再從地質(zhì)勘測(cè)資料來看，基坑開挖的深度達(dá)到了13.8 m，而含粘卵石層最深的地方也只有14.8 m，其下面就是承載能力很高的卵石層，也就是說，我們需要處理的地基深度為1.0 m。

再從換土墊層法的概念及自身的特點(diǎn)來看，換土墊層法就是挖除淺層的承載能力不足的土層，再回填性質(zhì)較好的土，經(jīng)夯壓密實(shí)即可，因此采用換土墊層法簡(jiǎn)易可行。再從換土墊層法的特點(diǎn)和使用范圍來看，其技術(shù)要求相對(duì)于其他處理方法來說比較簡(jiǎn)單，而它適用于基坑面積寬大和開挖土方量大的回填土方工程，其適用土質(zhì)也比較廣泛。因此，本工程采用換土墊層法來處理地基能得到較好的效果，從經(jīng)濟(jì)因素來看，用換土墊層法也是有利的。

3.1 墊層設(shè)計(jì)

3.1.1 墊層材料的選擇

材料的選擇應(yīng)盡量考慮就地取材和壓實(shí)后能獲得較高模量的材料，其要求材料性能穩(wěn)定、無腐蝕性、低壓縮性材料。對(duì)于本工程來說，由于提升泵房的基礎(chǔ)有振動(dòng)荷載，故不適用砂（砂石、碎石）墊層來處理，綜合各種因素的考慮，建議本工程采用干渣墊層來處理[2]。

干渣墊層取代天然碎石是冶金渣綜合利用的有效途徑之一。它具有原料量大、工程造價(jià)低和節(jié)約天然資源等優(yōu)點(diǎn)。凡缺乏天然砂石料的地區(qū)，干渣不僅用于回填可增加其應(yīng)用途徑，而且可緩解砂石料緊缺的矛盾，因此，具有顯著的設(shè)計(jì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)破碎、篩分的干渣稱為分級(jí)干渣（8～40 mm 和40～60 mm二級(jí)）；未經(jīng)破碎和篩分者稱為原狀干渣，經(jīng)破碎但未經(jīng)篩分者稱為混合干渣（0～60 mm）。

3.1.2 墊層厚度的確定

由于本工程的含粘卵石層處理深度只有1.0 m，所以干渣墊層的厚度就取1.0 m。

3.1.3 墊層寬度的確定

由大量的工程經(jīng)驗(yàn)可知，基礎(chǔ)地面的應(yīng)力擴(kuò)散角根據(jù)不同的土質(zhì)有一些差別，但是其值的大小均在20～30°之間，從安全的角度考慮，本工程就取30°的應(yīng)力擴(kuò)散角，因此，基礎(chǔ)低面要加寬L=2×tg30°=2×0.58=1.16 m。

3.1.4 墊層承載能力的確定

墊層的承載能力應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料來確定，當(dāng)無實(shí)驗(yàn)資料時(shí)，可按下表來確定（見表2）。

3.2 墊層施工

3.2.1 干渣材料的選擇

干渣材料的選擇可根據(jù)工程的具體條件選用。對(duì)于本工程來說，是屬于大面積墊層，建議采用混合干渣或原狀干渣，原狀干渣最大粒徑不大于200 mm或不大于碾壓分層虛鋪厚度的2/3。

3.2.2 干渣墊層的技術(shù)條件應(yīng)符合的指標(biāo)

（1）定性須合格；（2）散密度應(yīng)大于1.1 t/m3；（3）泥土于有機(jī)雜質(zhì)的含量應(yīng)小于5%[3]。

3.2.3 施工方法選擇

采用分層碾壓法施工。壓實(shí)可用平板振動(dòng)法或碾壓法，對(duì)于本工程的大面積施工，建議采用8～12 t壓路機(jī)或推土機(jī)碾壓，每層虛鋪厚度不大于300 mm；也可采用2～4 t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓每層虛鋪厚度不大于350 mm，單位面積振動(dòng)時(shí)間不少于60 s，碾壓便數(shù)由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定，沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)也可采用相關(guān)的規(guī)定來進(jìn)行。

3.2.4 干渣墊層質(zhì)量檢驗(yàn)

質(zhì)量檢驗(yàn)有分層施工質(zhì)量檢驗(yàn)和工程質(zhì)量驗(yàn)收。分層施工質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)達(dá)到表面堅(jiān)實(shí)、平整、無明顯軟陷，壓陷差小于2 mm；工程質(zhì)量驗(yàn)收可通過荷載實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，在有充分實(shí)驗(yàn)依據(jù)時(shí)，也可采用標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)或靜力觸探實(shí)驗(yàn)。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)各種地基處理技術(shù)的全面對(duì)比，結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，從技術(shù)實(shí)用和經(jīng)濟(jì)等多方面全面考慮，采用換土墊層法對(duì)南充市某污水處理廠進(jìn)行地基處理，取得較好效果，為類似工程提供了豐富的理論支持和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉書麟，葉觀寶.地基處理[M].中國建筑工業(yè)出版社，1997.

[2] 李中林，李子生.土木工程工程地質(zhì)學(xué)[M].華南理工大學(xué)出版社，1999.

[3] 錢家歡，殷宗澤.土工原理與計(jì)算[M].水利水電出版社，2000.endprint