污水處理廠出水涵工程地質勘察技術探討

摘要：本文以某污水處理廠出水涵工程為例，針對本工程特點，主要采用鉆探取土及室內土工試驗等綜合地質勘察技術手段，對擬建場地工程地質條件進行綜合分析評價，并提出合理性建議。

關鍵詞：污水處理;地質勘察;探討

一、工程概況和需解決的重點技術問題

（一）工程概況

出水涵管徑為900mm，全長22.5m。根據前期污水廠出水管終點工藝圖，預計涵底標高為3.55m。構筑物性質見表1。

（二）需解決的重點技術問題

（1）為出水涵基礎設計提供地基土的設計參數;

（2）出水涵持力層的選擇、分布以及地基處理方案。

二、地基土構成及特征

根據鉆探揭露土層的時代、成因劃分工程地質層，本次勘察土層自上而下可分為4層。

沿線土層分布及土性具體描述如下：

①層素填土：灰黃～黃灰色，較濕，松散～稍密，以粘性土為主，可塑狀，局部見植物根系，土質欠均勻，工程性質較差。層頂標高8.48m，層厚2.32m，河堤分布。

②層粉質黏土夾粉土：灰黃～灰色，軟～可塑，局部稍密，濕，夾少量鐵質氧化物，見云母碎片，夾粉土團塊、粉質含量重。無搖振反應，切面稍有光澤，干強度及韌性中低，屬中壓縮性，中低強度地基土。層頂標高5.49～6.45m，層厚2.26～2.76m，河堤分布。

③層淤泥質粉質黏土：灰色，流塑，局部軟塑，濕，含腐殖物，局部夾粉土、粉砂薄層。無搖振反應，切面稍有光澤，干強度及韌性中等，屬高壓縮性，低強度地基土。層頂標高3.27～3.68m，層厚11.56～12.70m，普遍分布。

④層黏土：黃褐～褐黃色，可塑～硬塑，含鐵錳結核。無搖振反應，切面稍有光澤～有光澤，干強度及韌性中等，屬中壓縮性，中等強度地基土。最大揭露厚度7.28m，普遍分布。

三、水文地質條件

（一）地下水埋藏情況

工程范圍內地表多為第四系松散沉積物，地下水類型主要為孔隙潛水和孔隙承壓水。

第四系孔隙潛水主要賦存于①層素填土與②層粉質黏土夾粉土層中，主要受大氣降水和地表水補給，并向附近河流排泄，根據鉆探揭露顯示，測得地下水位埋深0.65～4.02m（對應的高程為5.98～6.62m）。排泄方式為蒸發、向下補給潛水和人工抽降地下水。水位受季節及氣候條件等影響，水位年動態變幅一般在1m左右。

（二）地下水、淺層地基土對建筑材料的腐蝕性評價

根據搜集的河水與地下水的水質分析報告，區域內地下水與地表水化學類型為HCO3Ca2+型和HCO3·SO42·ClCa2+型為主;區域內地表水PH值為7.35～7.48，區域內地下水PH值為6.99～7.65。判定區域內地表水以及地下水對混凝土、鋼筋混凝土結構中鋼筋不具腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。[1] [2]

（三）地基土的滲透性

擬建場地鉆探深度內主要為填土層、淤泥層、粉土層與黏土層。場地各巖土層滲透系數值K（cm/s）試驗平均值見表2。

四、場地穩定性和適宜性評價

擬建場地地貌為江淮丘陵，地形平坦開闊，場區內及其附近目前不存在對工程安全有影響的滑坡、泥石流、巖溶、崩塌、地下洞穴、地面塌陷和地裂縫等不良地質作用。場地內分布的填土、膨脹性巖土為本工程的主要特殊性巖土，膨脹土（巖）變形危險性等級為小級，地面變形災害危險性等級為中級，其變形結果可能導致道路路面的不均勻沉降、開裂等工程地質問題，這些問題可以通過選用合理的加固措施來預防和解決。

場地內地質構造條件簡單，未發現有活動斷裂通過的證據，無動力地質作用的破壞影響，環境工程條件較簡單，場地穩定性較好。另根據所收集的區域地質資料、本地區的建筑施工經驗分析，不存在直接影響擬建工程施工及運營的潛在地質災害和不良地質作用。

綜上所述，擬建場地屬穩定場地，適宜本工程建設。

五、地基設計參數分析選用

本報告在綜合分析各土層土工試驗的基礎上，結合當地經驗和規范，提出了各土層的允許承載力值及壓縮模量Es12值等參數建議值，詳見表3。

六、出水涵基礎方案評價

根據前期污水廠出水管終點工藝圖，預計函底標高為3.55m，據勘探報告工程地質剖面圖，出水涵坐落于③層淤泥質粉質黏土層中，該層土天然含水量較高、土性差、壓縮性高，設計需驗算該層能否滿足承載力及沉降變形的要求，若不能滿足需采取一定的地基處理措施，可采取換土墊層或粉噴樁進行處理。穿堤構筑物粉噴樁設計參數詳見表4。

七、結論

（1）擬建場地內不存在巖溶、土洞、采空區、危巖、滑坡等影響工程穩定性的不良地質作用。擬建場地屬穩定場地，適宜本工程建設。

（2）該地區抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第二組。本工程場地可按Ⅲ類建筑場地考慮，相應的設計特征周期值為0.55s，場地抗震地段劃分屬對建筑抗震不利地段。

（3）區域內地表水、地下水對混凝土、鋼筋混凝土結構中鋼筋不具腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。

（4）擬建出水涵建議采取換土墊層或粉噴樁進行處理。

（5）粉噴樁單樁承載力與施工質量密切相關，故施工時應嚴格按照相關規程執行，同時應加強施工質量的監理及對樁身質量的檢測工作。

參考文獻：

[1]GB504872008，水利水電工程地質勘察規范[S].

[2]GB500212001（2009年版），巖土工程勘察規范[S].

作者簡介：陶萍（1985），女，皖廬江縣人，碩士，中級工程師，從事工程地質勘察。