某污水處理場巖土工程條件及基礎(chǔ)方案研究

黃云峰，郭元世，黃 波

廣西電力工業(yè)勘察設(shè)計研究院，廣西 南寧 530023

0 引言

某污水處理廠內(nèi)進行三期工程，建設(shè)工程占地面積約24.7畝，設(shè)計規(guī)模為15萬m3/d，擬采用MSBR污水處理工藝，場地北側(cè)與竹排沖相鄰，距離邕江2.5km左右。地形較平坦，地面高程74.00m～75.50m。場地原來為荒地，現(xiàn)已回填稍作整平，地貌上屬于邕江II級階地，場地周邊均有已建的建筑物、構(gòu)筑物，經(jīng)地面地質(zhì)調(diào)查及現(xiàn)場鉆探，建筑地段未發(fā)現(xiàn)不良物理地質(zhì)作用。本次研究的目的為分析評價地基巖土層的工程特性和地基的穩(wěn)定性，對上部建、構(gòu)筑物的基礎(chǔ)型式提出建議及論證。

1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與地震

場地在大地構(gòu)造上處于右江再生地槽之西大明山隆起南部的南寧斷陷盆地內(nèi)。南寧盆地屬不對稱向斜構(gòu)造盆地，向斜軸走向北東東向。南寧盆地的邊緣斷裂較發(fā)育，按走向分有北東向、北西向和近東西向三組，其中以北東向的韋村-西鄉(xiāng)塘斷裂最為重要，其規(guī)模長約70km。該斷裂位于盆地北及西北一線的邊緣，走向與向斜軸向基本一致。次要的北西向斷裂分布在盆地的西南角，為右江斷裂帶進入盆地的分支斷裂，以老橋斷層為代表。近東西向的斷裂以幾條規(guī)模不大的斷層分布于盆地東部。由北向南依次是三塘-奇綠斷層、王村斷層、屯里斷層。至今未發(fā)現(xiàn)貫穿盆地內(nèi)部即南寧市區(qū)的大斷裂，區(qū)域地質(zhì)較為穩(wěn)定。

2 場地巖土工程條件

擬建場地位于南寧市長湖路東北面，場地北側(cè)與竹排沖相鄰，距離邕江2.5km左右。地形較平坦，地面高程74.00m～75.50m。場地原來為荒地，現(xiàn)已回填稍作整平，地貌上屬于邕江II級階地，場地周邊均有已建的建筑物、構(gòu)筑物，經(jīng)地面地質(zhì)調(diào)查及現(xiàn)場鉆探，建筑地段未發(fā)現(xiàn)不良物理地質(zhì)作用。

根據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露，建筑場地地層由上而下分布有：新近堆積的雜填土①；淤泥質(zhì)粘土②；第四系晚更新世河流沖積的粘土③、粉質(zhì)粘土④、粉質(zhì)粘土⑤、粉土⑥、粉細砂⑦、礫砂⑧、圓礫⑨；下伏基巖為第三系湖相沉積的泥巖。

根據(jù)勘察結(jié)果，場地地下水主要為上層滯水、孔隙潛水。上層滯水主要賦存于填土①層和淤泥質(zhì)粘土②層中，受大氣降水和地表水補給，其水量較小，透水性較好，雨季補給來源充足，水量稍豐，初見水位埋深在1.0m～2.2m之間，高程約73.3m～74m，穩(wěn)定水位埋深在1.5m～2.8m之間 。

孔隙潛水主要賦存于粉細砂、中砂、礫砂和圓礫層，略有承壓性，受相鄰含水層的側(cè)向補給和上層滯水共同補給，水量豐，補給來源廣，勘察期間測得初見水位埋深在6.72m～8.41m之間，穩(wěn)定水位埋深在6.23m～8.93m，高程約66.73～67.80m。與北側(cè)竹排沖地表水位接近（66.9m），場地地下水與竹排沖溝內(nèi)地表水有水力聯(lián)系。

3 巖土工程分析與評價

3.1 穩(wěn)定性及適宜性及巖土特性評價

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》2008年版（GB 50011-2001）有關(guān)規(guī)定，擬建場地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度值0.05g。根據(jù)土層特征，按規(guī)范表4.1.3確定各巖土層的剪切波速，結(jié)算結(jié)果顯示場地屬軟弱～中軟場地土。根據(jù)場地的地形地貌，巖土特征綜合分析，擬建場地屬可進行建設(shè)的一般地段。根據(jù)北京市市政工程設(shè)計研究總院提供的《工程地質(zhì)勘察條件提供單》，改良型SBR反應池基坑需開挖10.0m左右，基坑底面以上出露的巖層主要有素填土①、粘土③、粉質(zhì)粘土④、粉質(zhì)粘土⑤、粉土⑥、粉細砂⑦；其余建、構(gòu)筑物基坑開挖深度預計小于6m，場地內(nèi)的素填土①、淤泥質(zhì)粘土②將被挖掉，其力學性狀對地基無影響；預計基底壓力為180kN/m2～200kN/m2。

3.2 天然地基及樁基礎(chǔ)評價

根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特點、基礎(chǔ)埋深、地質(zhì)條件、經(jīng)濟效益、施工條件等，建筑物和構(gòu)筑物可采用不同的基礎(chǔ)型式：基底壓力大于200 kN/m2且基坑開挖大于6m的建、構(gòu)筑物建議采用樁基礎(chǔ)，基底壓力小于200 kN/m2且基礎(chǔ)埋深較小建、構(gòu)筑物建議采用獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)。當基底壓力小于200 kN/m2時，③層地基承載力特征值不用修正就可以滿足要求，可作為持力層；④層、⑤層地基承載力特征值經(jīng)過修正，可滿足要求。當基底壓力大于200 kN/m2時，且基礎(chǔ)埋深很大時，⑨層地基承載力特征值不用修正就可以滿足要求，可直接作為天然基礎(chǔ)持力層或樁基礎(chǔ)持力層。

靜壓樁最多只能達到圓礫層頂部，樁長太短，不能采用。若采用降水方案，一般水位僅降至基坑底面以下0.5m～1.5m，此時不宜采用人工挖孔樁，可以選用鉆孔灌注樁；根據(jù)場地巖土特性、地下水及沉降深度要求，主要的樁基礎(chǔ)型式建議采用沖孔灌注樁。

3.3 基坑工程評價

改良型SBR反應池，建筑設(shè)計地面高程為74.50m，基底估算標高為64.50m。基坑開挖深度10m,開挖至設(shè)計高程時，基坑側(cè)壁出露土層主要是素填土①、粘土③、粉質(zhì)粘土④、粉質(zhì)粘土⑤、粉土⑥、粉細砂⑦。

根據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)范》（JBJ120-99），基坑側(cè)壁安全等級主要以失穩(wěn)后的破壞后果為依據(jù)。本工程基坑周邊環(huán)境條件較復雜，破壞后果較嚴重，基坑開挖10.0m，其安全等級應為二級。

本基坑緊鄰采用淺基礎(chǔ)的建筑，且基坑施工時間較長抽水量較大，為避免降水措施引起的周邊建筑物變形，需要保持基坑外水位不變，在基坑周圍設(shè)置回灌井。建筑場地狹小，布置較大數(shù)量的抽水和回灌井具有一定難度，降水設(shè)計、施工、運行等均面臨較大的挑戰(zhàn)，因此不建議采用降水方式。采用工程措施切斷基坑內(nèi)外水力聯(lián)系，基坑內(nèi)水位可控，對基坑外建筑物不產(chǎn)生影響，安全可靠，推薦該方式。

4 結(jié)論及建議

建筑場地處于構(gòu)造相對穩(wěn)定區(qū)，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度為0.05g?？拐鹪O(shè)計建筑場地類別為Ⅱ類，處于抗震有利地段。基礎(chǔ)形式可采用樁基；采用獨立基礎(chǔ)、條基等基礎(chǔ)型式。采用淺基礎(chǔ)時建議以③層或④層作為持力層，并應驗算建筑變形差異。采用樁基宜以⑨層作樁端持力層，樁基礎(chǔ)施工應選擇一定數(shù)量的樁進行試樁和監(jiān)測，驗證樁的施工質(zhì)量和樁基的承載力。建議采用深入泥巖的地下連續(xù)墻或排樁＋止水帷幕?；A(chǔ)的開挖施工宜在旱季進行，以減少雨水和地下水對施工的不利影響。

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