南充市某污水处理厂地基处理技术浅析

摘 要：地基是支撑建筑物基础的那部分土（岩）体，地基土性质对建筑基础形式及上部结构具有重要影响，因此，研究不良土质地基的处理方法对污水处理厂建设具有重要意义。本文结合南充市某污水处理厂工程实例，对污水处理厂的地基处理作了深入研究，经过分析对比，最终确定采用换土垫层法作为地基处理的主要方法，对类似工程地基处理具有较大借鉴意义。

关键词：污水处理厂 地基处理 工程方案

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0048-02

南充市某污水处理厂中途泵站，拟建建筑物主要为二层厂房建筑，拟安装动力设备，基础形式未定。提升泵房基础开挖深度为13.86 m。要求提升泵房地基承载力为fak=200 kpa，开挖后基础地基主要为含粘卵石，承载力不足，地基土不均匀。提升泵房基坑靠临时工棚一侧有上部堆载（建材）和运输车辆通过，车辆荷载为30 t。

1 工程实例部分

1.1 工程地质条件

1.1.1 工程岩土层分布

经勘测发现，场地岩土除上覆耕土外，下部分别由第四系全新统冲洪积粉土、粉质粘土、粉细砂，含粘卵石层、卵石层及侏罗系遂宁组粉砂质泥岩组成。各层岩土自上而下分别为：第四系全新统耕土，含较多的植物根系，局部见炭质，湿，结构疏松，孔隙发育，层厚0.50～0.80 m；第四系全新统冲洪积层，孔隙发育，含少量粉质粘土条带和粉砂快团，层厚2.0～1.90 m；粉质粘土，针状孔隙发育，纹层较发育，层厚为0.40～1.90 m；粉细砂，该层土在场地内连续分布，厚度4.20～6.90 m；含粘卵石，公海层土在场地内连续分布，厚度变化不大，厚度2.90～5.00 m；卵石，粒径35～90 mm，个别大于200 mm，空隙内填充20～35%的圆砾、粉细砂，饱和，呈稍密、中密状态为主，层厚3.40～7.90 m。

1.1.2 水文地地质条件

场地内地下水主要为上层潜水和孔隙潜水。孔隙潜水赋存于砂、卵石层中，主要由大气降水和附近地表水体补给，以地下水径流排泄为主，初见水位在5.05～6.65 m。根据邻近场地已有水文地质资料，稳定水位埋深在5.50 m左右，地下水变化幅度受季节影响明显。

1.2 可能存在的工程地质问题分析

由于在场地中存在着上层潜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现的工程地质问题有以下几方面。

（1）流沙。这种现象容易在细砂，粉沙，粉质粘土中，特别是在有动力水的情况下容易发生。

（2）潜蚀。因为当开挖后容易形成一定的渗透水流的水力梯度，在这种情况下，动力水就会把岩土中的颗粒带走，潜蚀又分为机械和化学潜蚀。

（3）砂土液化。在施工过程中要接触到粉细砂层，而且还有上层的震动荷载。

2 地基处理措施比选

地基处理方法的选择原则是，应最大限度发挥天然地基的潜在能力，尽可能采用天然地基方案。当采用简易的处理措施或通过加强上部结构的整体刚度措施后，仍难以满足建筑工程要求时，再考虑采用地基处理方案[1]。

在选择地基处理方案时候，要结合当地环境和经济技术条件、材料来源、地基土层的埋藏条件和土的特性指标和处理目的工程造价、工程进度等多方面的因素来综合考虑。就目前的地基处理方案来看，常用到的方法有如下几种，见表1。

3 本工程地基处理方案

由于本工程泵房基础所要求的地基承载能力为200 Kpa，而基坑开挖到的含粘卵石层的承载能力只有160 Kpa，因此地基的承载能力不足，要进行地基处理。再从地质勘测资料来看，基坑开挖的深度达到了13.8 m，而含粘卵石层最深的地方也只有14.8 m，其下面就是承载能力很高的卵石层，也就是说，我们需要处理的地基深度为1.0 m。

再从换土垫层法的概念及自身的特点来看，换土垫层法就是挖除浅层的承载能力不足的土层，再回填性质较好的土，经夯压密实即可，因此采用换土垫层法简易可行。再从换土垫层法的特点和使用范围来看，其技术要求相对于其他处理方法来说比较简单，而它适用于基坑面积宽大和开挖土方量大的回填土方工程，其适用土质也比较广泛。因此，本工程采用换土垫层法来处理地基能得到较好的效果，从经济因素来看，用换土垫层法也是有利的。

3.1 垫层设计

3.1.1 垫层材料的选择

材料的选择应尽量考虑就地取材和压实后能获得较高模量的材料，其要求材料性能稳定、无腐蚀性、低压缩性材料。对于本工程来说，由于提升泵房的基础有振动荷载，故不适用砂（砂石、碎石）垫层来处理，综合各种因素的考虑，建议本工程采用干渣垫层来处理[2]。

干渣垫层取代天然碎石是冶金渣综合利用的有效途径之一。它具有原料量大、工程造价低和节约天然资源等优点。凡缺乏天然砂石料的地区，干渣不仅用于回填可增加其应用途径，而且可缓解砂石料紧缺的矛盾，因此，具有显著的设计效益和经济效益。经破碎、筛分的干渣称为分级干渣（8～40 mm 和40～60 mm二级）；未经破碎和筛分者称为原状干渣，经破碎但未经筛分者称为混合干渣（0～60 mm）。

3.1.2 垫层厚度的确定

由于本工程的含粘卵石层处理深度只有1.0 m，所以干渣垫层的厚度就取1.0 m。

3.1.3 垫层宽度的确定

由大量的工程经验可知，基础地面的应力扩散角根据不同的土质有一些差别，但是其值的大小均在20～30°之间，从安全的角度考虑，本工程就取30°的应力扩散角，因此，基础低面要加宽L=2×tg30°=2×0.58=1.16 m。

3.1.4 垫层承载能力的确定

垫层的承载能力应根据实验资料来确定，当无实验资料时，可按下表来确定（见表2）。

3.2 垫层施工

3.2.1 干渣材料的选择

干渣材料的选择可根据工程的具体条件选用。对于本工程来说，是属于大面积垫层，建议采用混合干渣或原状干渣，原状干渣最大粒径不大于200 mm或不大于碾压分层虚铺厚度的2/3。

3.2.2 干渣垫层的技术条件应符合的指标

（1）定性须合格；（2）散密度应大于1.1 t/m3；（3）泥土于有机杂质的含量应小于5%[3]。

3.2.3 施工方法选择

采用分层碾压法施工。压实可用平板振动法或碾压法，对于本工程的大面积施工，建议采用8～12 t压路机或推土机碾压，每层虚铺厚度不大于300 mm；也可采用2～4 t振动压路机碾压每层虚铺厚度不大于350 mm，单位面积振动时间不少于60 s，碾压便数由现场实验确定，没有进行实验也可采用相关的规定来进行。

3.2.4 干渣垫层质量检验

质量检验有分层施工质量检验和工程质量验收。分层施工质量检验应达到表面坚实、平整、无明显软陷，压陷差小于2 mm；工程质量验收可通过荷载实验进行，在有充分实验依据时，也可采用标准贯入实验或静力触探实验。

4 结论

本文通过对各种地基处理技术的全面对比，结合工程现场实际，从技术实用和经济等多方面全面考虑，采用换土垫层法对南充市某污水处理厂进行地基处理，取得较好效果，为类似工程提供了丰富的理论支持和实际经验。

参考文献

[1]叶书麟，叶观宝.地基处理[M].中国建筑工业出版社，1997.

[2]李中林，李子生.土木工程工程地质学[M].华南理工大学出版社，1999.

[3]钱家欢，殷宗泽.土工原理与计算[M].水利水电出版社，2000.