某污水處理場巖土工程條件及基礎方案研究

黃云峰，郭元世，黃 波

廣西電力工業勘察設計研究院，廣西 南寧 530023

0 引言

某污水處理廠內進行三期工程，建設工程占地面積約24.7畝，設計規模為15萬m3/d，擬采用MSBR污水處理工藝，場地北側與竹排沖相鄰，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、構筑物，經地面地質調查及現場鉆探，建筑地段未發現不良物理地質作用。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定性，對上部建、構筑物的基礎型式提出建議及論證。

1 區域地質構造與地震

場地在大地構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。南寧盆地屬不對稱向斜構造盆地，向斜軸走向北東東向。南寧盆地的邊緣斷裂較發育，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-西鄉塘斷裂最為重要，其規模長約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。至今未發現貫穿盆地內部即南寧市區的大斷裂，區域地質較為穩定。

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、構筑物，經地面地質調查及現場鉆探，建筑地段未發現不良物理地質作用。

根據現場鉆探揭露，建筑場地地層由上而下分布有：新近堆積的雜填土①；淤泥質粘土②；第四系晚更新世河流沖積的粘土③、粉質粘土④、粉質粘土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。

根據勘察結果，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，穩定水位埋深在6.23m～8.93m，高程約66.73～67.80m。與北側竹排沖地表水位接近（66.9m），場地地下水與竹排沖溝內地表水有水力聯系。

3 巖土工程分析與評價

3.1 穩定性及適宜性及巖土特性評價

根據《建筑抗震設計規范》2008年版（GB 50011-2001）有關規定，擬建場地抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值0.05g。根據土層特征，按規范表4.1.3確定各巖土層的剪切波速，結算結果顯示場地屬軟弱～中軟場地土。根據場地的地形地貌，巖土特征綜合分析，擬建場地屬可進行建設的一般地段。根據北京市市政工程設計研究總院提供的《工程地質勘察條件提供單》，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、粉質粘土④、粉質粘土⑤、粉土⑥、粉細砂⑦；其余建、構筑物基坑開挖深度預計小于6m，場地內的素填土①、淤泥質粘土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 天然地基及樁基礎評價

根據建筑物結構特點、基礎埋深、地質條件、經濟效益、施工條件等，建筑物和構筑物可采用不同的基礎型式：基底壓力大于200 kN/m2且基坑開挖大于6m的建、構筑物建議采用樁基礎，基底壓力小于200 kN/m2且基礎埋深較小建、構筑物建議采用獨立基礎、條形基礎。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過修正，可滿足要求。當基底壓力大于200 kN/m2時，且基礎埋深很大時，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持力層或樁基礎持力層。

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；根據場地巖土特性、地下水及沉降深度要求，主要的樁基礎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,開挖至設計高程時，基坑側壁出露土層主要是素填土①、粘土③、粉質粘土④、粉質粘土⑤、粉土⑥、粉細砂⑦。

根據《建筑基坑支護技術規范》（JBJ120-99），基坑側壁安全等級主要以失穩后的破壞后果為依據。本工程基坑周邊環境條件較復雜，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，在基坑周圍設置回灌井。建筑場地狹小，布置較大數量的抽水和回灌井具有一定難度，降水設計、施工、運行等均面臨較大的挑戰，因此不建議采用降水方式。采用工程措施切斷基坑內外水力聯系，基坑內水位可控，對基坑外建筑物不產生影響，安全可靠，推薦該方式。

4 結論及建議

建筑場地處于構造相對穩定區，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g。抗震設計建筑場地類別為Ⅱ類，處于抗震有利地段。基礎形式可采用樁基；采用獨立基礎、條基等基礎型式。采用淺基礎時建議以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，樁基礎施工應選擇一定數量的樁進行試樁和監測，驗證樁的施工質量和樁基的承載力。建議采用深入泥巖的地下連續墻或排樁＋止水帷幕。基礎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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[2]祁亮.蘭青線K3A區滑坡工程地質特征及地質選線[J].甘肅科技，2005(4).