某水廠擴建工程基礎勘察分析及基礎處理建議

黎曙光

摘 要： 本文對某水廠擴建工程基礎進行了勘察分析，并對其基礎處理提出了可行性建議，以供同仁參考。

關鍵詞： 工程地質； 基礎勘察； 基礎處理建議

1. 工程概況

某水廠擴建工程項目包括2#氣水反沖洗濾池（四期）、3#、4#平流沉淀清水池（四期）、脫水車間、排泥池、排水池、濃縮池及活性炭臨時倉庫。工程為地上一層，設計地面高程約14.40m（珠江高程）（相當于1985高程15.11m），水池開挖深度約3.0m～4.0m。工程擬采用框架結構，基礎型式擬采用淺基礎或樁基礎。

場地地面現狀∶本次勘察場地為南海第二水廠東北側，局部為西北側（活性炭臨時倉庫），場地為空地，西側緊鄰已投入運行1#、2#平流沉淀清水池（三期）及1#氣水反沖洗濾池（三期），北側緊鄰已投入運行液體礬庫及加藥間，南側為空地，東側為空地或緊鄰三環路。場地地形平整，場地北側及東側圍墻附近僅見埋有地下高壓線，其它管線不詳或未見。

本次勘察目的是查明擬建場地地基的巖土層分布、厚度、埋深、巖土物理力學性質，分析和評價地基的穩定性、均勻性和承載力，查明有無不良地質作用及其危害性，查明地下水的埋藏條件及評價有無腐蝕性等，為建筑物基礎設計、基礎施工、基坑工程方案作出論證，為設計部門提供相關地質資料。

2. 場地工程地質條件

建筑場地位于珠江三角洲平原腹地之古近紀殘山間，地形地貌較簡單，場地地形開闊平坦。地表主要為人工填土及殘積物覆蓋，屬微丘地貌，地面高程為14.65m～15.35m。經鉆探揭露，鉆探深度范圍內，本場地地基土由人工填土層（Qml）、第四系沖積層（Qal）組成，基底為古近系始新統華涌組（E2h）風化基巖，風化基巖埋藏深淺不一。工程地質綜合剖面共分主層9層[①～⑨]，依次是①素填土、②淤泥質土、③粉質粘土、④殘積粉質粘土、⑤殘積粉砂、⑥全風化巖帶、⑦強風化巖帶、⑧中風化巖帶及⑨強風化帶。

（1）第①層素填土，局部分布，成分較簡單，性質不穩定，均勻性稍差，屬不均性土層，承載力低；（2）第②層淤泥質土為軟土層，埋藏較淺，層厚較薄，呈流塑狀，強度低，工程性質差，易發生剪切變形，在荷載作用下，易產生較大的沉降或不均勻沉降，屬不良地基土。該土層呈零星狀分布，屬不均性土層；（3）第③層粉質粘土，呈可塑狀，屬一般地基土，承載力不大，不宜作擬建建筑物之樁基持力層。該土層呈零星狀分布，厚薄及頂板深淺變化較大，屬不均勻性土層；（4）第④層殘積粉質粘土及第⑤層殘積粉砂，呈可塑—硬塑狀或稍密—中密狀，屬一般地基土，具一定承載力，可作為擬建物淺基礎持力層，不宜作擬建建筑物之樁基持力層。該兩層土于場地局部分布，層厚不均勻，埋藏深度不均勻，屬不均勻性土層；（5）第⑥、⑦、⑨層全、強風化巖場地分布廣，總體層厚較厚度，具有較大的承載力，可作預制樁基礎持力層。本巖層層厚及巖層頂面深淺變化均較大，垂直方向風化程度強弱不一，力學性質有明顯差異，均屬不均性巖層；（6）第⑧層中風化巖層，承載力高，可作嵌巖樁基礎持力層。該巖層頂板埋藏深度變化較大，巖性種類較多，局部風化不均勻，屬不均性巖層。

綜合分析，本場地地基局部存在薄層軟土層，土層分布不均勻，下部風化基巖屬極軟—軟巖，基巖軟硬夾層較發育，總體評價本場地地基為不均勻地基。

3. 場地水文地質條件

擬建工程場地局部存在水塘（見鉆孔ZK10、ZK11），水深約1.50m，場地其它地段內地表水不發育；場地周邊河道距離場地遠，對場地的影響小；場地地表水主要受大氣降雨補給及場地西側已運行平流沉淀清水池（三期）補給，地表水對地基土承載力有影響。鉆探時測得初見水位為1.10m～1.50m，高程13.33m～14.12m。終孔24小時后實測地下水位埋深為1.20m～1.60m，高程13.28m～14.02m，地下水位變化幅度為0.05m～0.10m。由于受地形、施工殘留的泥漿水或降水影響，地下水埋深有差異，所測地下水位是勘察期間的水位，不能代表本場地的長期穩定水位，更不是構筑物設計使用年限內可能產生的最高水位。

為了查明擬建場地的地下水對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋有無腐蝕性，勘察期間于ZK8、ZK30鉆孔取2件水分析樣。場地第四系孔隙水水量較貧乏，場地基巖裂隙水水量較豐富，場地及附近未發現污染源。地下水對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性；場地土對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性、對鋼結構具有微腐蝕性，根據《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB50046-2008）要求，應做好防腐蝕處理。

4. 基坑開挖與支護建議

4.1 基坑安全等級。本工程擬建氣水反沖洗濾池、平流沉淀清水池、排泥池、排水池、濃縮池需開挖一定深度，池底板設計高程約為11.0m～12.0m，基坑開挖深度約為3.0m～4.0m。基坑周邊多為空地，局部場地西側或北側靠近廠區道路或已有建筑物；基坑開挖深度約為3.0m～4.0m，對比現有地面高程基坑屬淺基坑。基坑深度范圍內需開挖土層主要為第①層素填土、第④層殘積粉質粘土、第⑤層殘積粉砂、第⑥層全風化巖（主要為泥巖及泥質粉砂巖），局部基坑深度范圍內需開挖土層為第②層淤泥質土、第③層粉質粘土及第⑥層全風化巖（粉砂巖及砂巖）。基坑安全等級為三級。

4.2 基坑穩定性評價。基坑周圍具備堆放土料的條件。根據上述基坑深度范圍內所開挖土層工程性質總體較好，大部分基坑深度范圍內地下水水量較貧乏（主要為第四系孔隙潛水），局部較豐富（砂巖類裂隙水），地下水位較高，埋深在1.20m～1.60m之間，標高在13.28m～14.02m之間；按類似工程的地方經驗、結合本場地工程地質條件、設計地坪標高和場地周邊環境可知，場地大部分基坑開挖邊坡穩定性較好，基坑不易出現崩塌、滑移破壞或基坑邊坡失穩，局部存在較厚第①層素填土及第②層淤泥質土部位易出現崩塌、滑移破壞及基坑邊坡失穩。

4.3 基坑開挖與支護方案。根據基坑場地的周邊情況，基坑開挖與支護建議采用分級放坡直接開挖，坡底打入樁板樁支護，坡面保護可采用水泥抹面抹砂漿或噴錨掛網支護，采用明溝（井）排水即可；局部靠近已有構筑物北側及西側進行鋼板樁支護或水泥土攪拌樁止水。放坡坡度（坡高比）宜為∶素填土為1∶1.25～1∶1.50，粘性土（粉質粘土、殘積粉質粘土）為1∶1.00～1∶1.25，砂土（殘積粉砂）為自然休止角，全風化巖為1∶0.75～1∶1.00。

基坑開挖時對基坑周圍地面進行抹砂漿、設置排水溝等地面防護措施，防止雨水滲入基坑，影響基坑穩定；基坑底部應做好排水措施，可采用集水井、或明、暗溝排水，防止基坑底隆起，以確保施工安全。基坑開挖前需編制專項基坑支護方案，組織有關專家評審通過后實施。

本基坑安全等級為三級，基坑開挖對周邊建筑、道路、地下管線有一定影響。建議在地下室基坑施工期間，委托有資質的專業隊伍制定監測方案并進行監測，建立嚴格的監測網，對施工全過程的基坑安全及周邊環境進行嚴密監測，及時把信息反饋給設計和施工單位，及時對基坑支護方案進行優化，確保基坑安全和合理施工。

4.4 設計抗浮水位。根據《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001，2009年版）關于地下水力學作用的評價規定，對于地下結構物，應考慮在最不利組合情況下地下水對結構物的上浮作用，原則上按設計水位計算浮力。本次勘察所測地下穩定水位埋深在1.20m～1.60m之間，即標高13.28m～14.02m之間；這是勘察期間的水位，不能代表本場地的長期穩定水位，更不是建筑物設計使用年限內可能產生的最高水位。根據廣東省標準《建筑地基基礎設計規范》（DBJ15-31-2003）的相關規定，設防水位應取擬建筑物的室外地坪標高，即相當于絕對高程約15.00m（1985高程）。建議對地下室進行抗浮穩定性驗算，當地下室自重及地面上作用的永久荷載標準值的總和不能滿足式W/F≥1.05要求時，應采取抗浮措施；為安全起見，建議地下室采用抗浮錨桿或抗浮樁，建議選用鉆孔灌注樁或旋挖灌注樁作為抗拔樁。

5. 結論

本項目工程重要性等級為二級；建筑場地為中等復雜場地，場地等級為二級；地基為中等復雜地基，地基等級為二級。巖土工程勘察等級為乙級。根據國家標準《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008），場地抗震設防類別為重點設防類（乙類）。本場區地質構造相對穩定，無巖溶、滑坡及全新活動斷裂等不良地質作用。本場地處于地質構造相對穩定區，屬相對穩定地基，工程地質條件較復雜，在充分考慮不良地質作用與特殊性巖土，并采取相應的措施，適宜本工程建設。基坑開挖與支護建議采用分級放坡直接開挖，坡底打入樁板樁支護，坡面保護可采用水泥抹面抹砂漿或噴錨掛網支護，采用明溝（井）排水。擬建（構）物基礎建議首選采用天然地基淺基礎或復合地基基礎，若上述基礎不能滿足設計要求，可采用鉆（沖）孔灌注樁或旋挖灌注樁，以穩定的中風化巖作樁基礎持力層。

參考文獻：

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