某污水處理廠地基承載力確定

吳 曦

(湖南省地質礦產勘查開發局四〇二隊，湖南 長沙 410004)

某污水處理廠，工程擴建規模4×104m3/d，處理工藝采用“生化池+高效沉淀池+反硝化深床濾池+紫外消毒”工藝，工程投資2 000萬元。

1 場地工程地質條件

場地位于瀏陽河東岸，地貌單元屬河流侵蝕堆積河谷階地地貌，下伏白堊系戴家坪組(K2d)礫巖，揭露的巖土層如下：

①填筑土(Q4ml)：稍濕，松散，未完成自重固結，層厚0.50～5.80 m；

②1淤泥質粉質粘土(Q4h)：濕，軟塑，具腥臭味，層厚0.80～5.10 m；

②2粉質粘土(Q3al)：可塑，局部硬塑，層厚0.50～6.90 m；

②3粉質粘土(Q3al)：軟塑～可塑，層厚0.70～8.40 m；

③粉細砂(Q3al)：松散～稍密，濕～飽和，層厚0.80～7.80 m；

④圓礫(Q3al)：中密，飽和，層厚0.40～4.40 m；

⑤強風化礫巖(K)：巖芯破碎，呈塊狀，層厚1.20～9.30 m，frk=0.75 MPa；

⑥中風化礫巖(K)：巖芯較完整，巖芯呈塊狀或短柱狀，未揭穿，最大揭露厚度5.50 m，frk=10.45 MPa。

場地內地下水主要有上層滯水、松散巖類孔隙水及基巖裂隙水，地下水與地表水互為補給，其水量、水位季節性動態影響變化和河流水力聯系密切。勘察期間測得穩定水位埋深0～2.80 m，標高28.64～33.50 m。

2 巖土參數統計

根據本次勘察現場原位測試成果，分別統計見表1、表2；根據室內試驗成果，將巖土層的主要物理力學性質、巖石飽和抗壓強度統計匯總見表3、表4。

3 地基承載力確定

地基承載力特征值可通過載荷試驗、原位測試、公式計算，并結合工程實踐經驗來綜合確定。通常勘察階段不具備載荷試驗條件，承載力特征值采用規范查表法、公式計算法及當地經驗值綜合確定。

表1 標準貫入試驗N統計表(單位： 擊 )

表2 重型動力觸探修正值N63.5統計表(單位： 擊)

表3 土層主要物理力學性質指標統計匯總表

表4 巖石飽和抗壓強度成果統計表(單位： MPa)

3.1 規范查表法

參考廣東省標準《建筑地基基礎設計規范》(DBJ 15-31-2016)：碎石土、砂土、粉土、黏性土、淤泥、紅黏土和填土的承載力持征值的經驗值可分別根據土的物理力學指標按表4.5.2-1～表4.5.2-7確定；砂土、粉土、殘積土、黏性土和填土的承載力特征值的經驗值也可根據標準貫入試驗錘擊數和觸探試驗指標按表4.5.3-1～表4.5.3-7確定。

3.2 根據土的抗剪強度指標計算

依據《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2011)第5.2.5條，根據土的抗剪強度指標確定地基承載力特征值按式(1)計算。

fa=Mbγb+Mdγmd+Mcck

(1)

式(1)中：Mb、Mb、Mc為承載力系數；γ為基礎底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；b為基礎底面寬度，當基礎底面寬度小于3m時按3m取值，大于6m時按6m取值；γm為基礎底面以上土的加權平均重度，地下水位以下的土層取有效重度；d為基礎埋置深度(m)，宜自室外地面標高算起；Ck為粘聚力標準值(kPa)。

3.3 根據室內飽和單軸抗壓強度計算

依據《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2011)第5.2.6條，巖石地基承載力特征值按式(2)計算。

fa=ψr·frk

(2)

式(2)中： fa為巖石地基承載力特征值(kPa)； frk為巖石飽和單軸抗壓強度標準值(kPa)；ψr為折減系數。根據巖體完整程度以及結構面的間距、寬度、產狀和組合，由地方經驗確定。較完整巖體折減系數ψr取0.20～0.40。

3.4 場地巖土層地基承載力特征值計算

依據室內試驗、原位測試成果，采用上述確定方法，分別確定場地內各巖土層地基承載力特征值如表5所示。

表5 巖土層地基承載力特征值計算表(單位：kPa)

3.5 地基基礎方案分析

根據擬建構筑物的荷載條件及地下室基坑開挖揭露的基底巖土特征，建議擬建建(構)筑物采用天然地基淺基礎方案，以粉質粘土②2層作為淺基礎持力層；部分擬建建(構)筑物可采用樁基礎，以強風化礫巖⑤作為樁端持力層，樁型可采用鉆孔灌注樁或預應力管樁。

4 結語

(1)通過多種承載力特征值確定方法對比，該地區采用規范查表法確定的地基承載力特征值數值偏高，公式計算法與當地經驗值相近，較為合理。

(2)實踐表明，巖土層的物理力學性質方面，建議采用旁壓試驗、載荷試驗多種測試手段相結合，來確定地基承載力特征值。