某污水处理场岩土工程条件及基础方案研究

黄云峰，郭元世，黄 波

广西电力工业勘察设计研究院，广西 南宁 530023

0 引言

某污水处理厂内进行三期工程，建设工程占地面积约24.7亩，设计规模为15万m3/d，拟采用MSBR污水处理工艺，场地北侧与竹排冲相邻，距离邕江2.5km左右。地形较平坦，地面高程74.00m～75.50m。场地原来为荒地，现已回填稍作整平，地貌上属于邕江II级阶地，场地周边均有已建的建筑物、构筑物，经地面地质调查及现场钻探，建筑地段未发现不良物理地质作用。本次研究的目的为分析评价地基岩土层的工程特性和地基的稳定性，对上部建、构筑物的基础型式提出建议及论证。

1 区域地质构造与地震

场地在大地构造上处于右江再生地槽之西大明山隆起南部的南宁断陷盆地内。南宁盆地属不对称向斜构造盆地，向斜轴走向北东东向。南宁盆地的边缘断裂较发育，按走向分有北东向、北西向和近东西向三组，其中以北东向的韦村-西乡塘断裂最为重要，其规模长约70km。该断裂位于盆地北及西北一线的边缘，走向与向斜轴向基本一致。次要的北西向断裂分布在盆地的西南角，为右江断裂带进入盆地的分支断裂，以老桥断层为代表。近东西向的断裂以几条规模不大的断层分布于盆地东部。由北向南依次是三塘-奇绿断层、王村断层、屯里断层。至今未发现贯穿盆地内部即南宁市区的大断裂，区域地质较为稳定。

2 场地岩土工程条件

拟建场地位于南宁市长湖路东北面，场地北侧与竹排冲相邻，距离邕江2.5km左右。地形较平坦，地面高程74.00m～75.50m。场地原来为荒地，现已回填稍作整平，地貌上属于邕江II级阶地，场地周边均有已建的建筑物、构筑物，经地面地质调查及现场钻探，建筑地段未发现不良物理地质作用。

根据现场钻探揭露，建筑场地地层由上而下分布有：新近堆积的杂填土①；淤泥质粘土②；第四系晚更新世河流冲积的粘土③、粉质粘土④、粉质粘土⑤、粉土⑥、粉细砂⑦、砾砂⑧、圆砾⑨；下伏基岩为第三系湖相沉积的泥岩。

根据勘察结果，场地地下水主要为上层滞水、孔隙潜水。上层滞水主要赋存于填土①层和淤泥质粘土②层中，受大气降水和地表水补给，其水量较小，透水性较好，雨季补给来源充足，水量稍丰，初见水位埋深在1.0m～2.2m之间，高程约73.3m～74m，稳定水位埋深在1.5m～2.8m之间 。

孔隙潜水主要赋存于粉细砂、中砂、砾砂和圆砾层，略有承压性，受相邻含水层的侧向补给和上层滞水共同补给，水量丰，补给来源广，勘察期间测得初见水位埋深在6.72m～8.41m之间，稳定水位埋深在6.23m～8.93m，高程约66.73～67.80m。与北侧竹排冲地表水位接近（66.9m），场地地下水与竹排冲沟内地表水有水力联系。

3 岩土工程分析与评价

3.1 稳定性及适宜性及岩土特性评价

根据《建筑抗震设计规范》2008年版（GB 50011-2001）有关规定，拟建场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值0.05g。根据土层特征，按规范表4.1.3确定各岩土层的剪切波速，结算结果显示场地属软弱～中软场地土。根据场地的地形地貌，岩土特征综合分析，拟建场地属可进行建设的一般地段。根据北京市市政工程设计研究总院提供的《工程地质勘察条件提供单》，改良型SBR反应池基坑需开挖10.0m左右，基坑底面以上出露的岩层主要有素填土①、粘土③、粉质粘土④、粉质粘土⑤、粉土⑥、粉细砂⑦；其余建、构筑物基坑开挖深度预计小于6m，场地内的素填土①、淤泥质粘土②将被挖掉，其力学性状对地基无影响；预计基底压力为180kN/m2～200kN/m2。

3.2 天然地基及桩基础评价

根据建筑物结构特点、基础埋深、地质条件、经济效益、施工条件等，建筑物和构筑物可采用不同的基础型式：基底压力大于200 kN/m2且基坑开挖大于6m的建、构筑物建议采用桩基础，基底压力小于200 kN/m2且基础埋深较小建、构筑物建议采用独立基础、条形基础。当基底压力小于200 kN/m2时，③层地基承载力特征值不用修正就可以满足要求，可作为持力层；④层、⑤层地基承载力特征值经过修正，可满足要求。当基底压力大于200 kN/m2时，且基础埋深很大时，⑨层地基承载力特征值不用修正就可以满足要求，可直接作为天然基础持力层或桩基础持力层。

静压桩最多只能达到圆砾层顶部，桩长太短，不能采用。若采用降水方案，一般水位仅降至基坑底面以下0.5m～1.5m，此时不宜采用人工挖孔桩，可以选用钻孔灌注桩；根据场地岩土特性、地下水及沉降深度要求，主要的桩基础型式建议采用冲孔灌注桩。

3.3 基坑工程评价

改良型SBR反应池，建筑设计地面高程为74.50m，基底估算标高为64.50m。基坑开挖深度10m,开挖至设计高程时，基坑侧壁出露土层主要是素填土①、粘土③、粉质粘土④、粉质粘土⑤、粉土⑥、粉细砂⑦。

根据《建筑基坑支护技术规范》（JBJ120-99），基坑侧壁安全等级主要以失稳后的破坏后果为依据。本工程基坑周边环境条件较复杂，破坏后果较严重，基坑开挖10.0m，其安全等级应为二级。

本基坑紧邻采用浅基础的建筑，且基坑施工时间较长抽水量较大，为避免降水措施引起的周边建筑物变形，需要保持基坑外水位不变，在基坑周围设置回灌井。建筑场地狭小，布置较大数量的抽水和回灌井具有一定难度，降水设计、施工、运行等均面临较大的挑战，因此不建议采用降水方式。采用工程措施切断基坑内外水力联系，基坑内水位可控，对基坑外建筑物不产生影响，安全可靠，推荐该方式。

4 结论及建议

建筑场地处于构造相对稳定区，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g。抗震设计建筑场地类别为Ⅱ类，处于抗震有利地段。基础形式可采用桩基；采用独立基础、条基等基础型式。采用浅基础时建议以③层或④层作为持力层，并应验算建筑变形差异。采用桩基宜以⑨层作桩端持力层，桩基础施工应选择一定数量的桩进行试桩和监测，验证桩的施工质量和桩基的承载力。建议采用深入泥岩的地下连续墙或排桩＋止水帷幕。基础的开挖施工宜在旱季进行，以减少雨水和地下水对施工的不利影响。

[1]王滨清.新化梅苑经济开发区工程地质特征及分区[J].湖南地质，2000(4).

[2]祁亮.兰青线K3A区滑坡工程地质特征及地质选线[J].甘肃科技，2005(4).