碎石桩处理液化地基在污水处理厂工程中的应用

邢 鹏

(山西绿泉环保工程有限公司，山西 太原 030027)

碎石桩处理液化地基在污水处理厂工程中的应用

邢 鹏

(山西绿泉环保工程有限公司，山西 太原 030027)

以山西南部某城镇污水处理及回用工程为例，根据工程的地质情况，分析了碎石桩处理液化地基的要求及施工技术，并对桩基检测措施进行了阐述，指出采用振动沉管挤密灌注碎石桩进行液化地基处理是全部消除工程地质液化地基的有效方法。

碎石桩，地基处理，桩基检测，污水处理

1 工程概况

山西南部某城镇污水处理及回用工程，厂区占地约30亩。项目处理能力40 000 m3/d，总投资8 000万元。其中一期工程设计处理能力20 000 m3/d，采用二级高效曝气生物滤池(BAF)工艺。工程于2007年7月开工建设，于2008年10月竣工并试调试运行。主要建(构)筑物有粗格栅、细格栅、提升泵房、鼓风机房、综合楼、水解池、二级曝气生物滤池、接触消毒池、污泥压滤机房、深度处理间、清水池、回用水泵及输水管线等。根据GB 50011—2004建筑工程抗震设防分类标准5.1.3条规定，该城市人口少于20万人，建(构)筑物抗震设防类别均为丙类。污水处理工艺流程见图1。

2 地质情况

根据某岩土工程勘察有限公司2007年3月提供的《污水处理及回用工程岩土工程勘察报告》(详勘)(2007.3)可知地质情况建(构)筑物场地从上至下为：第①层素填土；第②层粉土，粉质粘土为软弱；第③层粉细砂，中粗砾砂；第④层粉质粘土；第⑤层粉土,粉质粘土。设计厂区地面比现有地面高1.5 m，地表以下1.5 m见水，其中地表以下7 m以上的第②层粉土及第③层粉细砂存在严重液化。根据GB 50011—2010建筑抗震设计规范确定拟建场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组；又根据GB 50011—2010建筑抗震设计规范表4.3.6，对于建筑抗震设防类别为丙类，且液化等级为严重的液化的地基进行地基处理时应全部消除液化现象，全部消除液化现象可以采用碎石桩处理地基，地基处理时，碎石桩的长度应该超过液化深度下限，同时，采用碎石桩处理地基后桩间土的标准贯入锤击数要大于临界值10。本次地基处理采用振动沉管挤密碎石桩来消除场地的全部液化现象。

3 地基处理要求及施工

采用振动沉管挤密灌注碎石桩进行处理,要求全部消除液化，处理后地基承载力特征值不小于100 kPa。在桩顶及基础垫层之间做500厚级配碎石垫层，宽出基础外边缘1 500 mm，级配碎石垫层要求分层压实，压实系数不小于0.96。基础施工完后应立即回填，要求沿基础两侧均匀回填，分层夯实，压实系数不小于0.94，不许回填完一侧，再回填另一侧。基坑开挖后，应进行验槽，如与设计不符应及时通知设计单位。基坑开挖时在距基底0.5 m改为人工开挖，基坑采用放坡开挖。本工程采用明沟结合集水井进行排水。桩径400 mm，有效桩长5 m～9 m，采用等边三角形布桩，桩中心距1 200 mm，桩体内填料规格为20 mm～40 mm碎石，并掺入20%的石屑，石料含泥量小于5%，充盈系数取1.3，根据现场具体情况予以增减。为保证施工质量，施工时桩顶超灌500 mm的高度，然后再进行截桩。桩长自垫层底面算起，桩顶标高结合各单体建筑施工图确定。采用单桩载荷试验来检验碎石桩的施工质量，复合地基载荷试验数量不应少于总桩数的0.5%，且每个单体建筑不应少于3个点。

本工程打桩公司自2007年10月12日入场，历时52 d，于2007年12月5日全部打桩完毕，共计4 949根桩。打完后地面均出现不同程度地面沉降，经测定初始沉降量约200 mm，年后即2008年3月1日总沉降量约为250 mm，同时进行桩基检测。

4 桩基检测

4.1 碎石桩单桩复合地基承载力特征值

实验前将基坑开挖至基础底标高，承压板下设100厚中粗砂垫层，并将承压板中心对准桩心。单桩复合地基载荷试验，采用慢速维持荷载法，堆载反力，油压千斤顶加荷，位移传感器测定沉降量。加荷分级：最大加荷量为设计要求复合地基承载力特征值的2倍，分10级等量进行，每级加载为最大加载量的1/10。卸荷分级：分为5级等量进行卸载，每间隔30 min，卸载一级，并记录回弹量，在全部荷载卸载完毕后间隔3 h记录总的回弹量。具体见表1。

表1 加荷卸荷表

在试验过程中如果出现地基沉降增大较快，当出现下列任一情况时，即可终止试验。

1)沉降量急剧增大、承压板周围土被挤出或出现明显隆起现象；2)承压板的累计沉降量已大于其宽度的6%，即1 m×6%=0.06 m；3)加荷压力虽然没有达到极限荷载，但是最大加载压力已经大于设计要求压力值2倍时。

碎石桩单桩复合地基静载试验一共做了20组，由试验数据绘制的P—S曲线以及静载荷试验结果汇总表，复核计算后都满足规范要求。

4.2 桩间土的试验检测

对桩间土标准贯入试验进行检测，在进行标准贯入试验时，应将检测位置定在正方形的中心点，钻孔至在需检测土层上15 cm左右，清孔后插入标准贯入器，采用自由落锤法进行锤击，锤击时要避免出现偏心或向侧向晃动，一般情况下，刚开始打入土层15 cm不计锤击数，将贯入器打入土层中30 cm开始记录每贯入10 cm的锤击数，在进行实验时，如果遇到较密实的土层，而且锤击数较大的时候，这时可以记录小于30 cm贯入深度的锤击数，此时，需要将此锤击数换算为贯入深度为30 cm的锤击数N，可采用式(1)来换算:

N=30n(ΔS)

(1)

其中，n为所选取的任意贯入量的锤击数；ΔS为对应锤击数n击的贯入量。

拔出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别并描述；若需进行下一深度的贯入试验时，则继续钻进，重复上述操作步骤。一般每隔1.0 m进行一次试验，当土层厚度小于1.0 m时每层进行一次试验；在不能保持孔壁稳定的钻孔中进行试验时，用泥浆护壁。

依据室内土工试验结果，计算每层桩间土液化判别标准贯入锤击数临界值，结合外业标准贯入试验记录，经判定完全消除液化。桩间土标贯曲线、桩体动探曲线见图2。

5 工程运营

经试验桩基合格后，开始上部结构的建设，经过6个多月的施工建设，于2008年10月竣工并开始试调试运营，至今已有5个年头，期间某地出现过2次5级地震和1次7级地震，工程地基没有出现任何工程质量问题。实践证明，采用振动沉管挤密灌注碎石桩进行液化地基处理,是全部消除工程地质液化地基的正确有效的办法，值得推广应用。

[1] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

[2] GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范[S].

The application of gravel pile treatment of liquefied foundation in sewage treatment plant engineering

Xing Peng

(ShanxiLvquanEnvironmentalProtectionEngineeringLimitedCompany,Taiyuan030027,China)

Taking a town sewage treatment and reuse engineering in Shanxi southern as an example, according to the engineering geological condition, this paper analyzed the requirements and construction technology of gravel pile treatment of liquefied foundation, and elaborated the pile foundation inspection measures, pointed out that using vibrating sunken tube bored pile gravel made liquefied foundation treatment was an effective method to eliminate all engineering geology liquefied foundation.

gravel pile, foundation treatment, pile foundation inspection, sewage treatment

2015-08-22

邢 鹏(1976- )，男，工程师，二级建造师

1009-6825(2015)31-0080-02

TU473

A