淺析永豐再生水廠工程基礎(chǔ)處理措施

北京市海淀區(qū)河道管理所 北京 100094

1 工程概況

永豐再生水廠工程位于西北旺鎮(zhèn)東玉河村，海淀區(qū)友誼渠西側(cè)，南臨皇后店中街，東靠航天城污水處理廠。項(xiàng)目總建設(shè)規(guī)模4.3萬m3/d，分兩期建設(shè)，一期建設(shè)規(guī)模為2萬m3/d。工藝流程分為預(yù)處理、生物處理、深度處理、污泥處理和除臭處理5個部分，主要處理工藝采用卡魯塞爾氧化溝3000。永豐再生水廠出水水質(zhì)執(zhí)行北京市《水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/307-2005）和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（BG18918-2002）中的限值，即CODcr小于50mg/L、BOD5小于10mg/L、總氮小于15mg/L、氨氮小于5mg/L、總磷小于0.5mg/L、懸浮物小于10mg/L、PH6.0-9.0。

2 地質(zhì)條件

根據(jù)巖土勘察報(bào)告本區(qū)域地層土質(zhì)主要有經(jīng)勘探揭露表層為人工堆積層：①層耕土，褐色，濕，稍密；①1層粉質(zhì)粘土-粘質(zhì)粉土填土，褐-黃褐色，濕，松-稍密。其下為一般第四紀(jì)沉積層：②層粘質(zhì)粉土—砂質(zhì)粉土，黃色，濕-飽和，密實(shí)；②1層粉質(zhì)粘土—重粉質(zhì)粘土，黃-棕黃色，濕-飽和，可塑。③層砂質(zhì)粉土—粘質(zhì)粉土，灰色，飽和，中密-密實(shí)；③1層粘土—重粉質(zhì)粘土，灰色，飽和，可塑。④層粉質(zhì)粘土，灰色，飽和，可塑-軟塑。⑤層粉質(zhì)粘土-重粉質(zhì)粘土，黃灰-灰黃色，飽和，可塑；⑤1層粉砂-砂質(zhì)粉土，灰黃色，飽和，中密-密實(shí)。

氧化溝和二沉池地基的持力層土質(zhì)（自上而下）主要為：②層粘質(zhì)粉土—砂質(zhì)粉土、②1層粉質(zhì)粘土—重粉質(zhì)粘土、③層砂質(zhì)粉土—粘質(zhì)粉土。在往下地層土質(zhì)為③1層粘土—重粉質(zhì)粘土和④層粉質(zhì)粘土。其中②層粘質(zhì)粉土—砂質(zhì)粉土的分層承載力標(biāo)準(zhǔn)值140kPa，滲透系數(shù)6 10-5m/s；②1層粉質(zhì)粘土—重粉質(zhì)粘土的分層承載力標(biāo)準(zhǔn)值120kPa，滲透系數(shù)1.2 10-6m/s；③層砂質(zhì)粉土—粘質(zhì)粉土的分層承載力標(biāo)準(zhǔn)值150kPa，滲透系數(shù)6.0 10-4m/s。再往下土質(zhì)是③1粘土—重粉質(zhì)粘土，它的分層承載力標(biāo)準(zhǔn)值100kPa，滲透系數(shù)1.2 10-6m/s。第④層粉質(zhì)粘土，它的分層承載力標(biāo)準(zhǔn)值100kPa，滲透系數(shù)2.0 10-6m/s。最后根據(jù)設(shè)計(jì)條件和勘察報(bào)告結(jié)果（綜合考慮）把二沉池和氧化溝的地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值定為100kPa。

3 存在問題

根據(jù)設(shè)計(jì)資料本工程所在區(qū)域地震基本烈度為8度，工程設(shè)計(jì)年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，廠區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍深0.8米。依據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告數(shù)據(jù)本區(qū)域內(nèi)地下水分布規(guī)律南北方向差異較大，南側(cè)水位普遍較低，北側(cè)水位普遍較高。在地下水位較高的地區(qū)，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷重不能平衡地下水浮力的時候，結(jié)構(gòu)的整體或局部就會受到向上浮力的作用，從而對建筑物構(gòu)成威脅。由于本廠區(qū)地下水埋藏較淺，故須考慮埋深較大池體的抗浮問題。根據(jù)設(shè)計(jì)資料永豐再生水廠氧化溝共2座，直徑37米，池壁高7.5米，采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)[1]。二沉池共2座，直徑31.5米，池壁高5米，采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，且設(shè)計(jì)資料要求所有建、構(gòu)筑物它們的地基承載力特征值不小于100Kpa。綜合考慮本區(qū)域內(nèi)因此須處理后，才能作為建筑物的地基。

4 處理措施

地基處理措施。結(jié)合工程實(shí)際與設(shè)計(jì)情況，及抗拔樁應(yīng)用廣泛，施工方便，經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn)。經(jīng)研究討論，本廠區(qū)氧化溝、二沉池的基礎(chǔ)處理方式采用抗拔樁。根據(jù)設(shè)計(jì)資料抗拔樁樁徑300mm，氧化溝樁深8m，二沉池樁深6m，均采用C30混凝土現(xiàn)澆，樁體配筋采用6Φ14+Φ8@200螺旋箍筋+每隔2000mm設(shè)置1Φ12加勁鋼筋，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，梅花型布置，間距2m?？拷装逋膺吘壍臉叮瑯毒嘈∮?m時，在距底板邊緣300mm處就近設(shè)置。

本工程抗拔樁施工采用螺旋鉆成孔施工法，螺旋鉆成孔是一種無需泥漿循環(huán)的干式成孔施工方法，鉆頭切削下來的鉆渣通過螺旋鉆桿不斷從孔底輸送到地表。該施工法的主要優(yōu)點(diǎn)是不使用循環(huán)介質(zhì)，噪聲和振動小，混凝土灌注質(zhì)量能得到較好的控制。

螺旋鉆成孔施工工藝流程：①螺旋鉆機(jī)就位、對中，②鉆進(jìn)成孔、排土，③鉆至預(yù)定深度、停鉆，④起鉆和測孔深和孔斜及孔徑，⑤清理孔底虛土，⑥鉆機(jī)移位，⑦安放鋼筋籠，⑧安放混凝土溜筒，⑨灌混凝土成樁，⑩樁頭養(yǎng)護(hù)。

氧化溝分為東、西兩部分，每個氧化溝抗拔樁施工349棵，2個氧化溝抗拔樁總計(jì)698棵，單樁豎向抗拔承載力設(shè)計(jì)值不小于120KN。二沉池由東、西兩兩部分組成，每個二沉池抗拔樁施工259棵，2個氧化溝抗拔樁總計(jì)518棵，單樁豎向抗拔承載力設(shè)計(jì)值不小于100KN。

圖2 吊放鋼筋籠

圖3 清樁

圖4 成樁

5 工程質(zhì)量檢測

5.1 檢測目的

按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，基樁施工完畢后，樁身強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時，即可進(jìn)行檢測抗拔樁的單樁抗拔承載力和對抗拔樁進(jìn)行低應(yīng)變樁身完整性的情況，根據(jù)試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)判斷樁體是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求[2]。

5.2 檢測方法

圖5 抗拔力檢測

圖6 抗拔力檢測

（1）單樁抗拔靜荷載試驗(yàn)采用分級維持上拔量相對穩(wěn)定法：本次檢驗(yàn)氧化溝和二沉池各6根樁，共計(jì)12根。用150噸油壓千斤頂施加壓力，根據(jù)規(guī)范分10級施加拉力，施壓由計(jì)算機(jī)自動控制并采集讀數(shù)。

（2）低應(yīng)變動力測試采用反射波法：本次檢驗(yàn)樁號尾數(shù)為2及6的樁進(jìn)行檢測，共計(jì)239根。采用型號RS-16161C基樁動測儀進(jìn)行低應(yīng)變動力測試。

圖7 抗拔樁完整性檢測

圖8 抗拔樁完整性檢測

5.3 檢測結(jié)果

根據(jù)氧化溝的單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)成果表的數(shù)據(jù)結(jié)果，基坑內(nèi)6個試驗(yàn)點(diǎn)，單樁抗拔承載力特征值大于120KN，滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)二沉池的單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)成果表的數(shù)據(jù)，基坑內(nèi)6個試驗(yàn)點(diǎn)，單樁抗拔承載力特征值大于100KN，滿足設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)低應(yīng)變檢測成果表的數(shù)據(jù)結(jié)果，氧化溝檢測135棵，二沉池檢測104棵，樁身除部分有擴(kuò)徑現(xiàn)象外，其余樁全部完整，未出現(xiàn)不良缺陷樁。低應(yīng)變動力測試結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求和《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）要求。

6 結(jié)語

通過對氧化溝和二沉池的地基處理，綜合考慮采用抗拔樁方法處理，由專業(yè)施工單位進(jìn)行施工，并進(jìn)行質(zhì)量檢測，檢測成果數(shù)據(jù)表滿足要求。此施工方法不僅提升本區(qū)域內(nèi)地基的承載力，并改善建筑物埋深較大池體的抗浮問題，有效保證永豐再生水廠建筑物的安全性。