某污水處理廠地基承載力確定

吳 曦

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇二隊(duì)，湖南 長沙 410004)

某污水處理廠，工程擴(kuò)建規(guī)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(zhì)條件

場地位于瀏陽河?xùn)|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(jié)，層厚0.50～5.80 m；

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

②2粉質(zhì)粘土(Q3al)：可塑，局部硬塑，層厚0.50～6.90 m；

②3粉質(zhì)粘土(Q3al)：軟塑～可塑，層厚0.70～8.40 m；

③粉細(xì)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(qiáng)風(fēng)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(fēng)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(nèi)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(bǔ)給，其水量、水位季節(jié)性動態(tài)影響變化和河流水力聯(lián)系密切?？辈炱陂g測得穩(wěn)定水位埋深0～2.80 m，標(biāo)高28.64～33.50 m。

2 巖土參數(shù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)本次勘察現(xiàn)場原位測試成果，分別統(tǒng)計(jì)見表1、表2；根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)成果，將巖土層的主要物理力學(xué)性質(zhì)、巖石飽和抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)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(yàn)、原位測試、公式計(jì)算，并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來綜合確定。通?？辈祀A段不具備載荷試驗(yàn)條件，承載力特征值采用規(guī)范查表法、公式計(jì)算法及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值綜合確定。

表1 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N統(tǒng)計(jì)表(單位： 擊 )

表2 重型動力觸探修正值N63.5統(tǒng)計(jì)表(單位： 擊)

表3 土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)匯總表

表4 巖石飽和抗壓強(qiáng)度成果統(tǒng)計(jì)表(單位： MPa)

3.1 規(guī)范查表法

參考廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)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(jīng)驗(yàn)值可分別根據(jù)土的物理力學(xué)指標(biāo)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(jīng)驗(yàn)值也可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)和觸探試驗(yàn)指標(biāo)按表4.5.3-1～表4.5.3-7確定。

3.2 根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算

依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2011)第5.2.5條，根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力特征值按式(1)計(jì)算。

fa=Mbγb+Mdγmd+Mcck

(1)

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

3.3 根據(jù)室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度計(jì)算

依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2011)第5.2.6條，巖石地基承載力特征值按式(2)計(jì)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；ψr為折減系數(shù)。根據(jù)巖體完整程度以及結(jié)構(gòu)面的間距、寬度、產(chǎn)狀和組合，由地方經(jīng)驗(yàn)確定。較完整巖體折減系數(shù)ψr取0.20～0.40。

3.4 場地巖土層地基承載力特征值計(jì)算

依據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、原位測試成果，采用上述確定方法，分別確定場地內(nèi)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(jì)算表(單位：kPa)

3.5 地基基礎(chǔ)方案分析

根據(jù)擬建構(gòu)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(gòu))筑物采用天然地基淺基礎(chǔ)方案，以粉質(zhì)粘土②2層作為淺基礎(chǔ)持力層；部分?jǐn)M建建(構(gòu))筑物可采用樁基礎(chǔ)，以強(qiáng)風(fēng)化礫巖⑤作為樁端持力層，樁型可采用鉆孔灌注樁或預(yù)應(yīng)力管樁。

4 結(jié)語

(1)通過多種承載力特征值確定方法對比，該地區(qū)采用規(guī)范查表法確定的地基承載力特征值數(shù)值偏高，公式計(jì)算法與當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值相近，較為合理。

(2)實(shí)踐表明，巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)方面，建議采用旁壓試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)多種測試手段相結(jié)合，來確定地基承載力特征值。