新疆华泰重化工污水处理站地基处理方案设计

1一、工程概况新疆华泰重化工有限责任公司拟在东山区工业园建污水处理站，拟建场区主要建筑物由四部分组成，一区：由过滤间、沉淀池、调节池等组成，该部建筑物长40.0m，宽5.0m。占地面积200.0m2，一层，框架结构，基础埋深-1.5～1.8m；二区：由浓缩池、沉淀池、氧化池组成，该部建筑物长40.0m，宽14.0m，局部15m，占地面积585.0m2，一层，框架结构,基础埋深-2.6m；三区：由调节池、污水缓冲池等组成，长40.0m，宽14.0m，占地面积560.0m2，一层，框架结构，基础埋深-5.6m；四区：主要由污泥脱水间、储罐间、加药储药间、分析室等组成，长45.0m，宽10.0m，占地面积450.0m2，一层，框架结构，基础埋深-1.5m。二、方案设计依据（1）《新疆华泰化工有限责任公司工业园污水站岩土工程勘察报告》（2）《建筑地基基础设计规范》GB5007—2002（3）《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002（4）《工程地质手册》第三版（5）《工程地质试验手册》三、方案设计分析1、地基处理方案的选择根据拟建建筑物特征、地层分布情况及勘察设计要求，我院本着技术上可行、经济上合理的原则，对该工程拟建场地勘察报告中提出的地基处理方案建议及设计选定的地基处理方式进行对比分析，提出2强夯结合灰土桩法对该拟建场地地基进行处理。其主要原因如下：根据勘察报告，该拟建场地上部为厚度较大的（7.5～9.5m）人工堆积的素填土，该土层松散、力学性质差，为中等亚硫酸盐渍土。勘察报告中所提出的采取换土垫层或部分置换强夯法不理想，首先软弱土层厚度大，进行换土垫层处理成本较高，不经济；而部分置换强夯法对该条件下的场地处理也不理想，原因是强夯的夯击能能够影响的土层深度有限，一般为4-6m，由于素填土较干燥（最优含水量15.8-16.6%，实际含水量估计在6-8%），因此强夯影响深度有限，达不到规范要求。采取基本防水措施及加强基础或上部结构的调整方法也不能解决根本问题，人工堆积的素填土由于自然沉积时间短，松散、力学性质差，本身就不能够满足设计承载力要求，因此该方法也不合理。挤密碎石桩构成的复合地基是目前处理具有湿陷性、力学性质相对较差的粉土层、粉质粘土层比较常用的方法，但使用该方法的前提条件是原始土层必须具有与设计要求相近的力学性质，相差太大所需置换的面积就越大，置换率要求越高，在原始土体力学性质太差的情况下，此种地基处理方法成本和整体换填碾压没有太大差别，而该拟建场地的素填土力学性质太差（勘察报告未给出），因此并不适用。人工扩底墩主要适合框架结构或柱基的建筑物，拟建场区的3建筑物中虽然有部分为一层的框架结构，但是这部分建筑物荷载较小，使用扩底墩不经济；而缓冲池和调节池为荷载均匀分布的构筑物，如果使用扩底墩，则需将荷载均匀分布，所需要的扩底墩数量较大，也不经济。因此，我们通过上述比较，最终提出强夯结合灰土桩法对该拟建场地地基进行处理。2、地基土腐蚀性的影响由于该回填土为中等亚硫酸盐渍土，对灰土桩会有一定的影响，消石灰主要成分为氢氧化钙，在有水的条件下会与土中的亚硫酸盐发生反应，从化学角度分析，土中的亚硫酸盐对灰土桩桩体影响较小，不会降低桩体强度，其原因有以下三点：①土中含水量低，这种反应非常微弱，根据设计的承载力要求，2：8配合比灰土桩已能够满足要求，考虑到会发生微弱反应这方面因素，因此，在桩体配合比上选择用3：7比例混合，即使发生了一定的反应，桩体强度依然能够满足设计要求；②乌鲁木齐气候条件干燥，降水量小，蒸发量大，经过强夯处理的回填土层渗透量小，能够提供的反应条件差，对桩体的影响小；③在桩顶以上有30cm灰土垫层，有很好的隔水效果。通过综合分析，盐渍土对桩体影响小，方案可行。四、方案设计（1）、强夯结合灰土桩法的设计优点：①原料便宜，除石灰需要购买，土体可以现场采取；②对基础埋深较浅、荷载较小的建筑物来4说，在强夯处理后，夯击面距设计基底标高0.5-1.5m，再铺设2：8灰土垫层，既具备了防渗效果，又加强了基底土层的强度，可以满足设计要求；③对强夯与灰土桩相结合的方法进行地基处理的建（构）筑物来说，强夯加强了复合地基桩间土的承载力，根据经验值，对于此类土体，强夯可将土的承载力提高到≥100kPa，而规范要求对灰土挤密桩复合地基的承载力特征值，不宜大于处理前的2倍，按处理后复合地基承载力为处理前的1.5倍计算，复合地基承载力≥150kPa，满足设计要求。（2）、方案实施设计：根据拟建场地建筑物特征，建议对整个建筑平面作整体基坑开挖至-2.0m，再对不同基础埋深的建筑物进行不同的处理方法，首先对一区、二区、四区地基土进行强夯处理，对于基础埋深较浅（-1.5～1.8m）的一区浅基础（1.5～1.8m）建筑物、四区建筑物可在强夯处理后采用2：8灰土垫层分层碾压至设计标高；一区深基础（5.2m）建筑物及二区建筑物可采用强夯结合灰土桩法，在强夯处理后，进行灰土桩施工，施工完毕后采用2：8灰土垫层碾压至设计标高；对于基础埋深-5.6m的三区建筑可在第一次开挖深度基础上加深2.0m至-4.0m，进行强夯处理，强夯处理完毕后再进行灰土桩施工，施工完毕后开挖至设计标高下30cm,做2：8灰土垫层至设计标高。1、强夯参数确定1.1采用试夯来确定强夯参数试夯参数：夯击能2000KN.m5夯点间距6m夯点布置正方形采用二遍点夯，一遍满夯；点夯的夯击次数以最后两击夯沉量不大于50mm为准,第一遍点夯与第二遍点夯交错进行，满夯击数为二击。试夯后第三天和第七天进行动探（标贯）试验或在4m深度取样做室内试验。若第三天取样试验结果达到技术要求，则取消第二次取样。1.2采用经验数据确定强夯参数参照邻近场地或同类型场地的强夯经验确定强夯参数，但不能低于规范要求。2、灰土桩及灰土垫层参数确定本次灰土桩施工采用人工成孔，孔径为Φ600mm，桩长为进入原始土层50cm即止，根据勘察报告中圆砾层揭露深度，可确定一区深基础（5.2m）及二区灰土桩桩长为7.4m，三区灰土桩桩长为4.4m，桩间距1.2～1.5m，呈等边三角形布设。然后将生石灰和土按照3：7的比例混合，填入以挖好的孔中，锤击成桩，锤重8-15KN，起吊高度不小于2m，自由落锤，要求每次填料厚度不超过50cm，多次循环直至基底。桩与已进行强夯处理的桩间土形成复合地基，从而提高地基的承载力。当桩孔内用灰土分层回填、分层夯实时，桩体内的平均压实系数不应小于0.96，消石灰与土的混合比例为体积配合比；灰土挤密桩复6合地基承载力特征值，应通过现场单桩或多桩地基载荷试验确定。初步设计当无试验资料时，可按当地经验确定。3、地基处理工程量1、强夯处理面积：整个场地进行强夯，面积3945.92m2。2、灰土桩：孔径为Φ600mm，桩长为进入原始土层50cm即止，桩间距1.5m，呈等边三角形布设，建筑物每边外扩1排桩，一、二、三区进行灰土桩施工，其中：一区共设计灰土桩90根，每根桩长4.8m，二区共设计灰土桩495根，每根桩长7.4m，三区共设计灰土桩495根，每根桩长4.4m，合计灰土桩共计990根，总进尺6273m。3、灰土垫层或戈壁垫层：根据估计1.0m的强夯夯沉量，一区浅基础部分需回填碾压量584.5m3，深基础部分需回填碾压量50m3，二区需回填碾压量351.2m3，三区需回填碾压量343.0m3，四区需要回填碾压量2138.7m3，合计需要回填土量3467.4m3。五、地基检测严格按照国家相应检测规范要求，对强夯处理地基进行载荷试验或动探（标贯）试验检测，对灰土桩及桩间土采用载荷试验及动探（标贯）试验进行检测，从而判定处理复合地基承载力是否满足设计要求。目录一、工程概况..............................................................................1二、方案设计依据.....................................................................1三、方案设计分析.....................................................................11、地基处理方案的选择......................................................12、地基土腐蚀性的影响......................................................3四、方案设计..............................................................................31、强夯参数确定..................................................................41.1采用试夯来确定强夯参数.........................................41.2采用经验数据确定强夯参数.....................................52、灰土桩及灰土垫层参数确定..........................................53、地基处理工程量...........................................................6五、地基检测..............................................................................6新疆华泰重化工有限责任公司工业园污水处理站地基处理方案设计新疆地质工程勘察院二00五年五月新疆华泰重化工有限责任公司工业园污水处理站地基处理方案设计编制:审核:审定:总工:院长:新疆地质工程勘察院二00五年五月