南宁市水建工程有限公司
摘要：地基是支撑建筑物基础的那部分土（岩）体，地基土性质对建筑基础形式及上部结构具有重要影响，因此，研究不良土质地基的处理方法对污水处理厂建设具有重要意义。本文结合某污水处理厂工程实例，对污水处理厂工程软弱的地基处理作了深入研究，经过分析对比，最终确定采用换土垫层法作为地基处理的主要方法，对类似工程地基处理具有较大借鉴意义。
关键词：某污水处理厂；工程地基；处理方案
一、工程概况
某污水处理厂地处华南地区，占地面积约3万m2，进水泵房土建按4万m3/d规模设计。场地南高北低，地势最大高差为15m，设计正负零标高为80m，其中氧化沟、及沉淀池基础底标高为72.8m，原设计为换填2米厚的级配砂石，现已开挖到换填底标高70.8，发现土质软弱，局部出现橡皮土现象，承载力不能满足满足设计要求。为进一步了解软土厚度、分布范围及地下水等情况，决定行补充勘察。本次地质勘察报告显示土层分布情况如下：
1、素填土①：灰黄、棕黄、黄褐等色，稍湿～湿，松散，局部稍密，主要以粘性土为主、含少量碎石。局部有分布，层厚1～2m，欠固结，高压缩性。
2、淤淤泥质土②：深灰色，很湿，饱和，软塑，成分以粘性土为主、含少量有机物，局部有分布，层厚0～2m，高压缩性。
3、粘土③：浅黄、红黄色，稍湿，硬塑状，局部含少量铁锰质结核及氧化物，闭合裂隙发育，裂隙中见有黑色铁锰质渲染物，土质不均匀，平均厚度2.75m，中压缩性。
4、粉质粘土④1：灰黄色、深灰色，软塑～可塑状，含少量铁锰质结核及氧化物，土质松软，扰动易成糊状。该层场地大部分地段均有分布，层顶埋深0.00～2.50m，平均厚度2.69m，中压缩性。
5、砾砂⑤：灰黄色，稍密为主，稍湿～饱和，粒径2~5mm为主，大的可达9mm，其中砾径大于2mm的颗粒质量占总质量的40%~50%，余为粘性土、粉细沙及少量粗砂；分选性较差，分布于局部地段，平均厚度3.11m，中压缩性。
6、强风化泥岩与粉砂岩互层：属强风化范畴，半成岩，主要以粉砂岩为主，局部地段含泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，呈韵律沉积互层组成，个别地段夹薄层煤线，整个场地均有分布，层厚0.9～7.6m，属极软岩，岩体较完整岩体基本质量等级为V。
针对上述地质情况，根据设计院要求：需对基础进行水泥搅拌桩加固处理，桩间距为800mm，桩径为800mm，加固深度打穿软弱土层，进入岩层0.5米，桩长为3.5~6米，共12133根(5米长的11626根，4米长的507根)，加固后的复合地基承载力特征值为150Kpa,地基加固后须用级配碎石换填夯实，级配碎石厚度为2~3.45米(换填量为17958立方米)，地基承载力为120Kpa，回填土压实系数≥0.95。
二、施工准备
1、技术/资料准备
①资料收集：施工前应取得以下资料
a、岩土工程勘察报告；
b、总平面图；
c、地下管线及障碍物分布图；
d、桩位平面布置图。
②技术交底
施工前由项目技术负责人向全体施工人人员进行技术交底，内容包括：工程概况、设计要求、施工技术参数和工艺参数、报表记录要求、质量和安全保证措施等。认真学习和分析施工图纸，理解掌握设计意图，施工中做到心中有数。
2、材料、机械设备准备
本工程材料主要为32.5R普通硅酸盐水泥及级配碎石，要严把材料质量关，严格执行进货检验和试验程序，无厂家质检单的材料不准进场，抽样不合格的材料不准使用，确保满足工程质量的要求。
3、测量放线
测量工作由专职技术人员承担。开工前三天甲方应提供场地规划红线和工程施工控制点，我方测量技术人员根据施工控制点放设施工桩位标志点，经复核后固定保存。
三、施工方案
（一）深层搅拌桩施工方案
1、深层搅拌桩施工工艺流程图
2、施工方法
①定位对中：深层搅拌机自行到达指定桩位，对中。
②制备浆液：深层搅拌机预搅下沉前，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液倒入集料斗中。
③喷浆搅拌下沉：启动深层搅拌机电机，待搅拌头转速正常后放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌边下沉，同时注浆泵供浆，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制，工作电源不应大于额定值。
④喷浆搅拌上升：深层搅拌要下沉到达设计桩底标高后，在桩底位置喷浆搅拌30S，再边喷浆边提升搅拌头，使浆液和土体充分拌和直到设计桩顶标高。桩顶下3米内按设计要求复搅。
⑤移位：重复上述四个步骤进行下一根桩的施工。
（二）级配碎石回填施工方案
1、材料选择：
1)采用天然级配的圆砾，其卵石粘径不宜大于50mm，含泥量小于5%，砂采用中砂，含泥量不大于5%，不含建筑垃圾、有机物质。圆砾与中砂配比按照设计图纸要求。设计未具体要求时可按卵石55%，中砂45%进行级配。
2)级配砂石含水率控制在8~12%。
3)圆砾与中砂进场前需经过检测合格，报经业主、管理工程师批准后方可进场使用。
2、工艺流程：
破除桩头→清理→测量放线、设标志→材料拌合→分层铺筑→漏水→夯实或碾压→找平验收
2、操作工艺：
4)破除桩头：按设计要去破除桩头0.5米至设计标高。
5)清理：清除松散土、杂质，铺设填层前先检查基土土质及深层搅拌桩是否按设计要求布桩等。
6)弹线、设标志：在地面上按照10米方格网设置标桩，找好标高，挂线，作控制铺填级配砂石垫层厚度的标准。
7)分层铺筑：
a、砂石进场后分开堆放，然后由装载机按照配合比进行拌合，一面拌合一面适当加水，拌合均匀后进行摊铺。铺筑砂石厚度为虚铺30cm，采用样桩控制，采用Z14振动式压路机碾压。
b、砂石宜铺设在同一标高的基土上，如氧化沟与沉淀池深度不同时可挖成斜坡形，接槎处的水平距离应错开0.5~1.0m，并夯分压实。
c、漏水：铺筑级配砂石碾压前，应根据其干湿程度和气候条件，适当洒水湿润，保持砂石的最佳含水量在8~12%之间。
d、碾压或夯实的遍数，由现场试验确定，作业时严格按照试验所确定的参数进行，压路机碾压一般不少于4遍，其轮距搭接不小于500mm。边缘或转角处应用蛙式打夯机补夯密实，振实后的密实度应达到95%以上。
e、找平和验收：施工时应分层找平，分层夯压密实，最后一层压实完成后，表面应拉线找平，并且要符合设计规定的标高。
f、雨期施工：砂石回填地基应连续施工尽快完成，施工中应有防雨排水措施，回填层范围内不得有积水，如遭雨淋浸泡，应尽快将积水排走。
g、质量控制：施工时应分层找平，夯压密实。砂石垫层以灌砂法检查其压实度。压实度合格后方可进行下一层的作业。
四、施工进度
本工程计划工期为92个工作日，各阶段施工时间可根据实际情况进行调整：
五、施工质量控制
1、质量保证项目
①深层搅拌桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比、水泥掺合比、外加剂的品种和掺量，必须满足设计要求。
②深层搅拌桩的深度、断面尺寸、整体稳定、桩身强度必须符合设计要求。
③级配碎石回填应分层找平，压实度达到设计要求。砂石垫层以灌砂法检查其压实度。压实度合格后方可进行下一层的作业。
2、质量保证措施
①深层搅拌机应基本垂直于地面，要注意平整度和导向架垂直度。
②深层搅拌叶下沉到一定深度后，即开始按设计配合比拌制水泥浆。
③水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛。为防止水泥浆离析，可在灰浆机中不断搅动，待压浆前才将水泥浆均匀搅拌。
④要根据加固强度和均匀性预搅，软土应完全预搅切碎，以利于水泥浆均匀搅拌。
⑤严格按设计确定数据，控制喷浆、搅拌、下沉和提升速度，不允许发生断浆现象。
⑥在成桩过程中，凡是由于停电造成成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌叶下沉半米再继续成桩。
⑦在搅拌桩施工中，根据磨擦型搅拌桩受力支点，可采用变掺量的施工工艺，即用不同的提升速度和注浆速度来满足水泥浆的掺入比要求。
⑧施工前应处理好基底土层，先用打夯机打一遍使其密实；当有地下水时，应将地下水位降低到基底500mm以下，铺设下层砂或砂石垫层厚度应比上层加厚50mm。
⑨级配砂石管基铺设必须严格控制材料含水量，每层厚度、碾压遍数，边缘和转角、接槎，按规定搭接和夯实，防止局部或大面积下沉。
⑩级配砂石管基铺设，应配专人及时处理砂窝、石堆问题，保证级配良好。
?坚持分层检查砂石地基的质量，每层砂或砂石的干密度必须符合设计规定，不合要求的部位应经处理，方可进行上层铺设。
3、质量管理措施
①建立以质量为核心的生产管理体系，成立质量管理领导小组，由工程负责人领导，技术负责人负责，建立质量监督、复核复查制度。
②开工前向全体施工人员进行一次质量意识教育，严格按设计要求和施工规程进行施工。
③严格控制材料质量，使用质量合格水泥，无厂家质量检验单和抽样不合格的水泥不准使用。
④每天对桩机工作量和水泥等材料用量作统计，发现喷浆量不足时，及时提出补救措施。
⑤每天检测钻头，小于730mm时及时更换并堆焊修复。
⑥工程竣工验收时，根据甲方、设计、质监站的要求进行桩基质量检验。
4、质量允许误差
深层搅拌桩质量允许误差应严格限制在如下表范围内：
六、质量检验
1、检验方法
1.1水泥搅拌桩成桩7天可采用轻便触探法进行桩身质量检验.
(1)检验搅拌均匀性:用轻便触探器中附带的勺钻,在搅拌桩身中心钻孔,取出桩芯,观察其颜色是否一致,是否存在水泥浆富集的"结核"或未被搅匀的土团.
(2)触探试验:根据现有的轻便触探击数(N10)与水泥土强度对比关系来看,当桩身1d龄期的击数N10大于15击时,桩身强度已能满足设计要求;或者7d龄期的击数N10大于30击时,桩身强度也能达到设计要求.轻便触探的深度一般不超过4m.
1.2水泥搅拌桩成桩28天后,用钻孔取芯的方法检查其完整性,桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度.每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位(宜取桩半径中心位置),送实验室做(3个一组)28天龄期的无侧限抗压强度试验,留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验,以测定桩身强度.钻孔取芯频率为1%～1.5%.
1.3如果某段或某一桥头水泥搅拌桩取芯检测结果不合格率小于10%,则可认为该段水泥搅拌桩整体满足要求;如果不合格率大于10%小于20%时,则应在该段同等补桩;如果不合格率大于30%,则该段水泥搅拌桩为不合格.
1.4对搅拌桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实.
2、外观鉴定
(1)桩体圆匀,无缩颈和回陷现象.
(2)搅拌均匀,凝体无松散.
(3)群桩桩顶齐,间距均匀.
3、实测项目
水泥搅拌桩质量检测项目如表
八、安全技术管理
①深层搅拌机冷却循环水在整个施工过程中不断中断，应经常检查进水和回水温度，回水温度不应过高。
②深层搅拌的入土切削和提升搅拌，负载荷太大或电机工作电流超过额定值时，应减慢升降速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能重新启动电机。
③深层搅拌机电网低于380伏时应暂停施工，以保护电机。
④灰浆泵及输浆管路。
⑤深层搅拌机械及起重设备，在地表土质松软环境下施工时，场地要铺石块、碎石，整平压实，根据土层情况，铺垫枕木、钢板或特制路轨箱。
九、结束语
本文通过对各种地基处理技术的全面对比，结合工程现场实际，从技术实用和经济等多方面全面考虑，采用换土垫层法对市某污水处理厂进行地基处理，取得较好效果，为类似工程提供了丰富的理论支持和实际经验。
参考文献:
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