1、工程介绍及地基处理内容

 

　　猎德污水处理厂四期工程日处理污水56万m3/d，另外包括66万m3/d的初雨处理，总量基本与前三期工程日处理量相当。猎德污水处理厂四期工程进出水工程包括基础工程、2m*1m的进水渠箱、一条DN2200出水管道以及附属工程，为了节省工程用地，进水渠箱和出水管道采取叠加的形式，基坑最深6米多，场地两旁2米处有一座变电站和前三期的提升泵站，而且附近管线众多复杂，无法进行大开挖施工，故采用水泥搅拌桩止水、支护桩加梁进行支护的方法进行基坑开挖。

 

　　猎德污水处理厂四期工程进出水工程建设过程中的地基处理主要涉及以下四个方面：进出水口地基处理、各区段（共三段）地基处理、提升泵站连接口地基处理、保护环境地基处理。其中前三项地基处理是为了确保工程质量；后一项是有效地控制由于施工引起的周围土层的移动，保护邻近建(构)筑物、管线等设施的安全而采取的措施。

 

　　2、地基加固常用的方法及工程中实际应用

 

　　地基加固常用的方法有：降水、换填、注浆、搅拌桩和支护桩四类。针对不同地基情况，以及基坑保护等级的不同，选择其中的一种或几种处理方法对地基进行加固。

 

　　2.1基坑支护

 

　　搅拌桩和支护桩在基坑中组合运用既能达到施工时支护和止水的作用，又能作为基坑的永久结构，故在猎德污水处理厂四期工程进出水工程基坑开挖前选用了水泥搅拌桩和钻孔灌注支护桩的施工，以此达到支护和止水的目的。

 

　　2.1.1水泥搅拌桩

 

　　水泥搅拌法地基加固是饱和软土地基的一种常用加固方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理—化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。而且搅拌越充分，土块被粉碎得越小，水泥分布到土中越均匀，则水泥土结构强度的离散性越小，其强度也最高即止水性越好。

 

　　水泥搅拌桩虽然在基坑施工中只起辅助作用，但其施工质量直接影响到基坑开挖速度及施工周围环境的稳定，如果水泥搅拌桩施工质量好止水效果好，在之后的施工过程中可以省去注浆这一工序。由于雨水较多等其他因素的影响本工程的水泥搅拌桩施工未能达到预期效果，故不可避免要进行注浆止水。

 

　　2.1.2钻孔灌注支护桩

 

　　钻孔灌注支护桩具有施工设备简单、所需作业场地不大、振动小、成本低等优点，特别适合于开挖较大基坑以及邻近有建筑物、不允许放坡、不允许附近地基出现下沉位移时采用。钻孔灌注支护桩关键工序有成孔、钢筋笼制作、清渣、下钢筋笼及灌注水下混凝土等。由于桩孔不大，故成孔、钢筋笼制作均容易掌控，而下钢筋笼及灌注水下混凝土的要求相对要高点。下钢筋笼时应注意以下问题：首先下钢筋笼时必须保证钢筋笼垂直且不能左右晃动，避免碰伤孔壁，造成塌孔等质量事故；其次焊接两相邻钢筋笼时，必须先将后钢筋笼吊起保持垂直，并按照先点焊再补焊的方法进行焊接；再次是在钢筋笼就位后必须将其固定，防止出现下沉或上浮；最后是在灌注混凝土是防止钢筋笼上浮，避免桩底素混凝土层过厚，造成桩基承载力下降。

 

　　由于本工程施工场地狭小而且位于广州珠江新城严管地带，故灌注水下混凝土关键因素是混凝土的初凝时间与混凝土车进出场地时间的确定。为了加快工程进度，比较各种方案，采用了初凝时间短的混凝土，并申请夜间连续施工的方法，顺利地完成了二百多条支护桩的施工。

 

　　2.2降水与防水注浆

 

　　2.2.1降水

 

　　基坑内降水之所以被作为一种地基加固方法，是因为其结合相应的施工控制方法固结地基提高承载力，从而提高基坑抗变形能力，达到稳定基坑的效果。降水又很大程度上方便了施工，故被广泛运用于工程施工之中。

 

　　降水对土体性质的改变体现在抗剪强度的提高和流变性的减少两个方面。饱和粘性土层孔隙中的地下水主要是自由水和结合水组成，结合水受到静电吸引和分子引力等作用，牢牢地吸附在粘土颗粒周围而不能自由活动，结合水具有较大的抗剪强度，它在土体中的含水量相当于液限。因此降水主要是使土体的自由水流失，使软土层从原来的饱和流塑状态变成非饱和软塑状态，从而减少了土体的流变性。本工程采用了水泥搅拌桩止水及防水注浆（见下文），故基坑降水量少，主要水源为雨水及施工用水。

 

　　2.2.2防水注浆

 

　　根据水泥土的加固机理分析，由于搅拌机械的切削搅拌作用，不可避免地会留下一些未被粉碎的大小土团，在拌入水泥后将出现水泥浆包裹土团的现象，而土团间的大孔隙基本上已被水泥颗粒填满，因此在加固后的水泥土中形成一些水泥较多的微区，而在大小土团内部则没有水泥，因此在水泥土中不可避免地会产生强度较大和水稳性较好的水泥石区和强度较低的土块区，两者在空间上相互交替，从而形成一种独特的水泥土结构。由于水泥搅拌桩施工时上述问题的存在而影响了其止水效果，因此只能通过二次补强即注浆来进一步改善基坑的止水效果。

 

　　考虑到此次注浆主要目的是为弥补部分止水效果较差的水泥搅拌桩群，而且外层又有灌注支护桩的保护，故结合基坑开挖以及施工降水，当坑壁出现渗水量大以及流砂现象时采取防水注浆，并根据上两种情况严重程度来确定注浆深度。特别提到的是，有些现场施工人员为节省成本，往往用砂袋填堵的方式来处理渗水和流砂，此方法在紧急情况下可以采用，如果用来代替其它止水方式就行不通了：首先砂袋重量大，加大了基坑壁的负重；其次砂袋体积较大，挤占了本来工作面就狭小的基坑面；最后渠箱及管道施工等工序需时长，砂袋间空隙在承压水的作用下，难免出现渗水。

 

　　2.3坑底换填

 

　　换填作为地基加固处理，以其成本低、方法简单等优点被广泛应用于工程建设中。换填又称换土法，所谓换填是指将基低范围内的软杂土清除，用稳定性好的土、石回填并压实或夯实，从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。本工程基坑位于原绿化带上，土质流动性大，而且夹杂很多建筑垃圾和生活垃圾，不能满足基低承载力的要求，为此要进行软基处理。为加快施工进度，工程采用了换填的方式进行处理，首先清除基地表面的软杂土，再用级配碎石回填压实，然后铺素混凝土垫层。换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点，故在施工条件允许且又能达到设计要求的情况下应优先选用换填进行地基加固处理。

 

　　除了为了改善地基承载力，当地基出现超挖时，垫层的下卧土层发生扰动，降低了基底软土的强度，使超挖层与附近地层的承载力出现偏差，容易造成构筑物不均匀下沉，此时也可以运用换填等方式来进行地基加固处理。之所以出现超挖，很大程度上是因为作业人员为求方便快速，利用机械直接开挖到设计标高造成的，故开挖施工时应严格按着施工规范进行，即机械开挖基坑时，预留30～50cm的土层由人工清理。对超挖的处理方式一般有：如标高允许的话，适当调整垫层的标高，由人工清理掉基坑底的扰动软土，再进行垫层施工；当标高无法调整时，可以对附近地层进行人工开挖找平，再利用级配碎石回填压实的方式进行处理。本工程由于基底石块多且大，在清除石块时不可避免地扰动了垫层的下卧土层，但基层素混土垫层较厚，在经验算合格和报请监理及设计单位批准后，变薄素混凝土垫层，再用级配碎石回填压实的方式进行地基处理。

 

　　3、结语

 

　　人与环境和谐与否很大程度上体现了城市管理者城市管理水平，面对日益严峻的水环境问题，污水处理工程建设任务紧迫而繁重，地基处理作为污水处理工程的核心内容，如果处理不当将造成周围土层移动，进而危及周围的建筑物、道路管线等设施的安全，对人民的生命财产造成损失。以上介绍的只是污水工程建设中常用的几种地基处理技术，在当今各种技术不断更新与发展过程里，我们要在不断的实践中吸取经验，以期研究总结出更新更好的地基处理技术，为城市基础设施建设提供更可靠的保障。

 

　　参考文献：

 

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　　[2]项新立.浅谈基坑工程的施工和管理[J].建设科技，2009.

 

　　[3]黄小华，陈侨.浅谈选择地基处理的方法及应注意的问题[J].科技信息，2008.

 

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　　[5]龚晓南.地基处理手册(第二版)[M].中国建筑工业出版社，2000.8.