某开发区净水厂扩建工程新建清水池基础方案比选

第8期（总第160期）地基工程■某开发区净水厂扩建工程新建清水池基础方案比选林鸿辉（徐州中国矿大岩土工程新技术发展有限公司，江苏徐州221008）摘要本文结合实例介绍了扩建工程中新建与原有构筑物相邻的设计思路与施工方法，显示了基础设计方案与处理方式对保证工程安全性的重要作用，为今后类似的工程设计积累了经验。关键词岩土工程；扩建；毗邻布置；设计思路；施工安全0引言在扩建工程中，新建构筑物与原有构筑物的毗邻布置，其基础工程设计与施工质量的优劣，直接关系到自身与原有构筑物的安危，合理选择基础型式是工程设计中必不可少的一个重要环节。仔细分析工程所在场地地质条件，了解地基土特性,是结构基础合理选型的先决条件，而结合原有构筑物结构特征,合理选择基础型式,准确把握基础的不均匀沉降及影响，对提高整个工程的可靠性,降低工程造价,保证施工工期,具有非常重要的意义。1工程概况本开发区位于福建省漳州，九龙江入海口以南，区内存在大量填海造地形成的建筑场地，本工程正是位于此类建筑场地，工程地质条件较为复杂。拟建清水池（以下称清水池②）平面尺寸为14.6m×126.0m长方形，设计基础底面标高为黄海高程4.20m。其北侧相距约5m为已建清水池（以下称清水池①），清水池①于1998年建成并投入使用，其基础底标高为黄海高程4.20m，地基采用砂垫层处理后的复合地基。拟建清水池②东面和南面紧临厂区道路，西面为空地，并且其东、南、西三面均分布有使用中的工艺管，且距离较近，其平面位置详见图1。图1总平面图2工程地质情况本场地位于海陆交互地带，后经人工堆填整平，现地面标高为黄海高程7.40~8.00m，平均约7.60m。场地内分布主要土层有碎石填土①、土状强风化花岗岩②、碎块状强风化花岗岩③，其中碎石填土①为本开发区典型地层，其成份主要为碎块石、花岗岩风化而成的残积粘性土及中粗砂；碎石粒径一般为10~45cm，局部为块石，粒径超过3m；碎块石含量一般为45%~60%，该层整个场地均有分布，层厚3.5~8.7m，平均厚度5.7m。碎石填土①堆填时间约3年，未经系统压实，密实度差，均匀性差，不可直接作为基础持力层。土状强风化花岗岩②及碎块状强风化花岗岩③工程地质性能均较好，承载力特征值分别为400kPa、550kPa。本场地内主要土层均分布有较多中微风化花岗岩球状风化体（孤石），此亦为本区地层的典型特点。另外土状强风化花岗岩泡水易软化。拟建场地土层均为中等透水土层，地下水主要为孔隙（裂隙）潜水，赋存于碎石填土层和花岗岩风化层中，水量较为丰富，地下水位为黄海高程4.34~4.50m，对基础施工影响较大。场地典型地质剖面图详见图2，土体主要物理力学指标详见表1，桩基设计参数详见表2。图2典型地质剖面图表1土体主要物理力学指标表2桩基设计参数表--69··2014年■地基工程3基础方案比较拟建清水池基础底面标高为黄海高程4.20m，按主体结构荷载计算，地基土承载力特征值需达280kPa。根据场地地层分布情况，碎石填土①平均厚度5.7m，层底标高为黄海高程0.60~4.11m，多数地段低于基础底标高，故基础方案可考虑地基处理方案或桩基础方案[1][2]。地基处理方案可采用换垫层法，挖去碎石填土①，采用砂石填料分层碾压夯实。当采用换垫层法进行地基处理时，挖土碎石填土①将形成局部深度达7m的基坑，这对工程建设非常不利，主要表现在以下几个方面：第一，清水池①与拟建物平面距离仅5.0m，基坑开挖将威胁使用中的清水池①的安全，一旦基坑失稳或产生过大变形都可能破坏清水池①的结构。第二，碎石填土①渗透系数较大，而现地下水位标高位于黄海高程4.30m，高于清水池①的砂垫层顶面，基坑局部降水可能使清水池①的地基产生不均匀沉降。当地下水控制采用隔水措施时，基坑侧壁的局部渗漏可能影响清水池①砂垫层的稳定。第三，深基坑支护费用较大。综上，采用换垫层法进行地基处理的基础方案对周边建（构）筑物影响较大。桩基础方案可考虑采用冲孔灌注桩或人工挖孔桩，前者宜采用碎块状强风化花岗岩③作为桩端持力层，后者可采用土状强风化花岗岩②或碎块状强风化花岗岩③作为桩端持力层，单桩承载力均容易达到要求。两种桩型各有优点和缺点，在本地区均被大量地采用。对于本场地，冲孔灌注桩最大的优点在于：其施工机械穿透岩土能力较强，可穿过本区土层中大量存在的中微风化花岗岩孤石；其施工过程中对已经建成使用的清水池①及周边的管道线路影响较小。冲孔灌注桩的施工难点在于控制孔底沉渣厚度和确保水下灌注混凝土质量，另外其施工工期相对较长，造价相对较高。对比冲孔灌注桩，人工挖孔桩的优势在于其工期短，造价低。对于土层中大量存地的中微风化花岗岩孤石本地区采用静态爆破技术给予解决。人工挖孔桩需保持干作业施工，其最大的问题在于地下水控制，降水或止水的不利因素与地基处理