强夯法处理青岛某污水处理厂填土及软土地基.doc

强夯法处理青岛某污水处理厂填土及软土地基 重庆水处理设备前言青岛李村河污水处理厂是利用亚行贷款建造的二级污水处理厂， 1期工程处理能力/ d.该厂位于胶州湾东岸，李村河入海口东南侧场地原为海滩，由河堤与海堤围成天然水塘该场地被确定为污水厂厂址后进行了大面积回填由于条件所限，原塘底淤泥层未清除，回填土包括山积土，粘土，建筑垃圾和少量生活垃圾等根据规划和工艺流程需要，厂区设计地面高程为一、厂区土层分布情况第1层：人工填土主要为新近回填的杂填土，包括粘土、部分建筑垃圾、花岗岩碎石、碎屑及局部夹杂有大块石等厚度为1 0m.结构松散，极不均匀，不能直接作为基础持力层　　第2层：中粗砂混淤泥中粗砂与淤泥呈夹层状，层厚0 2. 30m，饱和，松散~稍密，f = 80kPa.该层表层大部有40 80cm厚淤泥夹泥炭层　　第3层：淤泥质粉质粘土混中粗砂厚度1 5190m，软~流塑，欠固结，为高压第4层：含有机质粉质粘土厚度0结，中等压缩性　　第5层：粉质粘土厚度0 2. 20m，可厂区回填后地面标高为9 2m.　　抗浮设计最高地下水位： 0m.　　二、地基处理方案的选择在对土质条件进行了深入分析并与施工相结合的基础上，对地基处理的方案进行了综合的分析和比较。

针对不同的建筑（构筑）物的结构形式，埋深条件，基底压力和抗浮条件，采用了3种不同的处理方案　　11综合楼、候工楼、机修仓库、鼓风机房、脱水机房、初沉池及35kV变电站等基底埋深较浅的单体，采用连续强夯法进行地基处理这些单体基底以下有3 4m杂填土，通过强夯，杂填土的强度可大幅度提高，其下卧的软土层也能有所改善从而，满足上部结构对地基承载力和变形的要求该方案与碎石桩或桩基方案相比其优势为：能有效提高承载力，降低沉降效果好并且施工速度快，缩短工期再则是造价低，节省投资　　21对于二次沉淀池（ 38m直径）等埋深较大的构筑物采用换土垫层的处理方案二沉池基底标高为 0130m，该处位于第2层土顶面由于本池基底压力不大，第2层土天然地基承载力已满足要求基坑开挖后，发现基底有一薄层泥炭层，将泥炭层清除，采用砂石垫层处理　　7105m，共2座，是大型水池该池池底标高为0m.本池基底坐于回填土层内，但距第2层中粗砂混淤泥层较近为了达到整体最优效果，本池底板结构方案与地基处理方特种结构第17卷2000年第4期案必须同时考虑根据本池的具体条件，并考虑到抗浮问题，对下列方案进行了综合比较　　（1）换砂石土垫层方案。

此方案为池底板采用等厚度弹性地基板，基底以下杂填土层及第2层土顶面的淤泥夹泥炭层均挖除　　然后，以青岛地区的强风化花岗岩石屑分层碾压回填回填的厚度在0 0m左右在开挖及回填过程中须采取降水措施　　同时，池底板作为受力板其配筋量较大　　（2）碎石桩加强夯方案碎石桩及强夯施工在青岛应用较多，但两者同时使用较少，不过在已建成的青岛海泊河污水处理厂工程中有过成功的采用此方案的出发点是通过碎石桩（井）的作用，一方面是对地基有所挤密，但更重要的作用是作为排水通道，缩短排水距离以便于强夯时所产生的超孔隙水压力得以快速消散，为强夯能量发挥作用创造条件尤其对于第2， 3层淤泥含砂土层，因其渗透系数较低，如直接采用较大能量的强夯，由于孔隙水压力消散较慢，将使每遍强夯的间隔时间延长很多并易于产生橡皮土为此，采用直径400mm碎石桩，桩端应进入砂砾层300 500mm桩长度约11m.此方案中施工碎石桩时可在现地面进行，上部3m不填碎石强夯施工时，要求基坑开挖至标高m，同时降低地下水位至起夯面下3m.在此前题下，池底板采用池壁下条形受力底板，中间构造底板方案，构造底板上用毛石砼配重抗浮构造底板下碎石桩采用2m　2m网格布置，在受力底板下碎石桩略加密，采用　m中心加一点的梅花布置。

要求条基下处理后的地基承载力达到f（3）水泥搅拌桩或旋喷桩方案基坑开挖至设计标高后进行桩基施工桩的长度应穿透淤泥质土层和淤质粘土层，进入粉质粘土层，桩长为810m.池底板结构方案与第2方案基本相同条形底板下的桩需加密，以使复合地基承载力达到f上述3个方案各有特点，换土方案技术难度低，施工简单方便，但剩余沉降量较大，综合费用为万元碎石桩加强夯方案施工技术要求高，影响因素多，但沉降量较小，费用低，综合费用为万元桩基方案施工难度较高，但后期沉降最少，费用高，经计算综合费用为364万元根据以上技术及经济方面的比较，结合以往工程的成功经验，最终选择了综合费用较低的碎石桩加强夯方案三、强夯地基处理的试验与施工11对于场区内埋深较浅建（构）筑物如综合楼、候工楼、车库、35kV变电站、脱水机房、鼓风机房及初沉池等多个单体，均采用强夯处理　　在大面积强夯开始前，先选择体量较小的车库进行试夯采用1200kNm能量（ 13t圆锤，落距912m）先主夯2遍，夯点布置为5m　5m，每点夯3 5击第2遍与第1遍夯点错开半格， 2遍强夯间隔时间为2周第1遍要求最后2夯平均夯沉量小于10cm，第2遍要求最后2夯平均夯沉量小于5cm.然夯后2周进行了动力测试，结果第1层土的干容重由35提高到25，重型动力触探击数N6由提高到1.承载力达到= 10MPa.第2层土上部的重型动力触探击数由提高到，承载力由f测结果，回填土的夯实效果较好，承载力达到150 180kPa，该层下的第2层软土的上部承载力也有明显提高。

整个强夯的累计平均沉降量为54cm.但试夯的影响深度未达到预期的深度　　根据试夯情况，在进行综合楼、候工楼强夯时把第1、2遍强夯能量加大到1600kNm，以求加大影响深度其它参数基本不变夯后进行了动测和载荷试验其回填土承载力达f = 180 kPa，第2层土承载力也达到100kPa.强夯有效深度也达到5m以上　　在以后的机修仓库、初沉池、鼓风机房等构筑物的强夯中基本采用了综合楼的强夯方案　　由于各处回填土的厚度和成份有所不同，根据每遍夯击的沉降情况，对夯击击数进行现场调整各单体强夯完成后均进行了检测，检测结果表明，承载力绝大部分达到设计要求，第1， 2层土的变形模量也有较大提高　　有些单体因局部粘土的含水量过大，夯后承载力较低，设计中采用了局部换土后补夯的措施，经检测效果较好　　21生物池因其池体大，池内水位深，结构重要性强，因而，对其地基的处理也特别重特种结构第17卷2000年第4期视经综合比较而确定的结构和地基处理方案对地基的承载力要求较高，尤其受力底板下的地基承载力要求达到f需尽量减少地基的沉降变形，这就对地基处理提出了更高的要求因此，结合浅基础强夯积累的经验，本池对碎石桩条件下的强夯能量进行了适当提高。

以期通过加大强夯能量，从而使第2、3层软土得到更加有效的加固，从而显著提高地基承载力和压缩模量，减少地基沉降量　　施工时，首先在自然地坪上施工振冲碎石桩，碎石桩长度1m，使其桩端达到砂砾层内其地表以下3m不需填碎石在实施过程中因表层土中有部分大块石使振冲钻进困难，后改为先挖掉2m深表层土，再施工碎石桩碎石桩施工完后进行强夯，同时将地下水降至强夯面以下3m以上，以保证强夯效果强夯前首先进行了局部试夯，试夯能量为2500kNm.夯点布置为6m　6m方格网，第1遍与第2遍夯点错开3m，每点夯击击数为6 8击2遍强夯间隔时间为7 10d.第1遍以最后2击平均夯沉量小于10cm为停夯标准第2遍以最后2击平均夯沉量小于5cm为停夯标准试夯区因工期紧迫只做了2遍点夯然后采用动测方法进行了检测检测表明，第1层土承载力达到= 11. 4kPa，第2层土承载力达到f能也有明显改善和提高强夯平均沉降为50cm.由于没有进行小能量满夯，因而土层的均匀性较差检测距强夯时间另仅1周，土体还没有完全恢复，因而第2层土强度稍低据此推测，经过一定时间恢复，第2层土强度将有一定提高，应能达到设计要求因此，试夯能量和夯点间距以及单点击数是合适的，可以按此参数进行施工。

　　在按照试夯参数进行强夯施工中，由于大面积回填土很不均匀，因而，强夯中根据具体情况现场调整单点击数大能量点夯2遍之后，将地表土挖至距基底016m，然后，以1200kNm能量进行第3遍强夯强夯点网小能量满夯1遍每点2击夯后对地基进行了全面检测，检测采用了重型动力触探结合钻孔以及静力载荷试验等方法静力载荷试验共做4个， 3个在桩间土上， 1个在碎石桩上载荷板尺寸为m　1. 0m，静载荷试验点全部设在受力底板范围内试验点处局部开挖以使载荷板标高与池底标高相同静载试验结果为桩间土f均达到设计要求重型动力触探结果表明，强夯后大部分地段强夯效果较好，地基承载力能达到设计要求，但也有几处局部地段效果不理想其检测结果为受力底板下承载力达到f = 105 165kPa，构造底板下承载力达到f = 8617 143kPa，碎石桩处承载力= 270kPa.承载力较低部位主要是淤泥层埋深较浅的部位，土层距起夯面太近，受扰动较大，强度较低，不能满足设计要求根据现场情况，检测后将土层清理并推平至设计标高对于承载力未达到设计要求的地段采取换土处理，土料采用当地丰富的山积土，换土厚度为0180 0m.然后，对回填土采用600kNm小能量强夯3遍，夯后经动力检测受力底板下均达到设计要求的f强度指标，构造底板下均达到f度指标。

最后，对整个基底采用振动碾压机碾压找平　　四、使用效果生物池因其体形很大，施工周期较长，因此，也为强夯后土体的强度恢复提高提供了条件在池体满水试验的过程中进行了沉降观测，实测的沉降值仅5mm左右至今，该水厂已正式运行3年，综合楼、35kV变电站、鼓风机房、初沉池、二沉池及生物池等各单体运行良好未出现由于不均匀沉降而引起的不良现象实践证明采用强夯处理杂填土地基效果是显著的，而对于淤泥含砂下卧软土层，通过采取适当排水措施，强夯处理也是可行的，并且是经济实用的由于本工程受工期制约，导致强夯间隔时间较短，如能适当延长间隔时间，对淤泥含砂土层的加固效果会更好一些本工程中大量采用强夯法处理地基使地基处理的成本大大降低，为本工程大量节省投资创造了条件。