某水厂扩建工程基础勘察分析及基础处理建议

黎曙光

摘 要： 本文对某水厂扩建工程基础进行了勘察分析，并对其基础处理提出了可行性建议，以供同仁参考。

关键词： 工程地质； 基础勘察； 基础处理建议

1. 工程概况

某水厂扩建工程项目包括2#气水反冲洗滤池（四期）、3#、4#平流沉淀清水池（四期）、脱水车间、排泥池、排水池、浓缩池及活性炭临时仓库。工程为地上一层，设计地面高程约14.40m（珠江高程）（相当于1985高程15.11m），水池开挖深度约3.0m～4.0m。工程拟采用框架结构，基础型式拟采用浅基础或桩基础。

场地地面现状∶本次勘察场地为南海第二水厂东北侧，局部为西北侧（活性炭临时仓库），场地为空地，西侧紧邻已投入运行1#、2#平流沉淀清水池（三期）及1#气水反冲洗滤池（三期），北侧紧邻已投入运行液体矾库及加药间，南侧为空地，东侧为空地或紧邻三环路。场地地形平整，场地北侧及东侧围墙附近仅见埋有地下高压线，其它管线不详或未见。

本次勘察目的是查明拟建场地地基的岩土层分布、厚度、埋深、岩土物理力学性质，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力，查明有无不良地质作用及其危害性，查明地下水的埋藏条件及评价有无腐蚀性等，为建筑物基础设计、基础施工、基坑工程方案作出论证，为设计部门提供相关地质资料。

2. 场地工程地质条件

建筑场地位于珠江三角洲平原腹地之古近纪残山间，地形地貌较简单，场地地形开阔平坦。地表主要为人工填土及残积物覆盖，属微丘地貌，地面高程为14.65m～15.35m。经钻探揭露，钻探深度范围内，本场地地基土由人工填土层（Qml）、第四系冲积层（Qal）组成，基底为古近系始新统华涌组（E2h）风化基岩，风化基岩埋藏深浅不一。工程地质综合剖面共分主层9层[①～⑨]，依次是①素填土、②淤泥质土、③粉质粘土、④残积粉质粘土、⑤残积粉砂、⑥全风化岩带、⑦强风化岩带、⑧中风化岩带及⑨强风化带。

（1）第①层素填土，局部分布，成分较简单，性质不稳定，均匀性稍差，属不均性土层，承载力低；（2）第②层淤泥质土为软土层，埋藏较浅，层厚较薄，呈流塑状，强度低，工程性质差，易发生剪切变形，在荷载作用下，易产生较大的沉降或不均匀沉降，属不良地基土。该土层呈零星状分布，属不均性土层；（3）第③层粉质粘土，呈可塑状，属一般地基土，承载力不大，不宜作拟建建筑物之桩基持力层。该土层呈零星状分布，厚薄及顶板深浅变化较大，属不均匀性土层；（4）第④层残积粉质粘土及第⑤层残积粉砂，呈可塑—硬塑状或稍密—中密状，属一般地基土，具一定承载力，可作为拟建物浅基础持力层，不宜作拟建建筑物之桩基持力层。该两层土于场地局部分布，层厚不均匀，埋藏深度不均匀，属不均匀性土层；（5）第⑥、⑦、⑨层全、强风化岩场地分布广，总体层厚较厚度，具有较大的承载力，可作预制桩基础持力层。本岩层层厚及岩层顶面深浅变化均较大，垂直方向风化程度强弱不一，力学性质有明显差异，均属不均性岩层；（6）第⑧层中风化岩层，承载力高，可作嵌岩桩基础持力层。该岩层顶板埋藏深度变化较大，岩性种类较多，局部风化不均匀，属不均性岩层。

综合分析，本场地地基局部存在薄层软土层，土层分布不均匀，下部风化基岩属极软—软岩，基岩软硬夹层较发育，总体评价本场地地基为不均匀地基。

3. 场地水文地质条件

拟建工程场地局部存在水塘（见钻孔ZK10、ZK11），水深约1.50m，场地其它地段内地表水不发育；场地周边河道距离场地远，对场地的影响小；场地地表水主要受大气降雨补给及场地西侧已运行平流沉淀清水池（三期）补给，地表水对地基土承载力有影响。钻探时测得初见水位为1.10m～1.50m，高程13.33m～14.12m。终孔24小时后实测地下水位埋深为1.20m～1.60m，高程13.28m～14.02m，地下水位变化幅度为0.05m～0.10m。由于受地形、施工残留的泥浆水或降水影响，地下水埋深有差异，所测地下水位是勘察期间的水位，不能代表本场地的长期稳定水位，更不是构筑物设计使用年限内可能产生的最高水位。

为了查明拟建场地的地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋有无腐蚀性，勘察期间于ZK8、ZK30钻孔取2件水分析样。场地第四系孔隙水水量较贫乏，场地基岩裂隙水水量较丰富，场地及附近未发现污染源。地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性；场地土对混凝土结构具微腐蚀性，对鋼筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性、对钢结构具有微腐蚀性，根据《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）要求，应做好防腐蚀处理。

4. 基坑开挖与支护建议

4.1 基坑安全等级。本工程拟建气水反冲洗滤池、平流沉淀清水池、排泥池、排水池、浓缩池需开挖一定深度，池底板设计高程约为11.0m～12.0m，基坑开挖深度约为3.0m～4.0m。基坑周边多为空地，局部场地西侧或北侧靠近厂区道路或已有建筑物；基坑开挖深度约为3.0m～4.0m，对比现有地面高程基坑属浅基坑。基坑深度范围内需开挖土层主要为第①层素填土、第④层残积粉质粘土、第⑤层残积粉砂、第⑥层全风化岩（主要为泥岩及泥质粉砂岩），局部基坑深度范围内需开挖土层为第②层淤泥质土、第③层粉质粘土及第⑥层全风化岩（粉砂岩及砂岩）。基坑安全等级为三级。

4.2 基坑稳定性评价。基坑周围具备堆放土料的条件。根据上述基坑深度范围内所开挖土层工程性质总体较好，大部分基坑深度范围内地下水水量较贫乏（主要为第四系孔隙潜水），局部较丰富（砂岩类裂隙水），地下水位较高，埋深在1.20m～1.60m之间，标高在13.28m～14.02m之间；按类似工程的地方经验、结合本场地工程地质条件、设计地坪标高和场地周边环境可知，场地大部分基坑开挖边坡稳定性较好，基坑不易出现崩塌、滑移破坏或基坑边坡失稳，局部存在较厚第①层素填土及第②层淤泥质土部位易出现崩塌、滑移破坏及基坑边坡失稳。

4.3 基坑开挖与支护方案。根据基坑场地的周边情况，基坑开挖与支护建议采用分级放坡直接开挖，坡底打入桩板桩支护，坡面保护可采用水泥抹面抹砂浆或喷锚挂网支护，采用明沟（井）排水即可；局部靠近已有构筑物北侧及西侧进行钢板桩支护或水泥土搅拌桩止水。放坡坡度（坡高比）宜为∶素填土为1∶1.25～1∶1.50，粘性土（粉质粘土、残积粉质粘土）为1∶1.00～1∶1.25，砂土（残积粉砂）为自然休止角，全风化岩为1∶0.75～1∶1.00。

基坑开挖时对基坑周围地面进行抹砂浆、设置排水沟等地面防护措施，防止雨水渗入基坑，影响基坑稳定；基坑底部应做好排水措施，可采用集水井、或明、暗沟排水，防止基坑底隆起，以确保施工安全。基坑开挖前需编制专项基坑支护方案，组织有关专家评审通过后实施。

本基坑安全等级为三级，基坑开挖对周边建筑、道路、地下管线有一定影响。建议在地下室基坑施工期间，委托有资质的专业队伍制定监测方案并进行监测，建立严格的监测网，对施工全过程的基坑安全及周边环境进行严密监测，及时把信息反馈给设计和施工单位，及时对基坑支护方案进行优化，确保基坑安全和合理施工。

4.4 设计抗浮水位。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）关于地下水力学作用的评价规定，对于地下结构物，应考虑在最不利组合情况下地下水对结构物的上浮作用，原则上按设计水位计算浮力。本次勘察所测地下稳定水位埋深在1.20m～1.60m之间，即标高13.28m～14.02m之间；这是勘察期间的水位，不能代表本场地的长期稳定水位，更不是建筑物設计使用年限内可能产生的最高水位。根据广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）的相关规定，设防水位应取拟建筑物的室外地坪标高，即相当于绝对高程约15.00m（1985高程）。建议对地下室进行抗浮稳定性验算，当地下室自重及地面上作用的永久荷载标准值的总和不能满足式W/F≥1.05要求时，应采取抗浮措施；为安全起见，建议地下室采用抗浮锚杆或抗浮桩，建议选用钻孔灌注桩或旋挖灌注桩作为抗拔桩。

5. 结论

本项目工程重要性等级为二级；建筑场地为中等复杂场地，场地等级为二级；地基为中等复杂地基，地基等级为二级。岩土工程勘察等级为乙级。根据国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008），场地抗震设防类别为重点设防类（乙类）。本场区地质构造相对稳定，无岩溶、滑坡及全新活动断裂等不良地质作用。本场地处于地质构造相对稳定区，属相对稳定地基，工程地质条件较复杂，在充分考虑不良地质作用与特殊性岩土，并采取相应的措施，适宜本工程建设。基坑开挖与支护建议采用分级放坡直接开挖，坡底打入桩板桩支护，坡面保护可采用水泥抹面抹砂浆或喷锚挂网支护，采用明沟（井）排水。拟建（构）物基础建议首选采用天然地基浅基础或复合地基基础，若上述基础不能满足设计要求，可采用钻（冲）孔灌注桩或旋挖灌注桩，以稳定的中风化岩作桩基础持力层。

参考文献：

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