莊克顏
(青島李村河污水處理廠)

　　青島李村河污水處理廠是利用亞洲開發(fā)銀行貸款建造的二級污水處理廠，一期工程處理能力為8×10⁴m³/d。該廠位于膠州灣東岸，李村河入海口東南側，場地原為海灘，由河堤與海堤圍成天然水塘。塘底有淤泥層，含大量有機質，原塘底標高約1.0m。該場地被確定為污水廠廠址后進行了大面積回填，由于條件所限，原塘底淤泥層未清除。根據工藝流程需要，廠區(qū)設計地面高程為4.20 m。生物池的地基經處理后，設計要求的地基承載力是f_k＝140kPa。

1 廠區(qū)土層分布情況

　　第1層：人工填土
　　主要為近期回填的雜填土，包括部分建筑垃圾，局部含大塊石，厚度1.1～4.8m，層底標高-2.44～0.1m，松散，f_k＝60 kPa。
　　第2層：中粗砂混淤泥
　　中粗砂與淤泥呈夾層狀，厚度0～2.3m，層底標高為-3.94～-0.75m，呈灰黑色、飽和、松散稍密，該層表層有約40 cm淤泥，f_k＝80kPa。
　　第3層：淤泥質粉質粘土混中粗砂
　　厚度1.1～5.9m，層底標高為-7.31～-3.38m，灰色、飽和、軟、流塑，為高壓縮性、高靈敏度土，W＝32.2%，f_k＝80kPa，E_S＝3.4MPa。
　　第4層：含有機質粉質粘土
　　厚度0～2.2m,層底標高為-6.45～-3.77m，濕、軟、可塑，W＝27.4%，f_k＝100kPa，E_S＝5.0MPa。
　　第5層：粉質粘土
　　厚度0～2.3m，層底標高-8.31～-5.34m，濕、可塑，W＝23.1%，f_k＝120kPa，E_S＝3.4 MPa。
　　第6層：砂礫層
　　厚度18.10～21.60m，f_k＝400kPa。

2 地基處理方案比較

　　本污水處理廠設計有兩個平行的大型生物池(120m×50.2m×7.03m)，壁厚為350mm，設扶壁柱，池底板厚800mm，其中池中心部分底板厚400mm，上設400mm厚毛石混凝土配重層。池壁下條形底板基礎為受力部分。
　　生物池墊層底標高為0.1m。由地質分層情況可知，池底板在回填土層內，但已接近層底，距淤泥層的高度約為80cm。根據雜填土情況及下臥層條件，此池不能采用天然地基，下面介紹地基處理方案。
2.1 換砂石土墊層
　　可用青島地區(qū)的強風化花崗巖石屑，降水后換填土，分層碾壓或采用小能量強夯，墊層壓實后根據現(xiàn)場勘測情況，換填厚度平均為2.50m，其地基處理費用如下：
　　① 降水采用Ø 400mm、深為17m管井，井間距11m，共36口井，單井造價5000元。
　　　　　　36×5000＝180000 元
　　② 換填墊層
　　　　　　(120+8)×(50.2+8)×2×2.5×26×1.2×1.1＝1 278 351.36元
　　③ 分層碾壓或小能量強夯(60 KNM)
　　　　　　(120+8)×(50.2+8)×2×7＝104 294.4元
　　④ 因第2、3層土f_k＝80 kPa且壓縮性較大，經計算池中心最大池降將達15～19cm，須采用整體式受力底板，經計算比構造底板多用200t鋼筋，200×2700＝540000元。
　　　　　　①+②+③+④＝210.26萬元。
　　該方案可以就地取材，施工簡便，能夠有效地提高地基承載力，減少沉降量，并加速軟弱土層的排水固結，但在施工過程中容易擾動軟弱下臥層，以至在構筑物的作用下產生很大的附加沉降。
2.2 碎石樁+強夯方案
　　在原有地坪上施工碎石樁，鉆孔深度11m，向孔中灌入碎石樁，完工后開挖土方并同時降水，土方開挖至標高2m后，進行2 000KNM能量強夯施工，使強夯作業(yè)面距地下水位及淤泥層的距離>2.0m。
　　該方案造價為：
　　① 降水36×5000＝180000元
　　② 碎石樁4470×150＝670500元
　　③ 強夯(120+8)×(50.2+8)×2×19.2＝286064.64元
　　①+②+③＝113.66萬元
　　碎石樁及強夯施工在青島地區(qū)已多次應用，積累了豐富的施工經驗。采用碎石樁能穿透第2、3、4 層土，從而形成有效的施工通道，加速地基的固接沉降速度，提高地基的整體穩(wěn)定性，但因第1層雜填土中含有大塊石，給碎石樁施工增加了難度。采用強夯施工能提高地基的強度并降低其壓縮性，能改善其抵抗振動液化的能力并消除土的濕陷性，但因我廠第2、3、4層土的塑性指數(shù)I_p＞10且第2層土中局部含有淤泥，會在一定程度上影響強夯的處理效果。
2.3 水泥攪拌樁或粉噴樁方案
　　據廠區(qū)地質資料，樁體應穿透第2、3、4層，樁長為6m，若要滿足地基要求的承載力150kPa，則根據R_sp＝ac×R_sp+(1-ac)R_s，灰土置換率ac＝(R_sp-R_s)/(R_p-R_s)＝(150-80)/(450-80)＝0.19，取ac＝0.20以形成復合地基。
　　若樁徑為500mm，攪拌樁數(shù)量為n＝F×ac/A＝(120+8)×(50.2+8)×2×0.2/［(π/4)×(0.5)²］＝15 176根，按青島地區(qū)水泥攪拌樁40元/m計算：15176×6×40＝3642240元。
　　采用該方案能改善土的液性指數(shù)，使該層原來的流塑狀態(tài)進入半固態(tài)或固態(tài)，從而有效地提高地基承載力，減少地基沉降變形，加固效果顯著。地基處理方案比較見表1。

表1 地基處理方案比較 比較項目 第1方案 第2方案 第3方案 技術 可行 可行 可行 經濟（萬元） 210.26 113.66 364.224 施工 簡便、可靠 難度較大 較方便 功能要求 可以滿足設計要求 經改良后可以滿足設計要求 可以滿足設計要求

3 結論

　　從以上分析可以看出，采用碎石樁加強夯法處理生物池地基將較大幅度地降低工程造價，且能夠提高第2、3、4層土的地基承載力，使采用構造式地板成為可能。綜合比較地基處理和池體底板的總造價來看，該方案是最經濟的，技術上也是可行的，并且已有成功的經驗。

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　　作者通訊處：266042 青島市四方區(qū)唐河路15號排水三工區(qū)轉李村河污水處理廠
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　　(收稿日期 1999-02-08)