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?？跂|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
　?、?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
　?、?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。
　　　　　?、?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，使該層原來的流塑狀態進入半固態或固態，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 青島市四方區唐河路15號排水三工區轉李村河污水處理廠
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　　(收稿日期 1999-02-08)