户用沼气池土方和基础施工

四、户用沼气池土方和基础施工

1.池坑开挖

沼气池池坑开挖时，首先要按设计图纸尺寸（图2-15、表2-10、表2-11）定位放线，放线尺寸为：“池身外包尺寸”＋“2倍池身外填土层厚度（或操作现场尺寸）”＋“2倍放坡尺寸”。当定位灰线划好后，在灰线外四角离灰线约1m处钉4根定位木桩，作为沼气池施工时的控制桩。在对角木桩之间拉上连线，其交点作为沼气池的中心。

图2-15　曲流布料沼气池池型图

关于放坡尺寸，可根据不同土质确定挖方最大坡度：当土层具有天然湿度，构造均匀，水文地质条件良好，在无地下水时，深度在5米以内，不加支撑的基坑，可分别确定边坡坡度（高：宽）为：砂土1:1；亚砂土1: 0.67；亚黏土1:0.5；黏土1:0.33；含砾石或卵石的土1:0.67；干黄土1: 0.25。在实际应用中，砂质较多的应加大边坡坡度，如遇地下水时，也要求放大坡坡度。当所要求的坡度较大而又限于场地位置时，要注意土方的开挖对邻近房屋基础的影响，必要时应使用临时支撑。因建沼气池时只用内模、外模以待替，所以池坑的下面一米深应尽可能圆，且坡度尽可能小。

基坑开挖过程和敞露期间，应防止塌方，必要时应加以保护。堆土或移动施工机械时，应与挖方边缘保持一定的距离，以保持边坡和直立壁的稳定。当土质良好时，堆土距挖方边缘0.8m以外，高度不超过1.5m。

表2-10　曲流布料沼气池结构尺寸

表2-11　曲流布料沼气池水压间尺寸

2.地基加固

在软弱地基土质上建造沼气池，应采取地基加固处理，并在土方工程施工阶段完成。常用的处理方法如下：

（1）用砂垫层和砂石垫层加固选用质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、卵石或碎石作为垫层材料，在缺少中、粗砂或砾砂的地区，也可采用细砂，但应同时掺入一定数量的卵石、碎石、石碴或煤渣等废料，经试验合格，亦可作为垫层材料；选用的垫层材料中不得含有草根、垃圾等杂质；在铺垫垫层前，应先验坑（包括标高和形状尺寸），将浮土铲除。然后将砂石拌和均匀后，进行铺筑捣实。

（2）用灰土加固灰土中的土料，应尽量采用池坑中挖出的土，不得采用地表耕植层土，土料应予过筛，其粒径不得大于15mm；熟石灰应过筛，其粒径不得大于5mm，熟石灰中不得夹有未熟化的生石灰块，不得含有过多的水分；灰土比宜用2:8或3:7（体积比），灰土质量标准如表2-12所示。灰土的含水量以用手紧握土料能成团，两指轻捏即碎为宜（此时含水量一般为23%~ 25%），含水过多、过少均难以夯实；灰土应拌和均匀，颜色一致，拌好后要及时铺设夯实；灰土施工应分层进行，如采用人工夯实，每层以虚铺15cm为宜，夯至10cm左右表明夯实。

表2-12　灰土质量标准

（3）用灰浆、碎砖三合土加固三合土所用的碎砖，其粒径为2~6cm，不得夹有杂物，砂泥或砂中不得含有草根等有机杂质。灰浆应在施工时制备，将生石灰临时加水化开，按配合比掺入砂泥，均匀搅和即成；施工时，碎砖和灰浆应先充分拌和均匀，再铺人坑底，铺设厚度20cm左右，夯打至15 cm；灰浆碎砖三合土铺设至设计标高后，在最后一遍夯打时，宜浇浓灰浆，待表层灰浆略为晒干后，再铺上薄层砂子或煤屑，进行最后夯实。

3.淤泥土质土方工程

淤泥土质的特点是含水量大而易淤，在挖掘土方时，会有不同程度的回淤，使池坑不易按设计尺寸成形，甚至会由于坑底土掏松或破坏而使沼气池建成后下沉，造成进、出料管与池身联结处发生拉裂事故。如果坑壁侧淤，宜用适当支撑或改用沉井做池身。如坑底升淤，发生回淤量过大时，挖到设计标高后，以大卵石进行地基加固处理。

4.流砂土质土方工程

流砂地区的沼气池土方工程施工，事先须认真分析，制定可靠的施工方案，以避免流砂现象的产生。流砂地区沼气池土方工程施工有以下几种方案：

（1）避流砂现象的产生和地下水紧密相关，所以，可采取“避“的作法：在时间上，避开高水位季节施工；在池址选择上，避开高水位地区；改变原设计的池坑底部标高，将沼气池升高，采用半埋式或地上式沼气池。

（2）降将集水坑设置于沼气池池坑外，并且先降水，后开挖池坑中土方，由于地下水的临时陛下降，使砂层失水而稳固下来，避免砂子的流动。

（3）隔采用沉井法施工，将池坑外的砂用沉井筒隔开。随着池坑土方的开挖，沉井也随之下沉，这样始终将砂隔于沉井之外，避免土体的垮塌。

在具体情况下，降不低地下水位，而流砂土已造成时，则会增加土方工程量而且会把池底下及池坑四周的土掏松，影响建池和池旁建筑物的质量问题，故不宜再挖；应改变池身的设计标高，将沼气池升高。如果能抽水降低地下水位来开挖土方，也要注意因降低水位而对紧紧相邻的建筑物发生不均匀沉降的影响。

5.膨胀土质土方工程

膨胀土是指粘粒成分主要由强亲水性矿物组成，具有较大胀缩性能的土质，它吸水膨胀，失水收缩。膨胀土地基沼气池坑开挖中，如果不采取相应的技术措施，会导致沼气池池体开裂漏水，甚至池体结构破坏。膨胀土地区进行沼气池土方工程施工，要掌握以下技术要点：①坚持“快挖快建”、“连续施工”的原则，以减少胀缩变形的可能和速度；②避免雨天施工，并在开挖前作好排水工作，防止地表水，施工用水等浸入施工场地或冲刷坑壁和边坡；③池坑土方开挖结束后，其坑底基土不得受烈日暴晒或雨水浸泡，必要时可预留一层不挖，待作池底底板垫层和底板结构层时挖除；④对于设计中在膨胀土地基上采取砂垫层或砂块卵石、碎石层者，应先将上述垫层材料浇水至饱和再铺填于坑底夯实，不得采用向坑底浇水使垫层沉落密实的施工方法；⑤回填土应采用非膨胀性土、弱膨胀土或掺有改性材料（如石灰、砂或其他松散类材料）的膨胀土。

6.高地下水基工程处理

地下水位较高地区建池，应尽量选择在枯水季节施工，并采取有效措施进行排水。建池期间，发现有地下水渗出，一般采取“排、降”的方法。池体基本建成后，若有渗漏。可采用“排、引、堵”的方法，或进行综合处理。

（1）盲沟及集水坑排水当池坑大开挖，池坑壁浸水时，池坑适当放大，在池墙外侧做环形盲沟，将水引向低处，用人工或机械排出。盲沟内填碎石瓦片，防止泥土淤塞，待池墙砌筑完成后，池墙与坑壁间用黏土回填夯实，起防水层作用。

当池坑开挖后，池底浸水时，池底可做十字形盲沟，在池底中心设集水坑，使浸水集中排出。待池底建成，做好抹灰，最后填坑堵水。

（2）深井排水若地下水流量较大。在池坑2m以外设1~ 3个深井，使井底比池底低800~ 1000mm，由池壁盲沟或池底十字形盲沟将水引至深井，用人工或机械抽出深井集水，使水位降至施工操作面以下。

（3）沉井排水在高地下水位地区建池，池坑开挖时，由于水位高，土壤浸水饱和，坑壁不断垮坍，如果坑中抽水，由于坑壁内外水的压差造成坑壁外的砂子连续不断地由水带入坑内，此现象称为流砂。产生上述问题后，池子无法继续施工。面对这种情况，可照沉井施工原理，进行挡土排水，防止流砂和土方倒塌，确保施工的顺利进行。

简易的沉井方法是用无底无盖的混凝土圆筒放人，随土方开挖，圆筒随之下沉，直至设计位置，最后向筒底抛以卵石，并在沉井法施工的集水井内不断抽水，同时浇灌混凝土池底，并填塞集水井，直至全部完成。

7.注意事项

（1）开挖池坑时，严禁挖成上凸下凹的“洼岩洞”，挖出的土应堆放在离池坑远一点的地方，禁止在池坑附近堆放重物。对土质不好的松软土、砂土，应采取加固措施，以防塌方。如遇地下水，则需采取排水措施，并尽量快挖快建。

（2）用灰土加固地基完毕后，其上应盖以塑料布、草垫之类，以防日晒雨淋影响质量。刚夯实完毕的灰土如突然遭受雨淋浸泡，则应将积水及松软灰土铲除后补填夯实。稍受浸湿的灰土，可在晒干后再补夯。

（3）冬季施工时，不得采用冻土或夹有冻土块的土料作灰土，并应采取有效的防冻措施。

（4）开挖地坑、运送石料和建池砌筑时，要防止石料滑落、掉砖和工具失手砸伤施工人员。运输石料和搭脚手架的绳索，必须坚实、牢固，防止落架或断裂伤人。