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【摘 要】 本文介绍了北方某城市污水厂工程设计中，地基的处理方法。文章首先对污水厂复杂的地基土进行了分析，并对每个建筑物和构筑物的基础处理及设计方案进行了论证。
【关键词】 污水厂；钻孔灌注桩；沉管灌注桩
1、北方某城市污水厂地理位置及周围自然情况
1.1场地的地形、地貌
拟建场地位于北方某城市南郊，齐富公路嫩江大桥东200米，原氧化塘旧址，经两次回填地面较平坦，高程为143.00～144.00m，回填厚度0.00～5.50m，除填土外，本次钻探揭露地层，均属于第四系全新统冲积层共分五层，分述如下。
1.2地层及岩性特征
第①层：杂填土：灰褐色，松散，主要由杂土，粘土及植物残体组成。层底埋深为5.50米，层厚0.00-5.50米。
第②层：粉质粘土：黄色，饱和，软塑状态。中等压缩性，稍有光泽，干强度中等，中等韧性。铁质结核比较发育。层底埋深为4.70米，层厚0.00～4.70米。fak（kPa）=130kPa
第③层：细砂：细砂黄色，稍密，很湿—饱和状态，一般粒径0.2—0.6mm约占50%，颗粒均匀，主要成分为石英粒，层底埋深为3.60米，层厚0.00～3.60米。fak（kPa）=145kPa
第④层：淤泥质粉质粘土：灰黑色，略有臭味，流塑-软塑状态，局部夹灰色稍密状态粉土夹层，有机质含量小于5%。稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，具高压缩性。该层全场分布，层位稳定。层厚0.00～1.60米。fak（kPa）=100kPa
第⑤层：园砺：黄褐色，饱和、稍密；长英质矿物为主，一般粒径为8～20mm，最大粒径200mm左右，≥12mm颗粒占35%左右，颗粒多呈亚圆形，分选一般。该层在场地内分布连续，层厚7.00米。fak（kPa）=320kPa
第⑤1层：粗砾砂：粗砂黄褐色，稍密，很湿—饱和状态，一般粒径0.5—1mm约占50%，颗粒均匀，主要成分为石英、长石等，其中混有粘性土，层厚4.00米。fak（kPa）=250kPa
第⑤2层：园砺：黄色，灰色，饱和，密实，矿物成分以石英、长石为主，颗粒级配一般，分选性一般，呈棱角状～浑圆状。层底埋深为2.9米。fak（kPa）=280kPa
第⑤3层：细沙：黄色，灰色，饱和，密实，矿物成分以石英、长石为主，颗粒级配一般，饱和，中密，低压缩性，呈棱角状～浑圆状。层底厚为2.1米。
2、水文地质特征
勘察期间测得地下稳定水位埋深138.71-142.54m。地下水类型为第四系孔隙潜水，地下水补给来源主要靠大气降水入渗补给，排泄方式为蒸发及少量人工开采。水位变幅受季节性影响，据调查，年水位变幅为±1.0～1.5m。抗浮水位水位埋深在143.50m。
3、地下水对混凝土、钢筋、钢结构的腐蚀性评价
（1）根据该场地地下水水质分析结果，在环境类型为II类时，地下水对混凝土结构具有强腐蚀。
（2）地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀性评价
在环境类型为II类时，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有强腐蚀。
（3）地下水对钢结构的腐蚀性评价
地下水对钢结构有中等腐蚀。
4、地基基础方案的选择
根据本次勘察结果及建筑物结构类型、荷载特征，对于本场地的一般建构筑物，建议采用桩基础，可采用的桩型有钻孔灌注桩，沉管灌注桩等。建议以第⑤层园砺为桩基持力层。
5、桩类型的选择
5.1沉管灌注桩
若采用沉管灌注桩施工，桩径0.4m，桩长15m左右，遇第5（1）层粗粝砂层施工时会出现一些困难、不易穿透，而且第1、3、4、土层较软，尤其是用沉管灌注桩施工第4层淤泥质粉质粘土时极易产生缩径、塌孔、断桩等现象。
为了保证沉管灌注桩的施工质量，一般要经过2～3次复打，这样将会造成沉管灌注桩造价较高，施工速度较慢。
施工速度：每天（24小时）10根～20根/台班。
5.2长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩
实际上，长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩的出现就是为了克服沉管灌注桩的一些缺点，长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩的应用始于1988年10月，该桩2002年列入国家《建筑地基处理技术规范》。目前，北京市及周边地区、唐山市及其沿海地区、天津市及其周边地区、全国几十个省市的工程应用中都有应用。
由于长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩是把混凝土用高压施工形成的，这样就彻底解决了断桩的问题，施工形成的桩体直径100%要大于设计的桩径，因此，工程结构基础的安全性就有了保证。
桩径0.4m，桩长15m左右，长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩造价比沉管灌注桩低20%～40%（造价的降低由沉管桩的复打次数来决定）。
施工速度：每天（24小时）60～80根/台班。
5.3结论
因此，设计推荐长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩作为齐齐哈尔污水处理厂工程的桩基础设计方案。
5.4深基坑开挖注意事项
土方开挖完成后应立即对基坑进行封闭及支护，防止水浸及暴露，并应及时进行地下结构施工。基坑土方开挖应严格按设计要求进行，不得超挖。基坑周边荷载，不得超过设计荷载限制条件。基坑开挖后坑壁土体变形将会引起一定的影响，为保证基坑的安全和施工的順利进行，基坑开挖中应注意监测，发现问题及时处理。
6、各建筑物及构筑物的结构形式
本工程污水处理厂设计近期规模为10.0×104m3/d，远期规模为20.0×104m3/d。污水处理厂是由，粗格栅及提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、初沉池、接触池、加药间和加氯间、CAST生化池及排水泵房、鼓风机房、污泥储池、综合楼等组成，因本工程收集污水主要为生活废水，其中建筑物均为框架结构，池体均为现浇钢筋混凝土结构，基础为长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩，其中仅粗格栅及提升泵房为天然地基。
6.1 CAST生化池
氧化沟平面尺寸80.3X61.0米，池深6.0米，采用现浇钢筋混凝土结构，纵横向尺寸均超规范设缝限值，两个方向每隔20米均应设置一道伸缩缝，缝宽30mm，伸缩缝经过处池壁、底板、走道板、连续梁均应断开，外池壁和底板处的伸缩缝用橡胶止水带将两侧的混凝土连接起来，连续梁处的伸缩缝应在缝两侧设置牛腿，梁简支放在牛腿上并和其他跨的连续梁断开，内池壁设缝分开即可，赤壁为上端自由下端固定在底板上的的挡水墙结构，底板为构造底板，由于地下水位较高，池体的抗浮措施是以自重结合桩基抗浮为主，池体的基础为桩基础，桩顶标高分别为：144.40～144.65，桩长为15.5米，桩底持力层为第五层圆砾层，并进入圆砾层不少于1.20米。
6.2初沉池
初沉池的平面尺寸直径为39米的圆形水池，池壁高度为4.3米，池壁和底板的连接采用铰接的形式，池壁采用无粘结预应力混凝土结构，底板采用钢筋混凝土结构，为了抵消底板的混凝土的收缩应力，在底板上设置混凝土后浇带将地板分为4块，由于底板下有两条进出水管，施工完毕后投入正常的生产运行时无法检修，所以底板下的钢管就得做钢筋混凝土的外包保护层即管套（厚度：300mm），钢筋混凝土的管套也可和底板整浇成一体，池壁采用无粘结预应力结构，初沉池的基础采用钻孔灌注桩，由于初沉池的底板是弧形的，底板的桩顶标高及其桩长都是变化的，应根据不同弧面的顶标高来确定桩顶标高，桩底标高都在同一持力层上，桩的长度为9～15米。由于地下水位较高，池体的抗浮措施是以自重结合桩基抗浮为主。
7、结语
污水处理厂，经过一年多的施工，及三年多的运行各建构筑物都达到了设计要求，满足业主的使用要求。该工程曾获当地政府有关部门及建设单位鹤城污水处理有限公司的好评。本文污水处理厂建构筑物基础的处理方法，设计完全根据国家现行的规范进行的，且思路清晰，对同类工程设计具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]给排水工程结构设计手册（第三版）.
[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012.
[3]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008.
【关键词】 污水厂；钻孔灌注桩；沉管灌注桩
1、北方某城市污水厂地理位置及周围自然情况
1.1场地的地形、地貌
拟建场地位于北方某城市南郊，齐富公路嫩江大桥东200米，原氧化塘旧址，经两次回填地面较平坦，高程为143.00～144.00m，回填厚度0.00～5.50m，除填土外，本次钻探揭露地层，均属于第四系全新统冲积层共分五层，分述如下。
1.2地层及岩性特征
第①层：杂填土：灰褐色，松散，主要由杂土，粘土及植物残体组成。层底埋深为5.50米，层厚0.00-5.50米。
第②层：粉质粘土：黄色，饱和，软塑状态。中等压缩性，稍有光泽，干强度中等，中等韧性。铁质结核比较发育。层底埋深为4.70米，层厚0.00～4.70米。fak（kPa）=130kPa
第③层：细砂：细砂黄色，稍密，很湿—饱和状态，一般粒径0.2—0.6mm约占50%，颗粒均匀，主要成分为石英粒，层底埋深为3.60米，层厚0.00～3.60米。fak（kPa）=145kPa
第④层：淤泥质粉质粘土：灰黑色，略有臭味，流塑-软塑状态，局部夹灰色稍密状态粉土夹层，有机质含量小于5%。稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，具高压缩性。该层全场分布，层位稳定。层厚0.00～1.60米。fak（kPa）=100kPa
第⑤层：园砺：黄褐色，饱和、稍密；长英质矿物为主，一般粒径为8～20mm，最大粒径200mm左右，≥12mm颗粒占35%左右，颗粒多呈亚圆形，分选一般。该层在场地内分布连续，层厚7.00米。fak（kPa）=320kPa
第⑤1层：粗砾砂：粗砂黄褐色，稍密，很湿—饱和状态，一般粒径0.5—1mm约占50%，颗粒均匀，主要成分为石英、长石等，其中混有粘性土，层厚4.00米。fak（kPa）=250kPa
第⑤2层：园砺：黄色，灰色，饱和，密实，矿物成分以石英、长石为主，颗粒级配一般，分选性一般，呈棱角状～浑圆状。层底埋深为2.9米。fak（kPa）=280kPa
第⑤3层：细沙：黄色，灰色，饱和，密实，矿物成分以石英、长石为主，颗粒级配一般，饱和，中密，低压缩性，呈棱角状～浑圆状。层底厚为2.1米。
2、水文地质特征
勘察期间测得地下稳定水位埋深138.71-142.54m。地下水类型为第四系孔隙潜水，地下水补给来源主要靠大气降水入渗补给，排泄方式为蒸发及少量人工开采。水位变幅受季节性影响，据调查，年水位变幅为±1.0～1.5m。抗浮水位水位埋深在143.50m。
3、地下水对混凝土、钢筋、钢结构的腐蚀性评价
（1）根据该场地地下水水质分析结果，在环境类型为II类时，地下水对混凝土结构具有强腐蚀。
（2）地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀性评价
在环境类型为II类时，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有强腐蚀。
（3）地下水对钢结构的腐蚀性评价
地下水对钢结构有中等腐蚀。
4、地基基础方案的选择
根据本次勘察结果及建筑物结构类型、荷载特征，对于本场地的一般建构筑物，建议采用桩基础，可采用的桩型有钻孔灌注桩，沉管灌注桩等。建议以第⑤层园砺为桩基持力层。
5、桩类型的选择
5.1沉管灌注桩
若采用沉管灌注桩施工，桩径0.4m，桩长15m左右，遇第5（1）层粗粝砂层施工时会出现一些困难、不易穿透，而且第1、3、4、土层较软，尤其是用沉管灌注桩施工第4层淤泥质粉质粘土时极易产生缩径、塌孔、断桩等现象。
为了保证沉管灌注桩的施工质量，一般要经过2～3次复打，这样将会造成沉管灌注桩造价较高，施工速度较慢。
施工速度：每天（24小时）10根～20根/台班。
5.2长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩
实际上，长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩的出现就是为了克服沉管灌注桩的一些缺点，长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩的应用始于1988年10月，该桩2002年列入国家《建筑地基处理技术规范》。目前，北京市及周边地区、唐山市及其沿海地区、天津市及其周边地区、全国几十个省市的工程应用中都有应用。
由于长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩是把混凝土用高压施工形成的，这样就彻底解决了断桩的问题，施工形成的桩体直径100%要大于设计的桩径，因此，工程结构基础的安全性就有了保证。
桩径0.4m，桩长15m左右，长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩造价比沉管灌注桩低20%～40%（造价的降低由沉管桩的复打次数来决定）。
施工速度：每天（24小时）60～80根/台班。
5.3结论
因此，设计推荐长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩作为齐齐哈尔污水处理厂工程的桩基础设计方案。
5.4深基坑开挖注意事项
土方开挖完成后应立即对基坑进行封闭及支护，防止水浸及暴露，并应及时进行地下结构施工。基坑土方开挖应严格按设计要求进行，不得超挖。基坑周边荷载，不得超过设计荷载限制条件。基坑开挖后坑壁土体变形将会引起一定的影响，为保证基坑的安全和施工的順利进行，基坑开挖中应注意监测，发现问题及时处理。
6、各建筑物及构筑物的结构形式
本工程污水处理厂设计近期规模为10.0×104m3/d，远期规模为20.0×104m3/d。污水处理厂是由，粗格栅及提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、初沉池、接触池、加药间和加氯间、CAST生化池及排水泵房、鼓风机房、污泥储池、综合楼等组成，因本工程收集污水主要为生活废水，其中建筑物均为框架结构，池体均为现浇钢筋混凝土结构，基础为长螺旋钻孔管内泵压混凝土灌注桩，其中仅粗格栅及提升泵房为天然地基。
6.1 CAST生化池
氧化沟平面尺寸80.3X61.0米，池深6.0米，采用现浇钢筋混凝土结构，纵横向尺寸均超规范设缝限值，两个方向每隔20米均应设置一道伸缩缝，缝宽30mm，伸缩缝经过处池壁、底板、走道板、连续梁均应断开，外池壁和底板处的伸缩缝用橡胶止水带将两侧的混凝土连接起来，连续梁处的伸缩缝应在缝两侧设置牛腿，梁简支放在牛腿上并和其他跨的连续梁断开，内池壁设缝分开即可，赤壁为上端自由下端固定在底板上的的挡水墙结构，底板为构造底板，由于地下水位较高，池体的抗浮措施是以自重结合桩基抗浮为主，池体的基础为桩基础，桩顶标高分别为：144.40～144.65，桩长为15.5米，桩底持力层为第五层圆砾层，并进入圆砾层不少于1.20米。
6.2初沉池
初沉池的平面尺寸直径为39米的圆形水池，池壁高度为4.3米，池壁和底板的连接采用铰接的形式，池壁采用无粘结预应力混凝土结构，底板采用钢筋混凝土结构，为了抵消底板的混凝土的收缩应力，在底板上设置混凝土后浇带将地板分为4块，由于底板下有两条进出水管，施工完毕后投入正常的生产运行时无法检修，所以底板下的钢管就得做钢筋混凝土的外包保护层即管套（厚度：300mm），钢筋混凝土的管套也可和底板整浇成一体，池壁采用无粘结预应力结构，初沉池的基础采用钻孔灌注桩，由于初沉池的底板是弧形的，底板的桩顶标高及其桩长都是变化的，应根据不同弧面的顶标高来确定桩顶标高，桩底标高都在同一持力层上，桩的长度为9～15米。由于地下水位较高，池体的抗浮措施是以自重结合桩基抗浮为主。
7、结语
污水处理厂，经过一年多的施工，及三年多的运行各建构筑物都达到了设计要求，满足业主的使用要求。该工程曾获当地政府有关部门及建设单位鹤城污水处理有限公司的好评。本文污水处理厂建构筑物基础的处理方法，设计完全根据国家现行的规范进行的，且思路清晰，对同类工程设计具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]给排水工程结构设计手册（第三版）.
[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012.
[3]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008.