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【摘要】在国家着力改善生态环境背景下，全国涌现大批污水处理提标改造工程。通过提升水池底板高程，可以降低軟土地基基坑开挖风险，同时节省工程造价。
【关键词】改造工程；高程优化；水池结构
ABSTRACT：A large number of sewage treatment renovation project emerged ，while national efforts are made to improve the ecological environment. By raising the floor elevation of the pool， the risk of excavation could be reduced in soft clay foundation， and the construction cost also could be reduced.
KEYWORDS： renovation； Elevation Optimization； Poll Structure；
1、前言
近年来，一方面随着我国城市化进程的日益加快，城市污水处理厂的负荷也日益增加，许多厂站原设计规模已无法满足正常运行的水量要求，很多污水处理厂的改扩建工程被提上日程，改扩建工程中的各类问题也逐步突显出来。本文主要阐述的是浙江某污水厂改扩建过程中的结构优化设计。
2、工程地质概况
某污水厂位于浙江沿海地区，一期设计规模4万吨，二期扩建4万吨。场地地基土由上到下依序分6层，其中2层及3层分2亚层。分述如下：1、素填土：灰褐色，稍密，层厚0.60～4.30米。2、淤泥：灰色，流塑，层厚8.80～11.50米。3、圆砾：灰褐、灰黄色，稍密-中密。重型动力触探平均11.1击，层厚0.40～2.10米。4、圆砾：灰褐、灰黄色，中密。重型动力触探平均16.2击。层厚2.90～9.00米。5、粉质粘土混砾砂：黄褐色，稍密，为坡积土，重型动力触探平均8.4击，层厚3.30～17.50米。6、强风化凝灰岩：黄褐色，强-中风化，重型动力触探平均35.1击，揭露层厚3.20～4.90米。
场地地质条件最主要特点为基础下卧层存在深厚软土层（约10米厚度），压缩模量2.1Mpa，地基承载力特征值55kPa，为典型的江浙地区软土地基。
3、存在的主要问题
一期工程地基处理采用直径500的管桩，在施工和后续运行过程中主要存在以下几个问题：
a.主体结构SBR池平面尺寸47*81m*7m，埋深5.7m，由于基坑开挖深度达5.7m，造成断桩、桩位偏移现象严重，最大偏移达10m之多；
b.由于管道未采取地基处理措施，造成不均匀沉降现象严重，许多管道接口处存在断裂、错位等现象；
c.厂区地面不均匀沉降现象严重，平均地面下陷约20cm。
二期改扩建工程主要存在以下问题：
a.新建SBR池紧邻一期SBR池，水平距离约10m，若按一期的设计标高，基坑开挖深度将达到5.7m，设计施工难度较大；
b.由于一期的管道不均匀沉降问题严重，新建工程需考虑采取适当措施以杜绝此类问题。
4、改扩建工程中的关键技术问题及对策
考虑到SBR池开挖深度达5.7m，设计及施工难度均较大，考虑对池体进行整体抬升。
1.方案经济性比较
方案二对比方案一建设期土建费用增加部分有：①.池体抬升后，桩基长度相应增加；②.提升部分需要增加泵池和提升泵；费用减少部分有：①土方开挖量减少；②围护费用减少。
由上表可知，方案一的综合土建费用比方案二增加约184.3万元。考虑后期泵的年运行电费5万元，方案二在经济上仍具备较大优势。
2.方案经风险分析
方案一存在如下风险：
断桩： 深基坑开挖土方过程中，由于大型挖土机械进场，不可避免造成已施工的桩基偏位、断桩，根据以往类似软弱土基础的工程经验，Ⅲ类以上桩基比例会在30%以上，如施工不当，比例甚至会超50%。而方案二开挖深度小，且可以在开挖前表面回填部分塘渣以稳定桩头，将开挖风险降到最低。
不均匀沉降：基础下卧层除淤泥外，均为强透水层，且池体东面及东南面紧邻河道，基坑开挖降水过程中，不可避免产生一部分水土流失，而二期SBR池距离一期建构筑物水平距离仅10m左右，水土流失必然造成一期建构筑物下基础产生部分掏空，进而产生不均匀沉降，对一期工程产生安全隐患。而方案二开挖深度较小，该风险基本可以回避。
对远期工程的影响：如采用方案一，则污水厂远期工程仍存在深基坑开挖支护的问题，而远期工程实施的时候考虑到工程用地紧邻前期场地，施工空间会更加狭小，深基坑开挖支护的受限制条件也会更多，所以前文提到的断桩和不均匀沉降风险将更加突出，同时，深基坑开挖支护的费用会更高。
综合上述经济性分析和风险分析，认为整体抬升方案较为合理。目前，该工程土建施工已经完毕，过程顺利，未出现一期工程中的断桩、桩基偏位问题。
5、结语
本文结合浙江沿海地区某污水厂二期扩建工程，对SBR池高程优化和后物化池加高优化结构设计的分析与实践，得到了以下结论：
在软土地基上进行改扩建工程设计施工，需充分考虑基坑开挖带来的风险，适当抬高构筑物底板高程在降低施工风险的同时也可以创造较好的经济效益。
参考文献
[1]行业标准.给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 CECS 138：2002，中国工程建设标准化协会标准，2002
[2]国家标准.给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069-2002，中国建筑工业出版社，2002
[3]国家标准.混凝土结构设计规范 GB50010-2010，中国建筑工业出版社，2010
[4]国家标准.混凝土结构加固设计规范 GB50367-2006，中国建筑工业出版社，2006
【关键词】改造工程；高程优化；水池结构
ABSTRACT：A large number of sewage treatment renovation project emerged ，while national efforts are made to improve the ecological environment. By raising the floor elevation of the pool， the risk of excavation could be reduced in soft clay foundation， and the construction cost also could be reduced.
KEYWORDS： renovation； Elevation Optimization； Poll Structure；
1、前言
近年来，一方面随着我国城市化进程的日益加快，城市污水处理厂的负荷也日益增加，许多厂站原设计规模已无法满足正常运行的水量要求，很多污水处理厂的改扩建工程被提上日程，改扩建工程中的各类问题也逐步突显出来。本文主要阐述的是浙江某污水厂改扩建过程中的结构优化设计。
2、工程地质概况
某污水厂位于浙江沿海地区，一期设计规模4万吨，二期扩建4万吨。场地地基土由上到下依序分6层，其中2层及3层分2亚层。分述如下：1、素填土：灰褐色，稍密，层厚0.60～4.30米。2、淤泥：灰色，流塑，层厚8.80～11.50米。3、圆砾：灰褐、灰黄色，稍密-中密。重型动力触探平均11.1击，层厚0.40～2.10米。4、圆砾：灰褐、灰黄色，中密。重型动力触探平均16.2击。层厚2.90～9.00米。5、粉质粘土混砾砂：黄褐色，稍密，为坡积土，重型动力触探平均8.4击，层厚3.30～17.50米。6、强风化凝灰岩：黄褐色，强-中风化，重型动力触探平均35.1击，揭露层厚3.20～4.90米。
场地地质条件最主要特点为基础下卧层存在深厚软土层（约10米厚度），压缩模量2.1Mpa，地基承载力特征值55kPa，为典型的江浙地区软土地基。
3、存在的主要问题
一期工程地基处理采用直径500的管桩，在施工和后续运行过程中主要存在以下几个问题：
a.主体结构SBR池平面尺寸47*81m*7m，埋深5.7m，由于基坑开挖深度达5.7m，造成断桩、桩位偏移现象严重，最大偏移达10m之多；
b.由于管道未采取地基处理措施，造成不均匀沉降现象严重，许多管道接口处存在断裂、错位等现象；
c.厂区地面不均匀沉降现象严重，平均地面下陷约20cm。
二期改扩建工程主要存在以下问题：
a.新建SBR池紧邻一期SBR池，水平距离约10m，若按一期的设计标高，基坑开挖深度将达到5.7m，设计施工难度较大；
b.由于一期的管道不均匀沉降问题严重，新建工程需考虑采取适当措施以杜绝此类问题。
4、改扩建工程中的关键技术问题及对策
考虑到SBR池开挖深度达5.7m，设计及施工难度均较大，考虑对池体进行整体抬升。
1.方案经济性比较
方案二对比方案一建设期土建费用增加部分有：①.池体抬升后，桩基长度相应增加；②.提升部分需要增加泵池和提升泵；费用减少部分有：①土方开挖量减少；②围护费用减少。
由上表可知，方案一的综合土建费用比方案二增加约184.3万元。考虑后期泵的年运行电费5万元，方案二在经济上仍具备较大优势。
2.方案经风险分析
方案一存在如下风险：
断桩： 深基坑开挖土方过程中，由于大型挖土机械进场，不可避免造成已施工的桩基偏位、断桩，根据以往类似软弱土基础的工程经验，Ⅲ类以上桩基比例会在30%以上，如施工不当，比例甚至会超50%。而方案二开挖深度小，且可以在开挖前表面回填部分塘渣以稳定桩头，将开挖风险降到最低。
不均匀沉降：基础下卧层除淤泥外，均为强透水层，且池体东面及东南面紧邻河道，基坑开挖降水过程中，不可避免产生一部分水土流失，而二期SBR池距离一期建构筑物水平距离仅10m左右，水土流失必然造成一期建构筑物下基础产生部分掏空，进而产生不均匀沉降，对一期工程产生安全隐患。而方案二开挖深度较小，该风险基本可以回避。
对远期工程的影响：如采用方案一，则污水厂远期工程仍存在深基坑开挖支护的问题，而远期工程实施的时候考虑到工程用地紧邻前期场地，施工空间会更加狭小，深基坑开挖支护的受限制条件也会更多，所以前文提到的断桩和不均匀沉降风险将更加突出，同时，深基坑开挖支护的费用会更高。
综合上述经济性分析和风险分析，认为整体抬升方案较为合理。目前，该工程土建施工已经完毕，过程顺利，未出现一期工程中的断桩、桩基偏位问题。
5、结语
本文结合浙江沿海地区某污水厂二期扩建工程，对SBR池高程优化和后物化池加高优化结构设计的分析与实践，得到了以下结论：
在软土地基上进行改扩建工程设计施工，需充分考虑基坑开挖带来的风险，适当抬高构筑物底板高程在降低施工风险的同时也可以创造较好的经济效益。
参考文献
[1]行业标准.给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 CECS 138：2002，中国工程建设标准化协会标准，2002
[2]国家标准.给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069-2002，中国建筑工业出版社，2002
[3]国家标准.混凝土结构设计规范 GB50010-2010，中国建筑工业出版社，2010
[4]国家标准.混凝土结构加固设计规范 GB50367-2006，中国建筑工业出版社，2006