某污水处理厂池体地基不均匀沉降原因探讨

某污水处理厂池体地基不均匀沉降原因探讨

陈琦王策

（中国市政工程东北设计研究总院有限公司吉林长春130021）

【摘要】某污水处理厂建成并投入使用之后，池体地基出现了不均匀沉降。本文通过对此结构的不均匀沉降进行观测与分析，结果可知，最大沉降差为7%，与规范要求不满足，并指出相邻水池的影响乃是造成此水池不均匀沉降的主要原因，基于此，提出切实可行的具体建议，为此水池的地基处理提供相应参考。

【关键词】地基沉降；沉降差；不均匀沉降

【中图分类号】TU478【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）06-0218-02

1.工程概况

此结构为某市一个日处理能力达到20000m3的污水处理厂池体，水池的高度为6m，基础底面为19m×32m。在此水池建造施工前，运用强夯法，先处理了地基，水池基础选用的是550mm厚度的筏板基础。此水池完成建造并投入实际使用后，出现了显著性的沉降状况。于2015年5月6日～2016年4月3日对半水状态下以及满水状态下的沉降情况实施了观测，得知1号水池与2号水池的均发生了不同程度且呈现不均匀状态的沉降，另外，沉降状况也没有维持在稳定状态，沉降差与规范要求并不满足。

针对此状况，质检部门以及相关专家均指出此水池不可验收，需对其地基实施系统化的加固处理，当具有稳定的沉降之后，方能予以验收，并投入实际使用。至此，业主组织组织一些一些比较有经验的单位，分别实施了三个地基加固方案，即钢管柱、旋喷帷幕及旋喷桩等，这些加固方案的费用均超过了200万元，此外，还有污水处理设备的损耗。安装及拆卸等方面的费用，总计耗费金额达到了450万元。由此使我们产生了深刻的思索，针对此水池构筑物，不均匀沉降到底能造成多大的危害其形成原因以及形态又是怎样的呢，可否运用纠偏方法去替换那些费用昂贵的地基处理方案？本文便针对此问题开展形式讨论。

2.地质资料

由地表资料得知，水池地基所覆盖的土层，自上往下分别为杂填土厚度为3.0~4.5m，淤泥质土层厚度为1.5~4.0m，标贯击数为2~5击；标贯击数为10~12击，粉细砂层的厚度为4.1~7.2m；淤泥质土的厚度为7.2~10.0m，标贯击数为1~3击；具有较薄的中粗砂；对于下卧基岩，则为稍微有风化迹象的石灰岩。通过进行相应计算，得知场地内岩土层的承载力相应标准值为，压缩模量为。

3.沉降量计算分析

3.1运用分层总和法计算最终沉降量

通过查阅地质报告，得知其所提供的土的变形模量为压缩模量，因此，依据相关规范，运用分层综合法，对地基最终的沉降量进行计算。为了能够计算分析此水池的沉降，现选取八个点实施计算。为了能够便于计算，在此，仅对1号水池相应沉降状况实施分析计算。在规范当中，运用如下公式对沉降量进行计算，即，其中，对于深度的计算，则取稍微风化的石灰岩表面，利用压缩模量当量值=2.68MPa，经查表得知，沉降计算经验系数乃为=1.08。二氧化池与二沉淀池基础评分附加压力=73.6kPa，水解池基底的平均附加压力则为=80.8kPa。然后结合岩土勘测资料，能够将各个点相应最终沉降量计算出来。为了能够更好的研究此水池的沉降关系，将水池各计算点当作横坐标，而将沉降量当作纵坐标，然后将二者之间的关系以曲线图的方式表示出来。

3.2沉降差的验算

经计算得知，最大沉降差△=224mm，基础长度l=31000mm，△/l=0.06＞0.004，与规范相关要求不相满足。

4.结论与建议

（1）造成此水池出现不均匀沉降的关键因素为相邻水池所造成的影响。（2）从沉降量曲线图得知，此水池四个点的沉降，近似于直线，则此水池基础底板变形，可当作刚体的转动，而在水池的内部还有着许多挂板与梁，促使此水池在刚性方面比较强，可将其近似当成箱形基础，于刚体转动状况下，箱形基础则不会出现开裂状况，由此表明，此水池与不均匀沉降状况下，则同样不会出现开裂状况。（3）为确保此水池所存在的不均匀沉降状况与规范要求相满足，则需要采取相应的切实可行措施，又因此构筑物于在一定的均匀沉降状况下，对其正常使用不会造成影响，因此，可考虑运用一些措施，促使此水池从原先的不均匀沉降，转变成均匀沉降。（4）针对普通地基处理而言，通常造价比较昂贵，为了能够更好的节省费用，可考虑运用结构的方法，将此水池所存在的不均匀沉降给予解决，于1号、2号水池间，可增加混凝土抗推墙，若1号水池出现不均匀沉降状况，则所设置的此抗推墙，便能够承受住一定的抗推力，此抗推力能够对水池形成一个弯矩，给予此弯矩的相应作用下，则水池底部应力从均匀分布状态，便会转化成为梯形或三角形分布，基于此种分布应力作用下，此时1点处的沉降会随之而增大，而对于4点而言，则此处的沉降会随之而减少，当此抗推力达到一定程度时，此水池最后便会均匀沉降，从而将此水池所存在的不均匀沉降问题给予较好的解决。

除此之外，还需在污水处理池还未建成之前，便需要采取相应施工控制措施及预防裂缝措施。污水处理池对于抗裂及抗渗等级方面的要求比较高，在实际施工过程中，需强化具体的控制。依据各种地质条件，选择适宜的地基，对混凝土原材料进行精选，另外，还需优化配合比，基于混凝土工作性能得以保证的前提下，尽可能将混凝土的单位用水量降下来，在确保坍落度保持不变的状况下，可通过添加外加剂的方式，将水泥的用量减下去，同时可通过减少混凝土水化热温度变化对于池体抗裂性能的影响，对于混凝土浇筑而言，需持续进行，中间不可中断，完成混凝土浇筑之后欧，需立即运用条布覆盖基础，当混凝土的强度超过80%时，便可将模板及保温措施拆除。在进行大面积的混凝土浇筑之后，为将升温阶段混凝土内外温差减小，预防可能出现的表面裂缝状况，使水泥顺利水化，提升混凝土的极限拉伸值。当混凝土内部的温度达峰值时，降温阶段最易发生裂缝，至此，强化表面的保温蓄热与养护工作，能够有效缓解气温骤降对水池造成的冲击，实现水池表面温度梯度及降温速度的减小，使内外温差降低。通过上述前期工作准备，有助于污水处理池地基的均匀沉降。

参考文献

[1]宋庆彦,赵远清,伍茂.CFG桩处理水池地基土的可液化问题[J].西南给排水,2009(3):39-41.

[2]高家增,邱晓红.控制软土地基上沉井突沉和不均匀下沉的有效措施:介绍天津经济开发区污水处理厂合建泵房的沉井设计[J].天津建设科技,2001,11(4):1-3.

作者简介：陈琦，吉林省长春市，学历：大学本科，当前职务：结构设计，当前职称：中级工程师。