软土地基沉降控制复合桩基的设计计算

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1、第1期(总第157期)2012年2月中国彳丛z张CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．1(SerjaINo．157)Feb．2012DOI：10·3969／j·融n·1004—465与·2012·01·009软土地基沉降控制复合桩基的设计计算陈新(上海市城市建设设计研究总院，上海200125)摘要：浙江某污水处理厂中sBR生物池为l组2座设计。以沉降控制复合桩基理论为基础，结合该厂sBR生物池结构设计，对其结构沉降模式进行合理分析。通过调整桩基支承刚度分布的沉降计算，实现复合桩基优化设计。关键词：水池；软土地

2、基；复合桩基中图分类号：TU473．1文献标志码：A文章编号：1004—4655(2012)01—0021—03软土地基采用桩基础设计的原因有2种：一是地基承载力的不足，用桩基将上部结构的荷载传递到深层有效的持力土层中去；二是天然地基发生较大的沉降变形，需采用桩基来减少沉降量。不能采用天然地基的原因往往并不是天然地基强度的明显不足，而是高压缩性地基产生的大沉降。沉降控制复合桩基设计是桩基础设计中的一个重要分支。它以沉降量控制为原则，考虑桩基与承台共同承担上部结构荷载的一种设计方法，能在节省用桩量的前提下确保沉降量控制在容许范围

3、内。本文结合某污水处理厂sBR生物池结构设计，主要介绍在上部集中荷载作用下，通过人工调节桩基支承刚度的沉降控制复合桩基设计。1工程概况某污水处理工程位于浙江省一沿海小岛，沿海海岸为滨海地带，地貌单元属浙东丘陵滨海岛屿区，工程建设规模处理污水能力为近期2．5万m3／d、中期5万m3／d、远期10万m3／d，土建部分按5万m3／d考虑。主要的水处理构筑物有进水泵房、细格栅及旋流沉砂池、絮凝反应池、sBR生物池、储泥池、紫外线消毒池等共8类单体，sBR生物池为其中平面尺寸最大的单体，为1组2座设计。2工程地质及水文地质场地位于岛屿西

4、侧，为天台山北延余脉，在微地貌上场地属于海岛滨海平原地带，地面绝对标高为一3．80～1．38m(1985国家高程基准)，场地平缓，原为盐田，覆盖层普遍较厚，主要为第四纪海相沉积的软弱土层。勘察期间实测稳定水位埋深为o．00—0．95m，在钻探所达深度范围内，场地地层层序及岩土分别为①层粉质黏土，层厚o．20～o．60m，层顶埋深o．00～0．00m；②层淤泥质粉质黏土，层厚17．00～37．50m，层顶埋深o．00～0．60m；③，层淤泥质黏土，层厚1．00～26．50m，层顶埋深17．00～33．30m；③2层黏土，层厚0．

5、70—17．40m，层顶埋深26．30～44．20m。各层地基承载力及桩基设计参数见表1。表1地基承载力及桩基设计参数表预应力管桩钻孔灌注桩土层名称E。／MPa／k／kPag。／kPagpa／kPa①粉质黏土4．80701412②淤泥质粉质黏土2．905075③l淤泥质黏土2．905586③2黏土5．901102070016500④粉砂混粉质黏土6．001602620⑤粉质黏土6．4018028120024800收稿日期：20ll一09—23作者简介：陈新(1969一)，男，高级工程师，长期从事市政工程排水结构设计。表中，E。

6、为地基土压缩模量；六。为地基承载力特征值；g。为桩周土摩阻力；g，。为桩端土阻力。根据勘察报告，该场地土含水量高，软弱土埋深达40m左右，21中回彳放z婀陈新：软土地基沉降控制复合桩基的设计计算2012年第1期埋深40m以下是③：层持力土层。3结构布置sBR生物池为1组2座设计，单座水池内净尺寸为49．40m×44．95m，池高6．30m，2座水池间净距2．90m。设计地面标高3．20m，池顶标高7．55m，水池底板顶面标高1．25m，底板顶埋深为1．95m。池壁厚度为0．55m，底板外挑0．50m，属典型的矩形敞口浅埋水池。

7、池体横向设1道变形缝，竖向设1道后浇带。图1为单池平面图，图2为单池立面图。由于拟建场地环境敏感，要求池顶加设永久顶盖，上部建筑专业限于顶盖跨度较大，所以须在池内设1排独立筇00mm圆柱。根据最不利荷载组合计算，上部建筑独立单柱竖向荷载为770kN，独立双柱竖向荷载达2×450kN，而池内底板均布荷载(水重+底板重)在84kN／m2左右，地基承载力已不能满足规范及正常运行要求，结构沉降在344mm左右；如采用③：层淤泥质黏土为持力层的桩基，经计算，单池需采用450m击×450mm×42m的钢筋混凝土方桩720根，单池土建与设备

8、的造价比远远超过正常值。疆l园圃u—ll囵同圜画一枕梁。。／多l囵同变形缝L一oo’浆同回¨¨U后go一非国昌F禹画囤一蕈匿lI《47050／247050／2图1单池平面图=}图2单池立面图4设计思想和设计理论根据理论分析及荷载试验表明，对于软土中承台与土始终保持接触，桩和承