摘要：某原料场采用异型扶壁结构，中间挡墙高20m，两侧堆料。最大堆料高度24.74m，靠近中间挡墙处堆高约16.2m，堆料密度2.5t/m3。中间挡墙下地质情况复杂，分布有2~7m厚吹填淤泥，中间挡墙下采用桩基。鉴于中间挡墙上部运行堆取料设备，对沉降比较敏感，因此需对中间挡墙进行沉降分析。本文根据不同规范对桩基沉降分别计算，并对比分析，提出扶壁结构料场中间挡墙计算方法，供同类设计进行参考。
关键词：大面积地面荷载；软弱地基；沉降；料场；
1 引言
十八大以来，国家提出把生态文明建设作为统筹推荐“五位一体”总体布局和协调推荐“四个全面”战略布局的重要内容，钢铁行业也面临越来越大的环保压力。原料场作为钢铁企业粉尘污染比较严重的区域，也逐步开始从露天转向封闭。同时随着社会经济的发展，土地的价值也快速增长，为提高料场区域土地利用效率，料场堆料的高度也不断增加。湛江某钢铁企业原料场，采用大跨度钢结构封闭，料场内部采用异型扶壁结构，中间挡墙两侧每个60m-80m交叉布置扶壁。中间挡墙与扶壁形成仓格。挡墙上部布置卸料车平台，中间挡墙基础采用桩基。考虑到中间挡墙上部需运行设备，需对其进行沉降分析。本文根据《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/T D31-02-2013）与《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）两本规范，分别计算中间挡墙沉降。探讨大面积地面荷载作用下桩基沉降计算方法。
2 概况
新建某矿石料场料场长度650m，跨度90m。料场内共有两个料条，每个料条堆料底宽约30m，最大堆料高度24.74m。料场中间挡墙长度约620m，取料机上轨道平台标高20.0m，卸料车平台标高29.5m，卸料车平台宽度16m。料堆与中间挡墙接触处标高为16.2m。中间挡墙两侧设置19道扶壁隔墙。平面与断面见图1、图2。
图1 料场平面布置图
1-地坪 2-厂房 3-卸料设备 4-供料设备 5-卸料车平台 6-平台柱 7-取料机上轨道平台 8-中间挡墙 9-堆料 10-取料设备 11-取料胶带机
图2 料场断面图
料场区域属海积平原地貌单元，原始地形低洼，经人工吹填及回填土方后，场地标高在6.63~9.70m之间。场地内分布的主要地层有：人工填积（Qml）层、第四系全新统海积（Q4m）层以及第四系下更新统湛江组海陆交互相沉积（Q1ml）层。自上而下地层依次分布有人工填积层、粘性素填土、砂性素填土、球状粘性吹填土、砂性吹填土、淤泥状吹填土、淤泥、淤泥质黏土、中粗砂、粘土（⑩2-1、⑩3-1）、含粘性土中粗砂（⑩2-2、⑩2-3、⑩3-2）。桩端以下持力层主要为粘性土与含粘性土中粗砂。桩端以下各层土压缩参数见表1。
表1：各土层侧阻力特征值和端阻力特征值建议表
3 桩基沉降计算
1、采用《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/T D31-02-2013）计算方法，该方法将挡墙与两侧堆料等效成路堤，下设刚性桩，计算等效路堤高度沉降值。间挡墙沉降按桩长35m与桩长53m两种情况计算，选取左端、中部、右端典型钻孔进行沉降计算。同时，考虑到料场堆料并非如路基长期堆载，而是不断的堆取状态，因此荷载取0.7的准永久系数，计算结果如下：
表2：公路路基规范计算不同桩长沉降量
由上表可知，在桩长35m时平均沉降较桩长53m时明显增大，且不均匀沉降值较大。在桩长35m时，两钻孔之间沉降差值最大值107.3mm，桩长53m时沉降差值最大约66mm。堆取料机单根轨道允许高差为10mm/10m，考虑到钻孔之间距离在60m以上，因此在桩长53m时能够满足堆取料机对沉降差的要求。
表3：建筑桩基规范计算不同桩长沉降量
2、采用《建筑桩基技术规范》中等效作用分层总和法沉降计算中间挡墙基础沉降，并考虑中间挡墙基础外侧物料堆载对桩基以下土层的沉降影响。中间挡墙沉降按桩长35m与桩长53m两种情况计算，分别计算基桩在基础上部荷载作用下桩的沉降。考虑到堆料对中间挡墙桩基下沉降的影响，根据路基计算程序，计算桩端以下土层的沉降，并考虑堆料工况的准永久系数。中间挡墙沉降值为基础荷载沉降计算值+堆料作用下桩端以下土层沉降计算值。堆料荷载产生沉降的准永久系数取0.7。选取左端、中部、右端典型钻孔进行沉降计算。
由上表可知，在桩长35m时平均沉降较桩长53m时明显增大，且不均匀沉降值较大。在桩长35m时，两钻孔之间沉降差值大于50mm，桩长53m时沉降差值在30mm以内。考虑到钻孔之间距离在60m以上，因此在桩长53m时能够满足堆取料机对沉降差的要求。
3、两种方法计算结果对比见下表：
表4：不同规范计算中间挡墙沉降计算表
由上表可知，两种计算方法结果的结果比较接近。
4 结语
1、对于大面积地面荷载下的桩基沉降，不仅要考虑基础上部荷载，还要考虑基础附近堆载对基础下桩基沉降的影响，根据桩基规范，在堆料荷载较大时，大面积堆载引起的沉降可能大于基础上部荷载引起的沉降。
2、公路规范与桩基规范虽然计算方法不同，但最终结果比较接近，说明土体沉降最终由土体的压缩性质控制，两种规范都是可行的。
3、原料场桩基沉降控制不仅要控制绝对沉降，更重要的是控制差异沉降。以保证上部设备运行安全。
参考文献：
1 公路软土地基路堤设计与施工技术细则（JTG/T D31-02-2013）北京 人民交通出版社 2013
2 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008） 北京 中国建筑工业出版社 2008
3 顾晓鲁 钱鸿缙 刘慧珊 汪时敏 地基与基础（第三版）北京 中国建筑工业出版社 2003
4 王玉环 陈尚伦 余思均 浅谈C型封闭料场在工程应用中的改进 钢铁技术 2015.2 42-46
论文作者:朱文俊1,丁震2,黄竞崛3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/27
标签：挡墙论文; 料场论文; 桩基论文; 荷载论文; 卸料论文; 路堤论文; 基础论文; 《基层建设》2019年第1期论文;