水池抗浮方案的分析和比较
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地下水池抗浮设计处理何英姿摘要:本文详细介绍地下水池抗浮的各种荷载计算及抗浮计算,并结合工程实例阐述了抗浮处理措施。
关键词:地下水池;抗浮设计;处理措施1 水池的抗浮验算1.1 池顶荷载池顶荷载包括恒荷载或活荷载,恒荷载为覆土重、防水层重和结构自重。
整体式水池的防水层仅用冷底子油打底,然后刷一层热沥青,其重量可略去不计。
池顶覆土的作用是保温和抗浮。
活荷载考虑的因素是上人、堆料及车载。
1.2 池底荷载池底所受的荷载有池底结构自重及地下水向上的反作用力。
1.3 水池的抗浮计算地下水池产生的上浮现象的原因是结构体的重量和地下水池侧壁摩擦力之和小于水浮力所引起。
地下结构所受的地下水浮力,为作用在基础板上的静水压强与底板面积的乘积,即水浮力:P=pxA (1)式中P——基底所受的水浮力;p——作用在底板上的静水压强;A——底板面积。
基底静水压强p一般按以下式确定;P=Y w×H(2)式中Y w——水的密度;H——抗浮设计水头值。
1.4 水池的总体抗浮按下式计算:(水池总自重+池顶覆土重)/总浮力≥1.25总浮力=F底×(Hw+h1)Y w式中F底——水池底面积,必须算至最外周边Hw——地下水位至底板面层的厚度;h——底板厚度;Y w——水的密度,取lOkN/m3。
由以上代入可得,抗浮稳定性验算式为:W/(Y w×H×F底)≥1.25(3)式中:W——基底以上全部净荷载,KN;F底——水池底面积,m2;H——抗浮设计水头值,m;Y w——水的密度,取lOkN/m3;上式只适用于平底水池。
2 满足抗浮要求的措施地下结构抗浮方法很多,其中运用较多的技术措施有:增加自重法即压载抗浮、降排截水法和抗浮锚桩等。
当整体抗浮不能满足时,均应采取相应抗浮措施。
(1)封闭水池可用增大覆土厚度的办法来解决;(2)开敞式水池的整体抗浮不能满足时,可将底板挑出池壁以外,在上面压土或块石以增大抗浮力(这种方法同样适用于封闭水池),此时底板应以浮力作为均布荷载进行强度及抗裂计算;(3)在地形受到限制而不能用上述两种方法时,可采用锚桩抗浮。
水池的抗渗、裂、漏、浮措施(一)水池抗浮水池在施工中或使用前,由于某些措施不当可能会出现整个池体上浮,脱离原地基础或垫层,底板下脱空积有泥水、淤泥,池底板、池壁、顶板出现裂缝现象,造成池子大量渗漏、破坏,不能使用。
(1)原因分析雨期施工,现场排水不当,涌入基坑;池周围未及时分层回填夯实,雨水流入基坑;管道漏水或停止基坑降水时间过早;池顶上方未回填,池内未适当灌水,使池子上部荷载不足以平衡水的上浮力;施工管理不善,未按施工程序施工,做好施工前的排水、回填压重等措施。
(2)处理加固方法一般采取“自重或再外部加压复位”的方法,具体采取“侧面掏土与底板钻孔冲土”相结合,即在池体四周填土挖去后,用人工从池外侧将涌入池底的泥砂掏除一部份,其余部位则在底板上顺序钻孔,孔径为30mm,按梅花形布置,间距1.5~2.5m,穿透底板,该孔同时兼作以后底板加固水泥压力灌浆用,孔成后,采用高压水泵逐孔压水冲洗,将池底泥砂冲出,经池底冲洗及池体自重或再池项加压,即可使底板基本复位。
为使标高一致,可在四边垫以找干好的4根枕木控制复位标高。
如池体未裂,采用灌水加压复位应特别注意的是灌水不宜太高,以防止底板中部无支承面造成裂缝。
待底板复位稳定后,一般应从底板钻孔处进行压力灌浆处理,灌浆前先沿池壁四周用300mm厚经夯实的回填土封住,并等距离埋设8~16根胶管作溢浆孔,灌浆材料采用水泥粉煤灰浆或水泥砂浆和纯水泥浆。
水泥用42.5(R)普通水泥。
压浆设备可采用HB013型压浆泵,压浆时用高压橡胶管将灌浆嘴与压浆泵的输浆干管连通,即可用跳仓方式同时往几个灌浆孔向底板下注浆,直至邻孔内出浆为止。
注浆一般分两遍进行,第一遍可灌入掺粉煤灰的低强度、高流动性的稀浆增合比为:水泥:粉煤灰:水=1:4:10)(或水泥砂浆人间歇48h,第二遍用纯水泥浆喷灌,将板底孔隙压实为止,并在钻孔处预埋Φ16mm垂直钢筋,以作加强新旧底板之间的接合。
在向底板灌浆的同时,应在池体基坑四周挖沟和集水井,用水泵将坑内积水及新从浆液中带出的水排出,以加快浆液固结。
水池抗浮措施
雨期施工过程中,基坑内地下水位急剧上升,或外表水大量涌入基坑,使水池的自重小于浮力时,会导致水池浮起。
(1)做好基坑排水,防止水浸水淹。
本项目施工过程中,在基坑顶部四周3m处设置截水沟,并将基坑顶部做成不小于0.002的向外坡度,将地表水引至施工范围以外,防止地表水流入基坑,减少坑内积水。
在基坑底部四周设置宽0.4m,深0.3m的明沟和集水坑,安放3台P50抽水泵,一旦发生基坑内积水随即排除。
在施工过程中不得间断排水,保证排水设施的正常运行,对降水所用机具随时做好保养维护。
(2)在基坑回填时,采用无有机杂质的粘土进行回填,回填土蛙式打夯机分层夯实,分层厚度不大于250mm,并控制好回填土的含水率,避免橡皮土产生,以增加池壁与土体的摩擦力,防止池体上浮。
设置地下水位监测点,监视地下水位。
(3)遇有空池作业时,必须进行地下水位观确保在安全水位线以下时期作业,并应制定尽可能短时间的空池作业时间。
完成后及时引入地下水和地表水等外来水进入水池,使水池内、外无水位差,恢复池内抗浮水位。
(4)备有应急供电和排水设施并保证其可靠性,现场采用35kw 柴油发电机组及一台75kw发电机组备用供电,抽水泵除正常工作的3台P50外,另配备2台P50及1台P100抽水泵备用。
(5)安排专人负责基坑排水及监控坑内水位,出现异常情况及时上报项目部处理。
袁海庆,周建凡,丛欣福(武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉 430070)zhoujianfan007@摘要:本文对某游泳池底板上浮的原因进行了分析,提出了几种抗浮的方案,对所选用的锚杆抗浮方案进行了设计计算。
关键词:游泳池;抗浮;抗浮锚杆;加固1. 引言随着城市高楼大厦的兴起,埋置于地下的车库、人防工程逐渐增多,建筑物的基础采用抗浮设计普遍存在;另外,一些自重较轻且呈箱型的建筑物在上层滞水的影响下,容易出现底板上浮并产生裂缝,游泳池、消防水池、清水池等就属于这类建筑物。
游泳池在装有水时,池中水的自重可以抵抗地下水的浮力作用,游泳池的底板就不会发生上浮;但在没装水或装水不多时,如果回填土质量不符合要求或池顶覆土没有及时施工,在遇上大雨后,大量地表水就会渗入基坑,造成上层滞水水位的上升。
若水位上升的高度超过了设计选用地下水高度,就会造成底板上浮,甚至引起底板开裂。
2. 工程概况武汉市的某已建游泳池就属于上述情况。
该游泳池所处的场地属于长江冲积平原,场地经过平整,地形平坦,起伏不大。
其土层自上而下为:①素填土,成份以粘性土、粉土为主,局部存在淤泥质土,层厚0.8-3.2m,该层全场均有分布。
②粉质粘土,硬塑-坚硬,局部含砾石,层顶埋深0.9-3.2m,该层未揭穿,全场均有分布,F ak=520kpa,E s=20MPa。
该游泳池是一个50m×25m的长方形结构,最深处离地面2.5m,最浅处离地面1.1m,游泳池底板厚度为0.4m。
在施工过程中,发现游泳池的过渡区及深水区的底板有上浮的可能。
分析其原因是由于局部水文资料不全,加上没有作好基坑的排水措施,在降雨后,地表水渗入基坑内,造成地下水位高度超过设计的地下水位高度。
3. 抗浮方案的选择为了防止该游泳池上浮,必须采取抗浮和加固措施。
建筑物抗浮一般有三种方法:第一种是配重法,即在建筑物上增加荷载,以平衡浮力。
这种方法可通过增加建筑物的自重来实现,比如增加建筑物的层数或在建筑物上放置重物等。
【作者简介】李著策(1977~),男,北京人,高级工程师,从事技术管理与研究。
钢筋混凝土水池抗浮设计方案的分析及比较Analysis and Comparison of AntiFloatingDesignSchemesforReinforcedConcretePools李著策,周韬,张跃(中国机械工业建设集团有限公司,北京100045)LI Zhu-ce,ZHOU Tao,ZHANG Yue(ChinaMachineryIndustryConstruction Group Inc.,Beijing 100045,China)【摘要】总结了水池上浮的机理,从设计、施工和使用等方面分析了水池的上浮原因,并对水池抗浮设计的多种抗浮方案进行了探讨,对各种抗浮方案的应用范围、合理性和经济性进行了比较。
当地下水位较高时,抗浮设计往往是很突出的问题,能否合理地解决这个问题,对工程的土建造价有很大的影响。
【Abstract 】This paper summarizes the mechanism of the floatation of the pool,analyzes the reasons for the floatation of the pool fromthe aspects of design,construction and use,and probes into the anti floatation schemes of the anti floating design of the pool,and compares the application range,rationality and economy of various anti floating schemes.When the ground water level is high,anti floating design is often a veryprominent problem.Whether the problem can be solved reasonably has great influence on the cost of civil engineering.【关键词】地下水池;抗浮方案;经济比较【Keywords 】underground water pool;anti floating scheme;economic comparison 【中图分类号】TV331;TV314【文献标志码】B【文章编号】1007-9467(2018)增刊-0119-05【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2018.s1.0361引言水池是市政、环保、水力和工业项目建设中常见的构筑物,大部分采用钢筋混凝土结构,被广泛用于工业和民用建筑给水排水工程及市政、环保的污水处理厂工程。
浅谈水池构筑物的抗浮措施和满水试验一、水池施工中的抗浮措施1、当构筑物无抗浮结构设计时,水池施工应采取抗浮措施(一)下列水池(构筑物)工程施工应采取降(排)水措施(1)受地表水、地下动水压力作用影响的地下结构工程。
(2)采用排水法下沉和封底的沉井工程。
(3)基坑底部存在承压含水层,且经验算基底开挖面至承压含水层顶板之间的土体重力不足以平衡承压水水头压力,需要减压降水的工程。
(二)施工过程降、排水要求(1)降、排水应输送至抽水影响半径范围以外的河道或排水管道,并防止环境水源进入施工基坑。
(2)在施工过程中不得间断降排水,并应对降、排水系统进行检查和维护;构筑物未具备抗浮条件时,严禁停止降、排水。
二、当构筑物无抗浮结构设计时,雨、汛期施工过程必须采取抗浮措施(1)雨期施工时,基坑内地下水位急剧上升,或外表水大量涌入基坑,使构筑物的自重小于浮力时,会导致构筑物浮起。
施工中常采用的抗浮措施如下:1)基坑四周设防汛墙,防止外来水进入基坑;建立防汛组织,强化防汛工作。
2)构筑物下及基坑内四周埋设排水盲管(盲沟)和抽水设备,一旦发生基坑内积水随即排除。
3)备有应急供电和排水设施并保证其可靠性。
(2)当构筑物的自重小于其承受的浮力时,会导致构筑物浮起;应考虑因地制宜措施:引入地下水和地表水等外来水进入构筑物,使构筑物内、外无水位差,以减小其浮力,使构筑物结构免于破坏。
三、试验必备条件与准备工作1、满水试验前必备条件:(1)池体的混凝土或砖、石砌体的砂浆已达到设计强度要求;池内清理洁净,池内外缺陷修补完毕。
(2)现浇钢筋混凝土池体的防水层、防腐层施工之前;点我:送工程实用干货。
装配式预应力混凝土池体施加预应力且锚固端封锚以后,保护层喷涂之前;砖砌池体防水层施工以后,石砌池体勾缝以后。
(3)设计预留孔洞、预埋管口及进出水口等已做临时封堵,且经验算能安全承受试验压力。
(4)池体抗浮稳定性满足设计要求。
(5)试验用的充水、充气和排水系统已准备就绪,经检查充水、充气及排水闸门不得渗漏。
钢筋混凝土水池抗浮设计探讨摘要:结构抗浮设计不足轻则导致地下室底板起拱、裂缝,重则使地下室上浮,结构柱柱顶破坏。
需要结合具体场地与施工条件进行全面考虑。
下面本文就钢筋混凝土水池抗浮设计进行简要探讨。
关键词:钢筋混凝土;水池;抗浮设计;1 抗浮设计原理常用的结构抗浮措施有增加压重和设置抗浮构件两种方式。
抗浮设防水位,即施工期和使用期内满足抗浮设防标准时可能遭遇的地下水最高水位[1],由勘察单位在勘察报告中明确提出。
增加压重的抗浮措施有增加结构自重、采用重度更大的回填材料、增加底板配重等方式,施工较为简单,经济性好。
当增加压重不能满足结构抗浮稳定性时,则需设置抗浮构件来抵抗结构所受的浮力,如设置抗浮锚杆或抗拔桩等。
设置抗浮构件往往施工麻烦且费用较高,实际工程中可同时采用增加压重和设置抗浮构件两种措施。
对于动力中心局部地下室及室外独立的地下水池水泵房,考虑其规模较小且增加压重一般能满足其抗浮计算,可优先采用增加压重的抗浮措施。
浮力计算的主要原理是阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。
工程上可适当简化计算,根据 GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》,基础抗浮稳定性应符合式(1)的要求:(1)式中,G k为建筑物自重、压重及其上覆土荷载之和,k N,为标准值;N w,k为浮力,k N,为标准值;K w为抗浮稳定安全系数,可根据 JGJ 476—2019《建筑工程抗浮技术标准》(以下简称《抗浮标准》)表 3.0.3 取值。
对于 G k,计算时需区分结构施工期间和使用期间的荷载,且要考虑《抗浮标准》第 6.3.7 条抗浮组合系数。
计算 G k时,基础上处于地下水位以下的回填材料需考虑水浮力的作用,当采用土作为回填材料时,应取土的有效重度;当采用素混凝土作为回填材料时,素混凝土和基础可视为一个整体,G k计算计入混凝土重量,N w,k计算也考虑素混凝土体积。
建材发展导&!"混凝士水'抗浮设计方案的分0对2赵燕薇(山西省环境工程设计院(有限公司),山西太原030006)摘要:在目前的工程建设中,抗浮设计备受重视,主要是因为工程建设会受到地下水位的影响,如果不做抗浮设计,地下水作用会导致工程结构的不稳或是结构沉降,这对于工程安全来讲是十分不利的,所以做好抗浮设计工作十分必要。
现阶段的水池结构主要采用的是钢筋混凝土,钢筋混凝土虽然本身的结构稳定性和抗压强度比较高,但是在地下水的持续作用下,依然会发生或是沉降,这对钢筋混凝土水池的持续利用十分不利a在前的筋混凝土工中利用的抗浮设计比较,对比的和可以找到更经济、可行性更高的水池抗浮设计a基于此,筋混凝土水池抗浮设计方做和对比a关键词:筋混凝土;水池抗浮;抗浮设计;方案对目前的工程建设做具体的分析,发现在市政、环境以及水利等工程项目的建设中会存在大量的埋地式水池构筑物。
这些水池构筑物如果建设在地下水位比较高的区域,地下水作用会对其产生比较显著的影响,所以必须要重视抗浮设计。
就现阶段的水池建设具体情况来看,抗浮设计中利用的主要方法有自重抗浮、压重抗浮、基底配重抗浮、打抗拔桩抗浮以及打锚杆抗浮,这些方法在现实抗浮设计中利用广泛,具体方法的,用的 水池构体也g基于此,分析研究各种方在实践中的用,以水池的抗浮设计分的参考g1抗浮方案的设计分析与比较水池的抗浮设计要抗浮计,计的具体式G/F!1.05在这式中,G的池水的水池自重等作用g如果具体的构筑物等体的构,要的也计入其中。
F的地下水的浮。
1.1自重抗浮自重抗浮抗浮设计中比较用的种方法,主要高池体构自重来实现抗浮的目的。
就这种方法的利用来看,其用于水池自重地下水浮大的情况下g自重抗浮水池自重来抗浮目的的,所以在具体的设计中,自重的重要的内g来,自重主要水池池底来实现g这种自重的方式会的用量加大。
刁构有所,所以池的配以,这以实现配的g的来,构实现水池自重的方式会产生较大的,这种方法对于结构的大构的高以及结构的有重要的作用g1.2压重抗浮压重抗浮也目前抗浮设计中用的种比较广泛的方法g所谓的压重抗浮主要利用池、池池底压重来抗浮的目的g具体的分析来看,池内压重的要实现池体,在池做压重填筑做的筑,这,抗浮的目的以实现g这种方法的利用会基以及池的高,会池底所受的均匀反力,所以对底板的内力影响比较小g从压重抗浮的具体利用效果来看,其在中小的抗浮设计中利用效果显著,在大的水池抗浮设计中却具备用性g1+3池重抗浮池底配重抗浮主要的是在水池的基础底以下配重的设计,并配重底的靠性连来达到抗浮的具体要求g在实践中,此种抗浮方法的典例子在构的设计中,当体的自重无法满足抗浮要求的时候,以在底封底之间拉短的设置,由此以利用封底实现抗浮的目的g在水池中利用此种方法的时候,其的情况池重压抗浮比较似g这种方法的利用要做池高的,要对底配重的连做靠保证g就这种抗浮方法的具体实施来看,比的池内压重抗浮经济,主要其材料以实现就地利用,所以这种抗浮方的会g1.4打抗拔桩抗浮和打锚杆抗浮打抗拔桩打锚杆抗浮目前设计实践中利用比较广泛的抗浮方法g它指的是基于池体的具体受力情况,桩或锚杆的抗拔抗浮的效果g这种方法对于大体积埋的水池抗浮非有效g仅满足了池体的整体抗浮要求,能够 布桩锚杆解决大水池局部的抗浮问题g对打抗拔桩打锚杆抗浮做实际调查,发现抗拔桩的利用的广泛,施工的方法也属于常规技术,在工程质量控制方的效果比较突出g2抗浮方案的选用对集中抗浮设计方法做具体的分析发现各种方法均具有自的,在实践中利用效果也比较突出g那么在工程实践中,要如何选择抗浮设计方案,这要虑以下三点g第水池的具体结构特点以及承重的情况g文的分析来看,各种方法均能够抗浮的要求,但是在具体利用中,方法的经济性,所以要实现方选择的经济最优,必须要对的水池结构类型等做详2019年第10期152应用技术与设计长"#钻%压灌(施*在基-)*中的运用刘杰摘要:大施工的地地下不能对其施工过程与其成之法施施工的不对工程的施工程及质量大的施工不的及的大对施工的力度施工地大对于施工质量的力度地的质量到确保施工质量的目的。
浅谈清水池的抗浮处理及计算浅谈清水池的抗浮处理及计算摘要:在清水池的结构设计中,抗浮设计往往成为制约结构设计的重要影响因素之一。
本文简要介绍了清水池几种不同的抗浮设计方法,并结合工程实例予以详细计算。
关键词:清水池;抗浮设计;抗浮锚杆Abstract: In the structural design of the clear water tank, anti-floating design often becomes one of the most important factors influencing structure design. This paper briefly introduces the anti-floating design method of water pool is different, and in combination with the project example to be calculated in detail.Key words: clear water pool; anti-floating design;anti-floating anchor中图分类号:TU991.34+3文献标识码:A文章编号:1、概述清水池为储存水厂中净化后的清水,以调节水厂制水量与供水量之间的差额,并为满足加氯接触时间而设置的水池。
同时,清水池还具有高峰供水低峰储水的功能。
因为清水池的储水作用,所以一般清水池的容积和面积较大,因此清水池抗浮设计往往成为制约结构设计的重要影响因素之一。
GB50069-2002《给水排水工程构筑物结构设计规范》中5.2.3条指出:抗浮验算属于承载能力极限状态计算的强制性条文。
因此本文简要阐述清水池的抗浮方法及其相关的抗浮计算。
2、清水池的抗浮方法清水池的抗浮设计主要有抗和放两个方向。
所谓抗,就是利用配重,锚固等方法进行硬抗;所谓放,就是用降水等方法,降低水位从而减少水的浮力。
大型排水构筑物的抗浮设计张健摘要:大型排水构筑物一般均有较深的埋深,当地下水位较高时,抗浮设计往往是很突出的问题,能否合理地解决这个问题,对工程的安全稳定性及土建造价有很大的影响。
关键词:大型排水构筑物抗浮设计配重抗浮锚固抗浮降水抗浮观察井抗浮目前,在抗浮设计上,主要采用抗与放的方法。
所谓抗,即是配重抗浮、锚固抗浮;所谓放,即是降水抗浮和设观察井抗浮。
具体采用哪一种方法,尚应根据工程的具体情况而定,同时还应着重考虑对工程造价的影响。
下面就各种抗浮方式进行探讨并做经济分析比较。
一、抗浮方式的探讨:(一)配重抗浮:小型水池一般不需要配重抗浮,因其池壁相距较近, 再加上底板向外突出部分上部的土重和壁板与土的摩擦力,抗浮安全系数很容易满足规范要求。
砼的缺点之一是自重大,但事物均有两面性,抗浮时自重越大越有利。
配重抗浮一般有三种方法,一是在底板上部设低等级砼压重;二是设较厚的钢筋砼底板;三是在底板下部设低等级砼挂重。
一、二种方法的优点是简单可靠,当构筑物的自身重度与浮力相差不大时,应尽量采用配重抗浮,对工程造价的影响小,投产后亦没有管理成本。
但构筑物的自身重度与浮力相差较大时,本方法将会增加工程量使土建造价提高,原因是配重部分要扣除浮力,导致配重部分的厚度增大;较大的埋深也将增加挖方量和排水费用,同时也会增大基底压力,引起较大的地基变形。
如采用底板上设低等级砼压重的方法,将会使壁板的计算长度H加大,而壁板根部的弯矩值与H是平方关系,这样会使壁板根部的弯矩值增长较快,弯矩值较大时,板厚和配筋也会相应增大;如采用较厚的钢筋砼底板的方法,其工程量与设低等级砼压重相差不多,壁板的弯矩值虽小,但底板的钢筋用量会有些许增加;如采用底板下设砼挂重的方法,壁板的弯矩值小,底板的钢筋用量也不会增加,但底板和挂重部分砼须用钢筋连接,施工比较麻烦,当地下水对钢筋和砼具有侵蚀性时,设砼挂重的方法须谨慎。
(二)锚固抗浮:锚固抗浮一般有两种方法:1、锚杆:锚杆是在底板和其下土层之间的拉杆,当底板下有坚硬土层且深度不大时,设锚杆不失为一种即简便又经济的方法;近年来,在饱和软粘土地基中,也有采用土锚技术的,也有采用短锚加扩大头技术的。
水池抗浮稳定性设计方案与分析摘要:水池抗浮稳定性设计方案,需要针对其各项影响因素,并结合实际工程案例进行具体的菊粉,并在完成设计后对整体抗浮稳定性及局部抗浮稳定性进行分别计算,确保数据可满足实际的应用需求。
在本文中,笔者将会以水池抗浮稳定性验算为切入方向,针对增加水池抗浮稳定性的各项要点在实际的工程案例中进行融合探讨,希望借此可对相关从业人员起到一定的借鉴价值。
关键词:半埋地式水池;整体抗浮稳定性;局部抗浮稳定性;埋置深度引言当前工业建筑设计中,水池建筑物极为常见,而这些水池的常见形式为埋地式水池、半埋地式水池、地上事水池三种,同时,在不同的工业领域,水池的划分又可形成多种不同的样式,例如玻璃工业设计中,常见的水池有循环水池、油水分离池、事故收集池等等。
对于工业应用而言,水池通常会被设计为埋地式或半埋地式,但是,如果水池所在地域的地下水水位较高,那么为了避免工程方案出现浮力不足的问题,水池的抗浮稳定性设计就成为水池结构设计的要点。
1、水池抗浮稳定性验算工业建筑设计过程中的水池抗浮稳定性设计通常分为两种,分别为整体抗浮设计与局部抗浮设计,而这两种设计的验算公式也存在着一定的差异。
根据行业内部规范,工程人员所使用的整体抗浮验算公式可总体归纳为:(建筑物自重与压重之和 / 浮力作用值)大于等于(抗浮稳定安全系数),其中安全系数为常数,而建筑物自重与压重之和可以进行调整,浮力作用值受水池结构设计影响。
其中,建筑物自重与压重之和通常用 G(k)表示,单位为 kN,池水自重不计入;浮力作用值通常用 N(w,k)表示,单位为 kN;抗浮稳定安全系数通常取 1.05。
如果以上验算公式成立,就可以依照行业设计规范,判断整体抗浮设计较为合理。
在整体抗浮验算公式的基础上,如果水池自身结构内部同步存在隔档结构,例如柱子与隔墙等(常见于大型工业建筑水池),工程设计者就需要根据局部抗浮设计的验算公式实施进一步验证,局部抗浮设计的基本公式为:(局部受荷区域的自重与压重之和 / 局部受荷区域的浮力作用值)大于等于(抗浮稳定安全系数),其中抗浮稳定安全系数为常数,而局部受荷区域的自重与压重之和可进行调控。
探究工程建设中水池的抗浮设计摘要:在市政,给排水和燃气工程建设中,一般都会有大量的埋地式水池构筑物,在建设地下水位较高地区的埋地式水池时,抗浮措施是设计中必须解决的一个重要问题,其中水池抗浮包含有整体抗浮和局部抗浮两类,整体抗浮设计只需通过在池体外压实填土配重解决,相对的,局部抗浮设计就会比较难以满足。
本文主要通过设计中的公式计算来解决在实际工程中水池局部抗浮设计常见问题的改善措施。
关键词:局部抗浮;配重;不透水层;变形协调引言水池一般由底板和壁板组成,有些水池设有顶板。
当平面尺寸较大时,为了减少顶板的跨度,可在水池中设中间支柱。
设计要求:在水压及其他荷载的作用下,池体的各部分应有足够的强度、刚度和耐久性;贮存水的渗透量应在允许的范围内;水池的材料应能防腐和抗冻,对水质无影响。
结构计算:水池所受的荷载除自重外,还有水压力、土压力和下述各种荷载。
在地震区,地震时可能引起自重惯性力、动水压力及动土压力;在寒冷地区,如无防寒措施,有可能产生冰压力。
此外,水池内外的温湿度差及季节温湿度差,也在水池中产生温湿度应力。
二、水池局部抗浮设计中的处理措施规范规定.设计中间立柱或隔墙等支撑构件的水池.局部区格或局部单元的抗浮设计应满足下式要求:Gn/(Yw X Hd×An)≥Km.且计算抗浮力时不应计入池内贮水重,上部设备重、池内物料重及池壁与土之间的摩擦力等。
水池局部抗浮简图如下:从局部抗浮设计计算公式可以看出,解决局部区格单元抗浮措施主要有两种途径。
一是增大Gn值,即增加局部区格单元的有效自重:二是减小Hn值.即减小地下水位。
具体措施如下:1、增加池体自重.如增大顶板.底板构件的厚度。
该项措施适用于水池埋深浅、上浮力较小或者池体白重与水浮力相差不多的情况。
工程实例统计表明,当池体自重与水浮力相差<15%时,可通过增加池体自重解决局部抗浮。
否则.顶板或底板厚度增加会增强温度作用对构件的不利影响导致混凝土量和用钢量增加.增大工程投资。
水池抗浮设计方案的分析与比较
毕雅明
【期刊名称】《结构工程师》
【年(卷),期】2008(024)001
【摘要】埋地式水池构筑物的抗浮设计方案的选择,影响到结构设计的合理性和工程造价的经济性.在对自重抗浮、压重抗浮、基底配重抗浮、打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮等常用方法介绍的同时,分析比较了各种方法的适用条件和经济性,以及对结构的相应影响.结合工程设计实例的讨论,为采用更为合理、经济的抗浮方案,设计时应注意根据工程的具体情况,基于对各种方案的分析比较,综合考虑后判断选择.【总页数】4页(P11-14)
【作者】毕雅明
【作者单位】同济大学建筑设计研究院,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
【相关文献】
1.水池抗浮水位的确定与抗浮方案合理选用 [J], 邬雷勇
2.钢筋混凝土水池抗浮设计方案的分析及比较 [J], 李著策;周韬;张跃
3.水池抗浮设计方案的选择 [J], 杜子博
4.水池抗浮稳定性设计方案与分析 [J], 郭晓品; 曾江; 张成钢; 沈红玲; 薛颖
5.某5000m^3水池的综合抗浮设计方案 [J], 刘森虎;刘萍;支伟英
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水池抗浮设计常用方法的应用及比较分析摘要:埋地式水池构筑物抗浮设计方法不仅直接决定着结构设计的合理性,而且还会对工程造价的经济性造成影响,基于此,为了制定出更加合理的水池抗浮方案,文中分别介绍了自重、压重、基底配重以及抗拔桩、锚杆抗浮方法,并且还对其进行了比较。
关键词:水池结构;钢筋混凝土;抗浮设计近几年内,随着我国环保法规的建立健全,市政环保行业也随之获得了较快的发展,因此,各个地区的给排水工程开始日益扩大规模,并且构筑物的尺寸也在逐渐变大。
另外,随着城市土地价格的日益上涨,为了节约大量建筑用地,全地下污水处理厂项目正在大力兴建,其中,地下水池的抗浮成为了地下水充足区域结构设计的主要内容。
除此之外,不同的抗浮设计方案还直接影响着工程造价与施工工期,为此,文中重点分析了水池抗浮设计常用方法的应用及比较。
1.基本要求1.1合理确定抗浮设计水位抗浮设计水位往往由地质勘察单位来确定,倘若地质勘测报告未对抗浮设计水位加以明确,一定要让地质勘察单位重新进行勘察,提供精准的抗浮设计数据。
1.2在施工图纸中标明抗浮计算符合要求施工中一定要采用相应的策略来降低地下水位,以此来避免施工阶段出现构筑物上浮事故。
1.3抗拔桩应该对裂缝宽度进行验算其最大裂缝宽度应该与地下水的腐蚀性和水位变化要求相符合,根据地下最高水位计算承载力与裂缝。
抗拔桩十分常用,而且施工方法是一项常规技术,较易对质量进行控制。
2.水池抗浮设计常用方法的应用和比较水池的抗浮计算公式如下:G/F≥1.05式中:G代表除去池内盛水的水池自重等长期作用负荷,如果构筑物属于沉井等侧壁密切接触土体的结构,可以计为侧壁上的摩擦力;F是地下水浮力。
2.1自重抗浮自重抗浮就是采用提升池体结构自重来实现抗浮。
通常情况下,当水池自重和地下水浮力相差较小时往往会采用此种方法。
另外,常常会以增加水池池壁或者是加厚底板来增加自重,从而可能增加混凝土用量,然而,由于增加了结构的厚度,能够使池中的配筋变小,降低配筋率,因此,相应地增加结构厚度,并不会明显提高成本。
水池施工中的抗浮措施当地下水位较高或雨、汛期施工时,水池等给水排水构筑物施工过程中需要采取措施防止水池浮动。
一、当构筑物有抗浮结构设计时(1)当地下水位高于基坑底面时,水池基坑施工前必须采取人工降水措施,将水位降至基底以下不少于500mm处,以防止施工过程中构筑物浮动,保证工程施工顺利进行。
(2)在水池底板混凝土浇筑完成并达到规定强度时,应及时施做抗浮结构。
二、当构筑物无抗浮结构设计时,水池施工应采取抗浮措施(一)下列水池(构筑物)工程施工应采取降(排)水措施(1)受地表水、地下动水压力作用影响的地下结构工程。
(2)釆用排水法下沉和封底的沉井工程。
(3)基坑底部存在承压含水层,且经验算基底开挖面至承压含水层顶板之间的土体重力不足以平衡承压水水头压力,需要减压降水的工程。
(二)施工过程降(排)水要求(1)选择可靠的降低地下水位方法,严格进行降水施工,对降水所用机具随时做好保养维护,并有备用机具。
(2)基坑受承压水影响时,应进行承压水降压计算,对承压水降压的影响进行评估。
(3)降(排)水应输送至抽水影响半径范围以外的河道或排水管道,并防止环境水源进入施工基坑。
(4)在施工过程中不得间断降(排)水,并应对降(排)水系统进行检查和维护;构筑物未具备抗浮条件时,严禁停止降(排)水。
三、当构筑物无抗浮结构设计时,雨、汛期施工过程必须釆取抗浮措施(1)雨期施工时,基坑内地下水位急剧上升或外表水大量涌入基坑,使构筑物的自重小于浮力时,会导致构筑物浮起。
施工中常采用的抗浮措施如下:1)基坑四周设防汛墙,防止外来水进入基坑;建立防汛组织,强化防汛工作。
2)构筑物下及基坑内四周埋设排水盲管(盲沟)和抽水设备,一旦发生基坑内积水随即排除。
3)备有应急供电和排水设施并保证其可靠性。
(2)当构筑物的自重小于其承受的浮力时,会导致构筑物浮起,应考虑因地制宜措施:引入地下水和地表水等外来水进入构筑物,使构筑物内、外无水位差,以减小其浮力,使构筑物结构免于破坏。
水池的抗浮摘要:本文总结了水池设计的抗浮问题及其解决方法,并通过实例进行说明。
关键词:水池抗浮;抗浮水位;抗拔桩前言水池的布置非常灵活,构造千变万化,分类较细,常常与给排水专业相结合,往往一个构筑物结合了不同类型的结构类型,所有这些都给结构设计人员怎么入手带来一定困难。
水池是一个混合的基础设计,概念设计是其首要不变的原则。
所以一个水池设计条件拿到手,脑中第一要考虑的就是这个水池的抗浮是否满足要求。
1.水池抗浮设计机理根据规范《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)5.4.3条第一款和《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS 138:2002)5.2.4条抗浮公式为:GK/NW,K≥KW,GK为水池自重及配重,NW,K为浮力作用值,KW为抗浮安全系数,取1.05。
抗浮包括整体抗浮和局部抗浮。
首先,讨论水池自重问题。
水池自重包括池壁,有内池壁和外池壁;有顶板和底板,底板包括外挑部分的重量;还有的水池含有梁柱结构,应该一并计入水池自重。
但是底板外挑部分上的填土应不应计入水池自重呢?这个问题分两步思考。
一:施工中,由于填土未压上,所以不计。
有的同志说,那施工时我同时进行降水措施,抗浮都不需要了。
但是按最不利原则,不排除施工方从经济角度出发未进行降水或天气突发状况连日暴雨,那就必须要计算在不计填土重的情况下进行抗浮验算。
二:施工完毕,填土压上,可以计入。
按压实度计土容重。
这两种情况,当然是第一种施工中较不利,因此,设计时,可不必考虑土重。
如果水池自重比较小,有如下几个方法:其一,可适当放大池壁及顶、底板的厚度。
需注意的是,加大底板厚度是保证构筑物底板上标高前提下进行的,换言之,底板厚度一增加,浮力也加大,对抗浮作用贡献不大。
其二,填土不能作为自重考虑,但是配重就可以。
比如,在底板外挑部分压上实心砖等措施。
其三,配重的另一种形式就是——在池底配重。
在某些地区,毛石并用素砼灌浆比较经济,但毋庸讳言,池底埋深加大,浮力也相应增大,效果不是很好。
水池抗浮措施1. 引言水池是一种常见的人工水体,用于储存和供应水资源,同时也在景观设计中起到美化环境的作用。
然而,由于地下水位变化、土壤沉降等原因,水池可能出现浮动问题,给使用者带来安全隐患和不便。
因此,采取一系列抗浮措施是必要的。
本文将介绍水池抗浮的原因、影响和解决方案,并详细讨论常见的抗浮措施及其适用条件,以期提供有关专业知识和实践经验。
2. 抗浮原因与影响2.1 抗浮原因在设计和建造水池时,需要考虑以下几个导致浮动问题的主要原因: - 地下水位变化:地下水位上升或下降会对水池产生压力或吸力。
- 土壤沉降:建造过程中未充分压实的土壤可能发生沉降。
- 黏土膨胀:某些黏土类型在吸湿后会膨胀,导致对水池施加上升力。
- 水压力:水池底部或侧面的水压力也可能导致浮动。
2.2 抗浮影响水池的浮动会对使用者和周围环境造成一系列影响: - 安全隐患:如果水池浮起,可能会导致破裂或倾斜,给人和财产带来伤害。
- 使用不便:浮动的水池难以维护和使用,可能导致供水中断、景观破坏等问题。
- 环境破坏:浮动的水池可能会导致周围土壤沉降、地基失稳等环境问题。
3. 抗浮措施为了解决水池抗浮问题,可以采取多种措施。
下面将介绍常见的抗浮措施及其适用条件。
3.1 增加重力增加重力是一种有效的抗浮措施,可以通过以下方式实现: - 加重物体:在水池底部放置适当的重物,如混凝土块、钢板等,增加整个系统的重量。
- 扩大底部面积:通过扩大底部面积来增加地基与土壤之间的摩擦力,减少浮动的可能性。
3.2 地下固定地下固定是另一种常用的抗浮措施,可以采取以下方法: - 锚固:使用钢筋、锚杆等将水池底部与地基连接起来,增加稳定性。
- 桩基础:在水池周围打入桩基础,增加整个系统的稳定性。
3.3 增加摩擦力增加摩擦力是一种有效的抗浮措施,可通过以下方式实现: - 土工合成材料:在水池底部或侧面铺设土工合成材料,增加土壤与水池之间的摩擦力。
浅析钢筋混凝土水池抗浮设计[摘要]当前很多的水池都出现了底部上浮现状,很多设计者都在对其进行合理的规划与改进,为了使大家更了解钢筋混凝土水池的抗浮设计,本文对此进行了一定的分析和探讨。
[关键词]钢筋混凝土水池抗浮技术有效设计在我国的建筑行业中尤其是一些钢筋混凝土建筑的水池中会出现水池上浮现象。
在多次的考察中,曾经发现某一个城市中有一个蓄水池,规模相对比较也是比较大型的蓄水池,在我们的调查中发现,该蓄水池建筑时间不是很长,同时该水池施工完成并经满水实验合格后才开始进入使用状态,但是进过一段时间的使用以后发现在蓄水池内有一些漂浮物,在其中的一个水池中底板及上顶盖混凝土梁出现裂缝并有上拱现象。
其他水池中还存有大量的沉降缝开裂,其中有很大的宽度,初步测量有10毫米之大,缝内所设的橡胶止水带已经被严重的拉开。
看起来很不像是一个新建没有多久的蓄水池。
根据这样的现状,可以看出有钢筋混凝土水池抗浮加固技术弊端的存在。
根据统计可以看出很多水池中抗浮技术都比较薄弱,很多的水池中都会出现以上的装抗,那么为了避免钢筋混凝土出现不必要的问题,本文对钢筋混凝土抗浮技术的合理设计进行了一定的分析和探讨。
一、对钢筋混凝土水池结构的分析现在的水池建筑中钢筋混凝土的运用非常的普遍,要对水池合理的设计就要掌握水池的结构。
一般的混凝土水池为矩形居多,在水池的钢筋混凝土矩形水池作为特种结构,被广范应用于工业与民用建筑的给水、消防、排污工程中。
钢筋混凝土矩形水池(以下简称水池)池体结构一般由池壁、底板和顶盖(是否封闭加盖由工艺需要决定)所组成。
水池按有无顶盖,可分为无顶盖的开敞式池、有顶盖的封闭式池和带走道板的半封闭池;按安置方式,可分为地上式、半地上式、地下式。
在对水池的设计过程中要非常注意水池的结构措施。
矩形水池实际是空间结构体系,其自身约束和外界条件的约束都十分复杂,除了通过计算来满足水池的强度、稳定和裂缝宽度要求外,更应该采用构造措施,加强结构的整体刚度,增强其防水、抗渗和耐冻性能,所以必须重视水池的构造措施。
水池抗浮设计方案的分析与比较提要对目前在水池抗浮设计中常用的各种方案进行了较为深入的分析,并针对各种抗浮措施在其适用条件及经济性、可行性上进行比较。
有利于在工程设计中采用更为经济、合理的抗浮方案。
关键词水池抗浮,抗浮设计,抗浮措施1 概述在市政、环境、水利和工业项目建设中,有大量的埋地式水池构筑物。
对于建设在地下水位较高地区的埋地式水池,其抗浮措施是设计中必需解决的重要问题之一。
目前在抗浮设计中常用的方法有自重抗浮、压重抗浮、基底配重抗浮、打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮等多种。
这些方法各有特点,针对不同的建设场地和不同结构体型的池子,选用不同的抗浮措施,会对结构受力和工程造价产生较大的影响。
2抗浮设计方案的分析与比较水池的抗浮计算公式为:G/F≥1.05式中:G为不含池内盛水的水池自重等永久作用荷载,当构筑物为沉井等侧壁与土体紧密接触的结构,可计入侧壁上的磨擦力;F为地下水浮力。
下图为水池考虑整体抗浮时的抗浮力示意图:其中:G1为池体自重;G2为池内压重;G3为池顶压重;G4为池壁外挑墙址上压重;G5为池底板下部配重;N1为池底抗浮桩或锚杆的抗拔力。
在水池内设置支承结构时,水池还需验算局部抗浮,其抗浮力示意图如下:此时各抗浮力均为每一支承单元内的值。
2.1自重抗浮自重抗浮即通过提高池体结构自重G1来达到抗浮的目的。
此种方法一般适用于水池自重与地下水浮力相差不大的情况下。
增加自重一般通过增加水池池壁或加厚底板来实现,这样会增加混凝土用量,但由于结构厚度的增加,可以减小池内配筋,降低配筋率,所以适当的增加结构厚度,其造价的增加幅度并不很大。
同时,此方法加大了结构件的截面,提高了结构刚度,对池体结构本身进行了加强。
采用自重抗浮对于原设计水池截面配筋率相对较大的水池最为经济适用,若原水池截面配筋率不大,增大截面后有可能使结构构件为满足最小配筋率而增加钢筋用量,这样池体造价会大幅上升,宜考虑采用其它抗浮措施。
根据工程实践,在自重与地下水浮力相差在10%以内的情况下,通过增加结构自重抗浮具有较好的经济性。
若自重与地下水浮力相差达15%,考虑到1.05的抗浮系数及由于结构尺寸加大新增的浮力,结构自重需增加的量一般可表达为:0.15G1×25/(25-10)×1.05=0.263G1可见此时池体需加重25%以上才能满足抗浮,此时应考虑结合其它措施抗浮,以达到经济合理的效果。
2.2压重抗浮压重抗浮是通过在池内、池顶或池底外挑墙趾上压重来抗浮。
池内压重即增加G2抗浮,一般需将池体落深,在池内填筑压重混凝土或浆砌块石等其它材料来达到抗浮的目的。
此法增加了基坑深度和池壁高度,但一般不会增加池底所受的不均匀荷载反力,对底板的内力影响较小。
池顶压重则增加G3,常用于埋地式水池或半埋地的水池,如自来水厂的清水池、吸水井和一些埋地式污水处理构筑物等等。
采用此法,可充分利用池顶覆土种植绿化或作为活动场地。
但池顶压重会大大增加池顶板和底板的荷载,使顶底板的结构厚度和配筋都相应增加。
在外挑墙趾上压重增加了G4,它不增加基坑深度,但一般均需将底板外挑较大范围,增加基坑面积,并且对邻近建构筑物或管线等的布置造成一定的影响,另外会增加池底所受的不均匀荷载反力,使池底板的内力增大。
此法可直接利用外挑墙趾上的回填土自重或填筑毛石等自重较大的材料抗浮,若直接利用回填土,考虑到回填土的不均匀性及填挖的不确定性,一般应乘0.8~0.9的折减系数。
它常用于一般中小型的水池抗浮,但不宜用在平面尺寸较大的水池,对需考虑局部抗浮的水池也不适用。
2.3池底配重抗浮池底配重抗浮即增加G5,是在水池基础底板以下设配重混凝土,通过底板与配重混凝土的可靠连接来满足抗浮要求。
其典型例子就是在沉井结构设计中,如果井体的自重不足以满足抗浮要求,可在底板与封底混凝土间设置拉结短筋,利用封底混凝土的自重抗浮。
此法用于一般水池时,其受力情况近似池内压重抗浮,它不需增加池壁高度,但要保证底板与配重混凝土的可靠连接,并且其配重材料一般应采用标号不小于C15的混凝土。
基底配重抗浮一般比池内压重抗浮更为经济,但若池内压重可在工程所在地就地取材采用块石等,则造价可能比基底配重更低。
2.4打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮打抗拔桩抗浮或打土层锚杆抗浮对池体的受力情况相似,它们是通过桩或锚杆的抗拔力N1来抗浮。
此类方法对大体积埋地水池的抗浮相当有效,它不仅能满足池体的整体抗浮,还能通过合理布桩或锚杆,很好地解决大形水池的局部抗浮问题。
打抗拔桩或打土层锚杆是利用桩或锚杆的锚固力来抗浮,抗拔桩的抗拔力由桩体与土的摩擦力和桩身抗拉强度中取小值,一般情况下由桩体与土的摩擦力控制。
为增加桩体摩擦力,桩径越小则同体积桩体的表面积越大,摩擦力也越大。
另外,由于大部分水池为平板基础,若单桩抗拔力过大,对底板的集中荷载作用明显,必须进行局部加强或改变底板结构形式才能承受抗拔力,这样使造价进一步増加。
所以,抗拔桩一般宜选用桩径较小,单桩抗拔力相应较小的桩进行密布。
抗拔桩的桩长宜尽量控制在单节桩的长度范围内,这样可以减少接桩费用及避免由于接桩不牢固造成抗拔力损失。
由于桩端承载力对抗拔力无帮助,所以一般无需打入硬土层。
锚杆抗浮分为岩石锚杆和土层锚杆二种。
岩石锚杆适用于基础直接座落于基岩上的情况,由于锚杆直接插入基岩灌浆,岩石锚杆的抗拔力较大。
在一般土层中则为土层锚杆,影响土层锚杆抗拔力的因素比较多,对设计和施工的要求也比较高。
岩石锚杆和土层锚杆设计适用的规范为“ GB 50330-2002”和“GB50007-2002”中有关内容,上海地区可按上海市标准“DBJ08-40-94”中有关内容设计。
采用锚杆技术造价相对较低,同时锚杆的布置密度相比抗拔桩较密,对池底板的整体作用更接近于均布荷载,有利于底板的防渗裂。
但锚杆施工具有一定的专业性,其浆液的配制及施工过程的技术控制对锚杆的抗拔效果有决定性作用,所以应由专业队伍施工。
与锚杆技术相比,抗拔桩较为常用,且施工方法属于常规技术,易于控制质量。
当水池座落于软弱土层上时,抗拔桩结合承重桩和沉降控制桩一起设计,可具有很好的经济性。
2.5其它抗浮方式除上述抗浮方案外,还有降水抗浮和设观察井抗浮等方式,它们是通过降低地下水位或通过观察地下水在低水位时才允许排空水池的方法抗浮。
此类方法由于易造成生产运行和管理方面的不便,在市政给排水工程设计中应用很少,此处就不再展开论述了。
2.6工程设计实例此处以“山东省枣庄市台儿庄区污水处理厂工程”中二沉池为例,选择几种不同的抗浮方案进行比较。
本工程地质土层情况为:1层粉质粘土层f ak=160Kpa 厚1.2m2层粘土混姜石层f ak=180Kpa 厚2m3层粘土层f ak=200Kpa f rb=28Kpa 厚度>10m地下水抗浮设计水位为场地设计地面下1.3m。
二沉池为内径42m圆形锥底水池,内底面埋深3.4~4.5m,地上部分高1.6m。
池体自重G1=27508KN;浮力F=39285KN其截面简图如下:分别采用压重抗浮、打抗拔桩抗浮和打土层锚杆抗浮的方案进行计算比较。
(1)压重抗浮:采用池内压重与池周外挑墙址上压重结合的方式。
将原锥形池底做成平底后在池内填筑毛石混凝土形成锥底,另外底板外挑墙址上填土分层压实。
其截面简图如下:此法增加工程量如下:池壁增加钢筋混凝土重G1’=1096KN池内填筑毛石混凝土重G2=25386KN池壁外挑墙址上土重G4=2436×0.8=1949KN总浮力变为F’=53048KN总抗浮力为∑G =G1+G1’+G2+G4=55939∑G/F’=55939/53048=1.054>1.05满足(2)打抗拔桩抗浮:采用D400预应力混凝土管桩,壁厚95mm,桩长10m。
单桩抗拔力设计值N1=200KN共需桩数=(1.05F-G)/200=(39285×1.05-27508)÷200=69根经布桩后取72根总抗浮力为∑G =G1+72N1=41908∑G/F=41908/39285=1.07>1.05满足(3)打土层锚杆抗浮:采用锚杆长8m,直径150,锚固体为M30水泥砂浆,杆体采用1Ф25螺纹钢筋。
锚杆抗拔力设计值N1=πd f rb /1.3=(28×π×0.15×8)÷1.3=81KN共需锚杆数=(1.05F-G)/81=(39285×1.05-27508)÷81=170根总抗浮力为∑G =G1+170N1=41278∑G/F=41278/39285=1.051>1.05满足抗浮设计技术经济比较抗浮方式压重抗拔桩土层锚杆施工复杂程度常规施工技术,对工期影响不大。
需增加打桩工种,打桩和试桩对工期有一定影响。
施工时的技术控制对质量起关键作用,需专业队伍施工。
抗浮增加工程量钢筋混凝土池壁44m3;毛石混凝土1015 m3;基坑挖方1100 m3。
长10米D400预应力混凝土管桩72根。
ø150,长8m砂浆土层锚杆170根。
增加投资401282元136857元82855元根据以上对比可见,本池由于平面尺寸及浮力较大,自重较轻,其自重与地下水浮力相差达30%,所以采用压重抗浮的造价大大增加,明显不经济。
采用打抗拔桩或土层锚杆抗浮较为合适,其中尤以土层锚杆更为经济,但土层锚杆对施工队伍的要求较高。
本工程考虑到做土层锚杆抗浮在当地缺乏经验,所以未采用锚杆抗浮;另外,整个工程仅此池子下打桩对施工管理和工期有所影响。
最后经工艺调整后将水池整体抬高0.5米后采用压重抗浮。
3结论综上所述,抗浮设计的原理虽然简单,但其方案的不同对结构受力及工程造价会产生较大的差异。
工程设计中,为了达到经济、可靠、易操作的目的,抗浮设计方案往往由几种不同的措施组合而成。
另外,进行抗浮设计时还必需综合考虑工程所在地的具体情况,做到就地取材,因地制宜,尽量符合当地的施工力量现状和习惯做法,以便在确保质量的前提下做到既经济又合理。