地下水池荷载考虑说明
地下水池抗浮设计处理
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。
水池计算书
水池计算书☆壁板计算☆（1）荷载计算，图（1）摩擦角φ=15°；土的重度γ＝18KN/m3；土的饱和重度γ'＝19.1KN/m3地面活载q＝10KN/m；H1=0.5m；H2=4m；计算过程：地面活荷载侧压力：Pa=q×tg2(45°－φ/2)=5.89KN/m2；水侧压力：Pw=γW×H2=40.00KN/m2地下水面处：Pc=γ×H1×tg2(45°－φ/2)＋Pa=11.19KN/m2b点土压强：Pb=Pc+Pv+PW=11.19+(γ'-10)×H2×tg2(45°－φ/2)+40.00=72.62KN/m2 LX=7.5m；LY=4mLY/LX=.533（2）μ＝1/6 ；按照三边固支一边自由进行计算，图（2）在矩形荷载作用下：Pa×LX2=331.19KN-m查表计算结果如下：M0XZ1=-.06070×331.19=-20.104KN-m MOx1=.02500×331.19=8.280KN-mMX1=.01160×331.19=3.842KN-mMY1=.00340×331.19=1.126KN-mM0X1=-.03220×331.19=-10.664KN-mM0Y1=-.05130×331.19=-16.990KN-m在三角形荷载下：(Pb-Pa)×LX2=3,753.62KN-m查表计算结果如下：M0XZ2=-.01260×3,753.62=-47.296KN-m MOx2=.00680×3,753.62=25.525KN-m MX2=.00400×3,753.62=15.014KN-mMY2=.00380×3,753.62=14.264KN-mM0X2=-.01240×3,753.62=-46.545KN-m M0Y2=-.02150×3,753.62=-80.703KN-m迭加后：M0XZ=M0XZ1+M0XZ2=-67.399KN-mMOx=MOx1+MOx2=33.805KN-mMX=MX1+MX2=18.856KN-mMY=MY1+MY2=15.390KN-mM0X=M0X1+M0X2=-57.209KN-mM0Y=M0Y1+M0Y2=-97.693KN-m（3）池内壁水压计算：水池水位高度：3mLx=7.5m；P=30KN/m在水压力的作用下：M0XZ水=-.01260×1,687.50=-21.263KN-m MOx水=.00680×1,687.50=11.475KN-m MX水=.00400×1,687.50=6.750KN-mMY水=.00380×1,687.50=6.413KN-mM0X水=-.01240×1,687.50=-20.925KN-m M0Y水=-.02150×1,687.50=-36.281KN-m☆底板计算结果☆底板的计算类型为四边固支线荷载q=50KN/m；LX=4m；LY=7mLX/LY=.571Min(LX,LY)=4m在矩形荷载下，查表得：MX=.03773×50×4×4=30.184KN-MMY=.00646×50×4×4=5.168KN-MM0X=-.08050×50×4×4=-64.400KN-MM0Y=-.05710×50×4×4=-45.680KN-M调整后得：MX=(30.184+5.168/6)=31.045KN-MMY=(5.168+30.184/6)=10.199KN-MM0X=-64.400KN-MM0Y=-45.680KN-M☆裂缝宽度验算计算结果☆板的混凝土等级：C30受拉区主筋为二级钢筋，直径14mm，间距200mmMK=07KN-m，混凝土保护层厚度：C=30mm；板厚：250mmftk=2.01N/mm2；Es=200000N/mm2；h0=225mmATe=0.5bh；dEq=14.000mmρTe＝As/ATe=769.3/125000=.006取PTe=.010σSk＝MK/(0.87×h0×As)=46.484ψ＝1.1－0.65fTk/ρTe×σSk= -1.711取ψ=.200Wmax=2.1×σSk(1.9C+0.08dEq/ρTe)/Es=.01650mm裂缝宽度满足要求！☆抗浮验算计算结果☆底板面积A＝168m2；地下水位距底板地面的距离H=5m底板重G1=1470KN；顶板重G2=630KN；壁板重G3=2720KN；设备总重G4=0KN；其余杂项G5=1512KN；水的重度γW=10KN/m3浮力：F=A×H×γW＝168×5×10=8400KN抗浮力：∑G＝G1+G2+G3+G4+G5=1470+630+2720+0+1512=6332KN抗浮安全系数：Kf= ∑G/F=6332/8400=.754<1.05××××抗浮安全系数不满足抗浮要求！。
水池结构计算方法其实很容易!
水池结构计算方法其实很容易！- 结构综合资料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。
由正方形板和矩形板组成的钢和钢筋混凝土矩形水池可用有限元法进行较为精确的分析，或采用近似方法计算。
矩形水池高宽比大于2的称为深池；小于0.5的称为浅池；介于0.5～2.0之间的称为一般池。
深池壁板在高度的中间部分受顶板和底板的影响很小，可按水平框架进行计算；在靠近顶板和底板的某一高度范围内（通常取等于宽度的一半）,壁板受顶、底板的影响较大,应按三边支承一边自由的双向板计算；在平面尺寸较小时，深池的底板和顶板可按四边嵌固的板计算。
浅池的壁板高度小、宽度大，中间部分受相邻壁板的影响很小，可作为竖直的单向板计算；壁板两侧边部分因受相邻壁板的影响，应按双向板计算。
一般池的底板、壁板和顶板都是双向板，当每块板的四边都有支承时，整个水池可看作连续的双向板，各板的边缘弯矩可用双向板的弯矩分配法求得；然后用叠加法求各板的跨中弯矩。
在目前所采用的双向板弯矩分配法中，假定矩形板的边缘弯矩是按正弦曲线分布的，这一假定对均布荷载情况比较合理；但对非均布荷载（如作用于壁板上的水压力是三角形的荷载），则有一定的误差。
此外，弯矩传递系数还没有反映与板接触的地基的影响。
无论是圆形水池或是矩形水池，作用在底板上的地基反力应按弹性地基理论计算。
但当水池的平面尺寸较小时，地基反力可以假定按直线规律变化。
对钢、钢筋混凝土和砖石水池，都应进行强度计算。
水池结构计算方法
水池结构计算方法随着现代城市建设的飞速发展，人工水池的建设与利用越来越普遍，这些水池为人们提供了娱乐休闲的场所，同时也起到了保护环境，减轻城市排水压力，提高水资源利用率等多种作用。
而在水池的设计与建设中，结构计算是至关重要的一步，本文将从三个方面介绍水池结构计算方法。
一、水池截面形式与荷载计算水池的截面形式和荷载计算是水池结构计算的关键，主要涉及到以下几个方面：1.截面形式水池截面形式可以分为矩形、梯形、圆形、多边形等多种形式，不同的形式有着不同的应用场景和应力特点，设计者需要根据具体情况进行选择与计算。
2.荷载计算荷载计算包括水压、波浪、风压、雨雪等因素，其计算公式如下：水压：P=γh波浪：P=0.5γhmax风压：P=0.6KtKvqCfA雨雪：P=ρgh其中，γ表示水密度，h表示水深，hmax表示波高，Kt、Kv、q、Cf、A、ρ分别表示风力系数、曝露系数、风速、摩擦系数、受风面积和雨雪密度。
通过以上计算，可以得出水池结构的最大承载力和应力分布情况。
二、材料选择与构造设计材料选择和构造设计是水池结构计算中的关键点，主要涉及到以下几个方面：1.材料选择水池材料可以选择钢筋混凝土、预应力混凝土、砖石结构等多种材料，其选择需要考虑力学特性、强度、稳定性、防水性以及施工难度等因素。
2.构造设计水池的构造设计包括墙体、底板、排水系统、防水层等方面，需要保证其结构强度、稳定性、防水性以及合理的排水设计。
三、结构分析与优化设计结构分析和优化设计是水池结构计算中的重要部分，涉及到以下方面：1.结构分析通过有限元分析等手段对水池结构进行力学分析，得出水池在不同荷载条件下的应力、变形等参数，并进行比较和分析。
2.优化设计通过对结构分析结果的比较和分析，对不合理的结构进行优化设计，既提高了结构在荷载条件下的承载能力，又减轻了结构本身的重量和成本。
总之，水池结构计算方法涉及到多个方面，设计者需要根据实际情况进行综合考虑，以保证水池结构的牢固稳定、防水耐久，为人们营造一个安全、舒适的环境。
水池设计经验谈
水池设计经验谈水池设计注意几个方面的问题：1、水池壁厚的选取（我建议选取在150~300），因为太厚对温度应力不利，太薄，会对施工造成难度。
2、就是池壁荷载的组合了：一般有两种组合：1）池内有水，池外无土2）池内无水，池外有土3、池壁的计算简图：一般常用3种计算模式1）三边嵌固顶端自由（或简支）的三边（或四边）支撑双向板计算；2）当高宽比过大的时候，可以按两部分的组合（三边嵌固一边自由的三边支撑双向板+水平闭合框架）；3）按悬臂板计算；但是要注意顶端的支撑条件：当和盖板现浇的时候为铰接计算，为预制顶盖时为自由边考虑4、水池底板的计算了：厚度的选择：一般不小于150荷载组合，注意不要遗漏水的浮力计算简图可以采用四边嵌固板计算5、就是一些构造措施了另要注意的一点是：计算池壁的土压力时，活荷载取值不应小于10，而且还要了解一下看看是否过消防车（若过的话，要取相应的荷载）我在实际工作中也习惯按《地下工程防水技术规范》中的要求，在迎水面取钢筋保护层厚度为50mm。
前不久看见一篇文章，有不同观点，也很有道理，所以欢迎大家参与谈论：《PKPM新天地》2004年第三期第6页，四川省建筑设计院胡允棒总工认为地下室外墙迎水面的混凝土保护层厚度不必取50mm。
《地下工程防水技术规范》GB50108-2001中4.1.6条第3款规定已经不是强制性条文，由于《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第9.2.1条（强制性条文）规定墙在二a类环境的混凝土保护层最小厚度为20mm，故地下室外墙迎水面的混凝土保护层厚度可取20mm，不必取50mm。
如坚持取50mm，应参照《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 第9.2.4条规定，对保护层“采取有效的防裂构造措施”，如配置防裂钢筋网等。
我所计算过的水池当中，大部分的池壁配筋都不是以强度来控制，而是以裂缝来控制，对于一般不出现裂缝的池壁，按δf=0.2mm来取的话，配筋就以它的大小起控制作用了。
地下消防水池
水池（泵房）的设计注意：以下“水池”均代表“地下水池”1、什么是深基坑？深基坑与设计及施工的关系？答：深基坑的定义：建设部建质200987号文关于印发《危险性较大得分部分项工程安全管理办法的通知》规定：一般深基坑是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。
2、水池顶板、侧壁、底板各自厚度如何确定？答：顶板厚度:根据计算确定。
侧壁：厚度不宜小于250mm。
（地下工程防水技术规范第10页）底板：依据筏板基础，不小于400mm。
（高规121页）3、水池顶板、侧壁、底板如何计算？答：顶板按简支板计算，侧壁按1m宽的板带计算（梁），底板同侧壁。
4、水池底板侧壁外侧为什么要悬挑？外侧不悬挑时画图应该注意什么，如何满足钢筋锚固？底板钢筋在端部什么情况下需要弯折？底板端部需要配筋吗？答：5、水池什么情况下需要设置暗柱？暗柱怎么配筋？如何计算？答：水池跨度较大，以及在拐角处需设暗柱；计算配筋，按悬挑梁进行计算。
6、水池顶板为什么要覆土？覆土厚度怎么确定？最小覆土厚度可以为多少？答：7、水池顶部活荷载怎么取值？答：根据实际情况计算。
8、水池抗浮力计算要注意什么？抗浮力水位怎么确定？抗浮力计算不满足时最好的处理办法是什么?水池底板有悬挑时外侧土的容重计算注意什么？答：我个人认为计算时要按水池无水时计算；查地勘；加大底板厚度，增加底板悬挑长度；注意计算土的浮重度。
9、水池侧壁之间、侧壁与顶部按铰接计算合理还是刚接合理？答：铰接合理。
10、（弱）酸性水池、（弱）碱性水池怎么做防腐处理？答：做外防水，刷防腐涂料，以及用耐酸（碱）性混凝土。
11、水池侧壁内侧、侧壁外侧、顶板、底板的保护层厚度怎么确定？答：根据混凝土规范确定，顶板和侧壁不应小于25mm(二类环境b），基础不应小于40mm。
12、水池顶部做上反梁时应注意怎么？答：13、导流墙洞口留设位置怎么确定？导流墙如何计算？答：14、水池底板与侧壁之间、侧壁之间、侧壁与顶板之间为什么要加腋、腋角大小如何确定？腋角如何配筋？腋角一定要45度吗？什么情况下可以取消腋角？答：转角加腋主要是构造要求，解决应力突变问题，防止裂缝。
水池计算书
矩形水池设计执行规范:《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB 50069-2002), 本文简称《给排水结构规范》《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS 138-2002), 本文简称《水池结构规程》钢筋： E - HRB4001 基本资料1.1 几何信息水池类型: 有顶盖半地上长度L=7.750m, 宽度B=14.300m, 高度H=6.350m, 底板底标高=-1.850m池底厚h3=350mm, 池壁厚t1=300mm, 池顶板厚h1=150mm,底板外挑长度t2=350mm注：地面标高为±0.000。
(平面图) (剖面图)1.2 土水信息土天然重度18.00 kN/m3 , 土饱和重度20.00kN/m3, 土内摩擦角30度修正后的地基承载力特征值fa=210.00kPa地下水位标高-2.000m,池内水深5.000m, 池内水重度10.00kN/m3,浮托力折减系数1.00, 抗浮安全系数Kf=1.051.3 荷载信息活荷载: 池顶板1.50kN/m2, 地面10.00kN/m2, 组合值系数0.90恒荷载分项系数: 水池自重1.20, 其它1.27活荷载分项系数: 地下水压1.27, 其它1.27活载调整系数: 其它1.00活荷载准永久值系数: 顶板0.40, 地面0.40, 地下水1.00, 温湿度1.00不考虑温湿度作用.1.4 钢筋砼信息混凝土: 等级C30, 重度25.00kN/m3, 泊松比0.20纵筋保护层厚度(mm): 顶板(上35,下35), 池壁(内35,外35), 底板(上35,下35) 钢筋级别: HRB400, 裂缝宽度限值: 0.20mm, 配筋调整系数: 1.00按裂缝控制配筋计算构造配筋采用水池规程CECS138-20022 计算内容(1) 地基承载力验算(2) 抗浮验算(3) 荷载计算(4) 内力(不考虑温度作用)计算(5) 配筋计算(6) 裂缝验算(7) 混凝土工程量计算3 计算过程及结果单位说明: 弯矩:kN.m/m 钢筋面积:mm2裂缝宽度:mm计算说明：双向板计算按查表恒荷载:水池结构自重,土的竖向及侧向压力,内部盛水压力.活荷载:顶板活荷载,地面活荷载,地下水压力,温湿度变化作用.裂缝宽度计算按长期效应的准永久组合.3.1 地基承载力验算3.1.1 基底压力计算(1)水池自重Gc计算顶板自重G1=415.59 kN池壁自重G2=1882.24kN底板自重G3=1109.06kN水池结构自重Gc=G1+G2+G3=3406.89 kN(2)池内水重Gw计算池内水重Gw=4897.75 kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量Gt1= 0 kN池顶地下水重量Gs1= 0 kN底板外挑覆土重量Gt2= 429.98 kN基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 429.98 kN基底以上的地下水总重量Gs = Gs1 + Gs2 = 0.00 kN(4)活荷载作用Gh顶板活荷载作用力Gh1= 166.24 kN地面活荷载作用力Gh2= 159.25 kN活荷载作用力总和Gh=Gh1+Gh2=325.49 kN(5)基底压力Pk基底面积: A=(L+2×t2)×(B+2×t2)=8.450×15.000 = 126.75 m2基底压强: Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A=(3406.89+4897.75+429.98+0.00+325.49)/126.750= 71.48 kN/m2 3.1.2 结论: Pk=71.48 < fa=210.00 kPa, 地基承载力满足要求。
浅析地下水池的结构设计
浅析地下水池的结构设计作者：孙晗来源：《城市建设理论研究》2013年第17期摘要:随着我国经济水平的不断提高，要求工业及民用建筑配套设施更加完善，水池设计逐步向着大型化、复杂化发展。
本文分析了地下水池的结构设计要点，以提高水池设计的科学性和经济性。
关键词:水池结构;强度;稳定性;抗渗性中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：引言水池结构是特种结构的一种。
水池也称为储液池,就是储存水、石油及各种液体的构筑物。
在给排水工程、冶金、石油、化工等各种工业企业中得到广泛的应用,如沉淀池、污水池、地下储油池等;在民用建筑中,也常是必要的附属设施,如消防水池、地下化粪池、屋顶的二次供水池及水塔等。
一、水池的分类及适用条件1、按建筑材料分类(1)钢筋混凝土水池:适用与容量较大、抗渗抗裂性能要求较高的水池。
(2)预应力混凝土水池:有良好的抗渗抗裂性能,可以使截面在任何荷载组合下,始终处于受压状态,能充分发挥混凝土的优越性能,适用于大容量水池。
(3)砖石水池:宜于就地取材,适用于容量在500m3以下,无抗渗抗裂要求或抗渗抗裂要求较低及要求其有一定渗漏的水池,此种水池一般需具有较好的地基条件。
2、按施工方式分类(1)现浇钢筋混凝土水池:施工技术和施工工序较为简单,这种水池目前应用较为广泛。
(2)装配式钢筋混凝土水池:由于混凝土的干缩已在分块预制过程中完成,故能减少混凝土出现早期裂缝,并能节约模板,充分利用机械,加快施工进度。
3、按安置位置分类可分为地下水池、半地下水池、地上水池及架空水池。
地下式和半地下式水池受大气温度影响较小,由此而引起的应力也较小。
在使用期间,由于池壁外面有土,存在土压力,能抵消一部分池内的液体压力,可使池壁长期处于较低的应力状态;但若埋得过深,会使顶盖和底板的荷载增大,反使材料消耗增多;此外在地震区,地下式和半地下式水池的抗震性能较好,一般在8度地震区可以不进行抗震验算。
4、按其形状分类可分为矩形水池与圆形水池,单格水池与多格水池,开口水池与封闭水池等。
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底板厚为350mm地下水池荷载考虑说明
1）考虑地下水池底板反力作用：
考虑室外长期地下水位标高为室外地面以下1.0m,即相对于室内标高为-1.5m
底板水浮力面荷载为（4.2+0.35-1.5）x10=30.5 KN/m2
底板自重面荷载为25x0.35=8.75 KN/m2
地下水池底板反力为30.5-8.75=21.75 KN/m2
2）考虑地下水池蓄水3.2m高后的底板面荷载作用力：
底板蓄水3.2m高面活荷载为 3.2x10=32KN/m2
考虑室外长期地下水位标高为室外地面以下2.0m,即相对于室内标高为-2.5m
所以底板面活载为32-20=12KN/m2
底板自重面荷载为25x0.35+17x0.02=8.75 +0.34KN/m2=9.09KN/m2
楼梯间底板自重面荷载为25x0.35+17x0.02+18x0.5
=8.75+0.34+9KN/m2=18.09 KN/m2
依据以上两种情况对模型进行受力分析取不利情况进行设计，具体计算结果详见混凝土构件配筋简图。
土压力计算：
已知:回填土内摩擦角。
地面活载,
所以土的侧压力系数-
地下室上部：挡土高度H=3.70m,设地下水水位在-2.0m处，则
地下水以上土侧压力=18x1.5x0.357=9.64KN/m2
地下水以下土侧压力=（18-10）x（3.7-1.5）x0.357=6.28KN/m2
水压力=10x（3.7-1.5）=22KN/m2
则等效均布荷载P=22+(9.64x1.5)/(2x3.7)+(9.64x2+6.28)x2.2/(2x3.7)
=22+1.95+7.60
=31.55KN/m2。