地下水池在施工期间的抗浮计算
地下水池在施工期间的抗浮计算
摘要:地下水池在施工期间的抗浮是困扰技术人员的一个难题,笔者首先介绍了水池抗浮方案的比较分析,结合实际工程,详细介绍了水池的抗浮设计及计算,同时,对设计方案进行了优化比选,可供相关技术人员参考。
关键词:地下水池、抗浮、设计
1引文
在市政、环境、水利和工业项目建设工程中,有大量的埋地式水池构筑物。
当构筑物建设在地下水位较高地区时,埋地式水池构筑物的抗浮措施是设计中必须解决的重要问题之一。
因建设场地的不同,或是结构体型的不同,埋地式水池构筑物的抗浮设计方案可有不同的选择。
选用的抗浮设计方案合理与否,对结构受力和工程造价会产生较大的影响。
本文基于抗浮稳定性的设计验算要求,介绍目前在抗浮设计中常用的自重抗浮、压重抗浮、基
底配重抗浮、打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮等方法的施工技术与适用条件,以及对结构设计的影响。
在此基础上,结合工程实例对抗浮设计方案的合理选择作进一步的讨论。
2抗浮设计方案的分析与比较
水池抗浮设计时,其整体抗浮稳定性验算公式为:
G≥1.05F
式中,G为水池内不盛水时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,可计人侧壁上的摩擦力;F为地下水浮力。
图1为考虑水池整体抗浮时的抗浮力示意图。
图中,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。
对设置有中问支柱的封闭式水池,除验算整体抗浮稳定性外还需验算局部抗浮。
验算时,局部抗浮力按图2考虑。
图中,各抗浮力均为每一支承单元内的值。
图1整体抗浮时的水池抗浮力图2局部抗浮时的水池抗浮力
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。
此法一般适用于水池自重与地下水浮力相差不大的情况。
自重的增加一般通过加大水池池壁或底板来实现,这样做虽然会增加混凝土用量,但由于结构厚度的增加,可以降低池壁与底板的配筋
率,减小钢筋用量,所以适当地增加结构构件的截面,对造价的增加幅度并不很大。
同时,构件截面的加大,相应也提高了水池结构的刚度。
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。
但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,池体造价会因此上升,这时宜考虑采用其他的抗浮措施。
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他材料来达到抗浮的目的。
此法增加了池壁高度和基坑深度,但一般不会增加池底所受的不均匀地基反力,故对底板的内力影响较小。
池顶压重即增加G3,常用于埋地式或半埋地式水池,如自来水厂的清水池、吸水井和一些污水处理构筑物等。
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。
外挑墙趾上压重即增加G4,这样做不需增加基坑深度,但一般均需将底板外挑较大范围,以增加基坑面积,并且可能对相邻的建筑物、构筑物或管线等造成一定的影响,另外会增加池底所受的不均匀地基反力,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。
此法常用于一般中小型水池的抗浮,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问设置拉结短筋,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,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强度等级不小于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用块石等,则池内压重抗浮的造价可能比基底配重抗浮更低。
2.4打抗拔桩抗浮或打锚杆抗浮
打抗拔桩抗浮与打土层锚杆抗浮的方法相似,分别是通过桩或锚杆的抗拔力N1来抗浮,即利用桩或锚杆对池体的锚固力来抗浮。
此类方法对大体积埋地水池的抗浮相当有效,不仅能满足池体的整体抗浮,还能通过桩或锚杆的合理布置,很好地解决大型水池的局部抗浮问题。
抗拔桩的抗拔力设计按桩体与土的摩擦力和桩身抗拉承载力的较小值取用,一般情况下由桩体与土的摩擦力控制。
桩径越小,同体积桩体的表面积越大,则摩擦力也越大。
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,此时为承受此抗拔力而必须采取的底板的局部加强或改变底板的结构形式,会使造价进一步增加。
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以及避免由于接桩不牢固造成的抗拔力损失。
由于桩端承载力对抗拔力无帮助,所以抗拔桩一般无需打入硬土层。
3工程设计实例
以广东省佛山市某污水处理厂工程中二沉池设计为例,选择几种不同的抗浮方案进行比较。
本工程地质土层情况:1层,粉质黏土层,=160kPa,厚1.2m;2层,黏土混姜石层,=180kPa,厚2m;3层,黏土层,=200kPa,=28kP a,厚度大于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,水池底面埋深3.4~4.5m,地上部分高1.6m。
池体自重G=27508kN;浮力F=39285kN。
关于二沉池的抗浮设计,以下就分别采用压重抗浮、打抗拔桩抗浮和打土层锚杆抗浮的方案进行作分析比较。
(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,另外在底板外挑墙址上填土分层压实。
经计算,此法需增加的工程量如下:
池壁增加钢筋混凝土重=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F=53048kN;
总抗浮力ΣG=G1++G2+G4=55939kN;
抗浮稳定性验算ΣG/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N=200kN。
共需桩数=(1.05F—G)=(39285×1.05一27508)=69根;经布桩后取72根。
总抗浮力为ΣG:G1+72N1=41908kN;
抗浮稳定性验算ΣG/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125螺纹钢筋。
锚杆抗拔力设计值N1=πd/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ΣG=G1+170N=41278kN;抗浮稳定性验算ΣG/F=41278/39285=1.051>1.05,满足。
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30%,所以采用压重抗浮将使造价大大增加,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。
本工程考虑到土层锚杆抗浮在当地尚缺乏经验,所以未予采用;另外,考虑到若单独为本池的抗浮采用打抗拔桩,则桩基施工将对整个工程的管理和工期有所影响。
最后,经工艺调整后将水池整体抬高0.5m后采用压重抗浮。
4结论
(1)抗浮设计的验算要求看似简单,但抗浮设计方案可有不同选择。
常用的抗浮设计措施在方法上各有特点。
抗浮设计方案选用的合理与否,对结构受力和工程造价会产生较大的影响。
(2)抗浮设计方案的选择必需考虑工程所在地的具体情况,做到就地取材,因地制宜,并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。
另外,为了达到经济、可靠、易操作的目的,抗浮设计方案也可选择由几种不同的措施组合而成。
(3)为使抗浮设计更为合理、经济,设计抗浮方案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。
参考文献:
[1]北京市市政工程设计研究总院.GB50069-2002给水排水工程构筑物结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[2]中国工程建设标准化协会.CECS138—2002给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2003.。
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。
水池侧墙及抗浮计算EXCLE自动计算公式
0.0033 0.55
203.5 mm 15.46861595 mm 砼受压区高度符合要求
737.3373603 mm2
2.2.2 选钢筋
第一排钢筋的直径 第一排钢筋的根数 第一排钢筋间的净距 第一排钢筋的总面积 第二排钢筋的直径 第二排钢筋的根数 第二排钢筋间的净距 第二排钢筋的总面积 实配钢筋的总面积 实配钢筋/计算钢筋 受弯构件纵向受拉钢筋的实际配筋率 受弯构件纵向受拉钢筋允许的最小配筋率
14 mm
10
86 mm 1539.3791 mm2
0 mm
0
无第二排钢筋
mm 0 mm2 1539.3791.384844775 %
0.2145 %
结论
满足最小配筋率的要求
2.2.3 裂缝计算
受拉区纵向钢筋的等效直径 有效受拉砼截面面积 按有效受拉砼截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 构件受力特征系数 设计值/标准值 按何载效应的标准组合计算的弯矩值 按何载效应的标准组合计算的钢筋砼构件纵向受拉钢筋的应 力 钢筋的弹性模量 按何载效应的标准组合计算的最大裂缝宽度 最大裂缝宽度限值
受拉区纵向钢筋的等效直径 有效受拉砼截面面积
h0=
fc= ft= ftk= α 1=
fy= ES= β 1= ε cu= ζ b= xb=
x=
As=
370 mm 30
14.3 N/mm2 1.43 N/mm2 2.01 N/mm2
1 HRB335
300 N/mm2 200000 N/mm2
0.8 0.0033
水池: 单向板侧墙(顶部简支,三面固结)
1 内力计算
水池侧壁的计算长度 水池侧壁的计算高度 水池地下最高水位距设计地面的距离 水池的侧壁厚度 地下水位以上土的重度 据地质报告填土的内摩察角 水池侧壁配筋计算时取用的土的有效浮容重度 水池侧壁配筋计算时侧压力设计值的荷载分项系数 水池附近的地面荷载 水池上附土荷载 水池侧壁高宽比
抗浮计算
地下室整体抗浮计算,标准跨抗浮计算(地下室底板标高-8.350)抗浮水位高程为8.450,±0.00对应的高程为11.600,底板标高为-8.350相对的高程为3.250。
恒载总值46.35每平方抗浮力11.15kN/m2整体抗浮情况:F/W=0.80609因为F/w小于1.05,因此需要做抗浮设计.按上面的表格计结果,每平方米抗浮力为5.75kN/m2标准跨的抗拔配桩:8x8跨:F=5.75x8x8=713.6kN/m2,可采用ZH04a,抗拔力Rat=2400kN地下室整体抗浮计算,标准跨抗浮计算(水池部分)(地下室底板标高-8.350)抗浮水位高程为8.450,±0.00对应的高程为11.600,底板标高为-8.350相对的高程为3.250。
恒载总值36.95每平方抗浮力20.55kN/m2整体抗浮情况:F/W=0.64261因为F/w小于1.05,因此需要做抗浮设计.按上面的表格计结果,每平方米抗浮力为 kN/m28x8跨:F=0.75x8x8=1315.2kN/m2,可采用ZH04a,抗拔力Rat=2400kN地下室整体抗浮计算,标准跨抗浮计算(地下室底板标高-8.350)商铺抗浮水位高程为8.450,±0.00对应的高程为11.600,底板标高为-8.350相对的高程为3.250。
恒载总值31.25每平方抗浮力18.75kN/m2整体抗浮情况:F/W=0.625因为F/w小于1.05,因此需要做抗浮设计.按上面的表格计结果,每平方米抗浮力为25.45kN/m2标准跨的抗拔配桩:8x8跨:F=29.2x6x9=1012.5kN/m2,可采用ZH04a,抗拔力Rat=2000kN地下室整体抗浮计算,标准跨抗浮计算(地下室底板标高-9.350)抗浮水位高程为8.450,±0.00对应的高程为11.600,底板标高为-9.350相对的高程为2.250。
水池抗浮验算计算书
水池抗浮验算计算书
车库基础抗浮验算计算书
整体抗浮计算:
抗浮设计水头:2.0m,底板厚0.5m,底板上覆土0m,顶板折算厚0.25m ,顶板地面做法0.15m。
单位面积水浮力:2.0x10=20KN
单位面积抗力:0.5x26+0.25x26+0.15x20=19.8KN
整体抗浮验算满足。
底板局部抗浮计算:
抗浮设计水头:2.0m,底板厚0.5m,底板上覆土0m。
单位面积水浮力:2.0x10=20KN
单位面积抗力:0.5x26=13KN 局部抗浮不满足。
防水底板需计算配筋。
单位面积净浮力q为:20-13=7KN
按两端固定计算:
板带支座最大负弯矩M1为:Mx=q*L^2/12
=7*7.3*7.3/12
=31.08KNm
板带跨中最大正弯矩M2为:M2=Mx/2=15.54KNm
配筋为:上部为:As1=M1/(0.9*fy*h1)
=31080000/(0.9*360*500)
=191mm 2
下部为:As2=M2/(0.9*fy*h2* 2.5)
=15540000/(0.9*360*300)
=96mm 2
500mm底板按照构造配筋即可,双层双向配 12@150。
地下室抗浮计算
抗浮设计本工程纯地下室部分采用桩基础加抗水板方案,抗水板厚600mm,抗浮设计水位为1213.0,地下室底板顶标高为1210.85。
地下室底板底标高为1210.25m。
因此水头高度Δh=1213.0-1210.25=2.75m水浮力F=2.75x10=27.5KN/m21、纯地下室抗力包括:(地下室顶板覆土按1200mm考虑)①底板自重:0.6X25=15 KN/m2②-2层-1层顶板及梁柱自重:(0.2+0.3)X25=12.5 KN/m2③顶板覆土重:19.2 KN/m2④抗力合计:∑=15+12.5+19.2=46.7KN/m2>1.05F>1.05F=1.05X27.5=28.875 KN/m2因此整体抗浮满足要求。
地下室底板设计一抗水板厚600mm,抗浮设计水位为1213.0m,地下室底板顶标高为1210.85m。
地下室底板底标高为1210.25m。
因此水头高度Δh=1213.0-1210.25=2.75m水浮力F=2.75x10=27.5KN/m2抗力包括:底板自重:0.6X25=15 KN/m2因此水浮力设计值q=1.27x27.5-15=20KN/m2根据抗拔桩设计,总弯矩M0=qL x(L y-2c/3) 2/8=20x7.8x(9) 2/8=1580KN.m柱上板带支座弯矩:(考虑10%的弯矩调幅)M c=0.9β1M0=0.9x0.5x1580=711KN.mAs=M c/(0.9f y h o)=106x711/(0.9x360x550)=3990mm2配HRB400级钢,直径25,间距120。
As=4090mm2≥3990mm2 跨中板带跨中弯矩:(考虑10%的弯矩调幅)M m=1.1β2M0=1.1x0.18x1580=313KN.mAs=M c/(0.9f y h o)=10x313/(0.9x360x550)=1757mm配HRB400级钢,直径18,间距140。
水池抗浮力计算及解决方法
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。
地下水池抗浮计算2.0版
先做几个约定,所计算步骤:
1.输入地面以上建筑
2.计
3.计
4.计
5.将1~4项重量相加,
6.计算水池排水体积
8.以
水池整体抗浮计算程序流程说明:
先做几个约定,所有构件及土重均取标准值。
并设水池顶盖面积为A,底板面积为A'。
计算步骤:
1.输入地面以上建筑物或覆土重量标准值
2.计算水池结构自重,一般混凝土自重取25KN/m 3
3.计算,水位以下取土浮重度(r-10),一般覆土容重取18KN/m 3
4.计算底板挑出部分上覆土重量,水位以下取土浮重度(r-10)
5.将1~4项重量相加,计算总竖向重量
6.计算水池排水体积及浮力
7.设定抗浮计算系数,一般情况下取1.05
8.以总竖向重量除以总浮力,其商大于抗浮计算系数则水池整体抗浮计算满足要求,否则不满足。
最终解释权归nvslch所有
2011年11月24日。
地下水池抗浮设计
地下水池抗浮设计作者:秦克宋娟茹来源:《建筑建材装饰》2014年第10期摘要:本文将阐述地下水池的抗浮设计原理并结合工程实例给出抗浮处理措施。
关键词:地下水池;抗浮设计;抗拔锚杆前言随着我国城市化进程的加快,城市地下空间的开发利用已成趋势,许多城市结合本地城建特点,综合利用广场、绿地等建设各类地下工程。
对于地下工程,特别在高水位地区,往往存在着工程的抗浮问题。
这是结构设计师在进行结构设计时所不能忽略的。
近期做的几个南方工程,都遇到了地下水池的抗浮问题,有些不明白的人就会问,那么大的一个钢筋混凝土水池,怎么会浮起来甚至漂走呢?本文将阐述地下水池的抗浮设计原理并结合工程实例给出抗浮处理措施。
1抗浮设计原理地下水池是否需要做抗浮设计,首先要了解当地的地下水位、历史最高地下水位、近3~5年最高地下水位、水位变化趋势和主要影响因素,综合分析后得出适用于工程的设防水位。
也可要求工程勘察单位提供用于计算地下水浮力的设计水位。
目前,对设防水位的选定没有明确的规定,作者认为应选取工程场地最高洪水位作为工程抗浮设计设防水位。
得到这些数据后,我们就可以进一步来分析是否需要做抗浮设计。
1.1水池自重荷载水池自重荷载主要包括水池顶板、侧壁以及底板的结构重量。
防水层做法的重量可忽略不计。
1.2池顶荷载池顶荷载主要包括池顶覆土及地面活荷载。
其中地面活荷载考虑的因素是人、车及堆料。
在抗浮设计中忽略不计。
1.3水浮力地下水池所受的水浮力即为作用在水池基础底板上的静水压强与底板面积的乘积。
Fwk=γhA (1)式中:Fwk—地下水浮力标准值;γ—基底以上水的密度;h—计算浮力时水头高差;A—基底面积。
1.4抗浮验算有了结构自重、池顶覆土重量和水浮力,我们就可以按下式进行抗浮验算了:KFwk≤0.9G (2)式中:Fwk—地下水浮力标准值;G—建筑物自重及压重之和;K—水浮力调整系数(其值应根据实际情况确定)。
地下水池产生上浮现象的原因就是水池在无水状态时,结构自重和池顶覆土重量之和小于水浮力所引起。
01水池抗浮计算
调节池与应急事故池抗浮计算水池顶板顶标高3.0m水池底板底标高-3.45m水池总浮力F=10*(3.45-0.5)*8*16.6=3918kN水池顶板厚150mm 顶板开洞面积6m^2水池底板厚450mm水池外墙、内墙厚300mm顶板覆土0mm水池顶板重G1=25*0.15*(8*16.6-6)=475kN水池底板重G2=25*0.45*(8*16.6)=1494kN水池内、外墙重G3=25*0.3*(3.0+3.35)*(16.6*2+8*3)=2724kN飞边覆土重G4=(18-10)*3*0.45*(16.6+8)*2=531kN水池总抗力G=G1+G2+G3+G4=5224kN抗力比值G/F=1.33>1.05隔油池与集水池抗浮计算水池顶板顶标高0.2m水池底板底标高-4.4m水池总浮力F=10*(4.4-0.5)*10*4.7=1833kN水池顶板厚150mm 顶板开洞面积22.7m^2水池底板厚400mm水池外墙、内墙厚300mm顶板覆土0mm水池顶板重G1=25*0.15*(4.7*10-22.7)=91kN水池底板重G2=25*0.4*(4.7*10)=470kN水池内、外墙重G3=25*0.3*(4+0.2)*(4.7*3+10*2+9.1*2)=1647kN 飞边覆土重G4=(18-10)*4*0.4*(4.7+10)*2=376kN水池总抗力G=G1+G2+G3+G4=2584kN抗力比值G/F=1.41>1.05组合池抗浮计算水池顶板顶标高3.0m水池底板底标高-2.9m水池总浮力F=10*(2.9-0.5)*28.9*16.6=11513kN水池顶板厚150mm 顶板开洞面积95m^2水池底板厚400mm水池外墙、内墙厚300mm顶板覆土0mm水池顶板重G1=25*0.15*(16.6*28.9-95)=1442kN水池底板重G2=25*0.4*(16.6*28.9)=4797kN水池内、外墙重G3=25*0.3*(2.5+3.35)*(16.6*7+28.9*3+15+8.6)=9937kN 飞边覆土重G4=(18-10)*0.4*2.5*(16.6+28.9)*2=728kN水池总抗力G=G1+G2+G3+G4=16904kN抗力比值G/F=1.47>1.05。
水池抗浮设计常用方法的应用及比较分析
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。
