浅谈火力发电厂岸边取水泵房的抗浮设计

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地下室抗浮设计(2024)

地下室抗浮设计(2024)

引言概述:地下室抗浮设计是在地下室建设过程中至关重要的一环。

在地下室施工中,由于地下水位的压力,地下室会产生浮升的风险,在设计中必须采取相应的措施来保证地下室的稳定性和安全性。

本文将对地下室抗浮设计进行详细探讨,包括设计原则、抗浮措施以及施工中的注意事项。

正文内容:一、设计原则1.1地下水位分析:在进行地下室抗浮设计之前,需要对地下水位进行详细的分析。

通过对地下水位的调查和监测,确定地下室地基所承受的水压力大小和变化趋势,从而提供设计依据。

1.2沉降分析:地下室建设过程中,地基沉降是不可避免的。

设计师需要通过地基工程勘察和分析,确定地基承载能力和沉降量的合理范围,并采取相应的措施降低地基沉降对地下室的影响。

1.3抗浮设计计算:抗浮设计计算是地下室抗浮设计的核心内容。

设计师需要根据地下室的结构和地下水的压力,进行浮力计算和承载力计算,确保地下室能够有效地抵抗浮升力。

还需要考虑地下室的重力结构和承载能力,以保证其稳定性。

1.4抗浮控制策略:设计师需要制定详细的抗浮控制策略,包括采取何种措施来减小浮升力、增加地下室的自重和刚度、提高地下室的排水能力等。

这些措施应当符合相应的抗浮设计标准和规范。

1.5施工监测和评估:地下室抗浮设计不仅仅是在施工前的计算和设计,还需要在施工过程中进行监测和评估。

通过实时监测地下室的变形和地下水位的变化,及时调整设计措施,确保地下室的抗浮性能。

二、抗浮措施2.1地下室顶板加强:地下室顶板是主要受力面之一,需要采取相应的加固措施来增加其抗浮能力。

可以采用增设钢筋或混凝土加厚的方式来增加顶板的刚度和承载能力。

2.2基础加固:地下室的基础是抗浮的重要组成部分,需要采取适当的加固措施来增强其抗浮能力。

可以采用加宽基础底座、增加基础深度或使用专用的加固材料等方式来提高基础的承载能力。

2.3排水系统设计:地下室的排水系统在抗浮设计中起着重要的作用。

设计师需要合理设计排水系统,确保地下室内的水能够及时排出,减小地下水位的压力。

浅析房屋建筑地下室结构抗浮设计

浅析房屋建筑地下室结构抗浮设计

浅析房屋建筑地下室结构抗浮设计随着城市化的发展,城市中土地资源日益紧张,建筑面积有限,为了更好地利用土地资源,很多建筑物都开始设计建造地下室。

地下室在建筑中可以起到多种作用,如存储、娱乐、办公等。

但是在建造地下室时,抗浮设计是非常重要的,如果不注意抗浮设计,地下室易发生坍塌事故,对建筑带来巨大的影响。

本文将从地下室抗浮设计的角度来探讨房屋建筑地下室结构的设计与实现。

1. 抗浮设计的重要性首先,我们需要了解什么是抗浮设计。

建筑结构一般建立在地面之上,但是地下室却建造在地下,底部容易遭受地下水、降雨等因素的影响,并产生浮力的作用。

这就需要在设计中要考虑受力特点,设计结构的抗浮能力。

抗浮设计的重要性不容忽视。

一方面,当地下室周围水分含量较高时,浮力将对整个结构产生极大的影响,会产生严重的安全隐患。

另一方面,抗浮设计也是节约资源、提高建筑品质的重要手段。

在保证建筑安全的前提下,合理利用建筑的抗浮能力,可以增加建筑物的使用寿命,减轻维护成本。

2. 抗浮设计的典型实现方式接下来,我们将介绍抗浮设计的典型实现方式。

(1)基础设计地下室加固的关键在于基础设计。

在基础设计时,需要考虑地下水位所处深度、季节变化、降雨量等因素,设计地下室基础的尺寸、形状和结构。

一般情况下,地下室基础应该保证深度足够,尺寸足够,强度足够。

(2)地下室防水处理与抗浮设计紧密相关的是地下室的防水处理。

地下室的地基改良、基础设计、基础外侧防水层以及区域排水系统构成了地下室防水系统的完整设计,防水系统的设计需要充分考虑地下水位变化的影响,采取合理的排水措施。

(3)地下室加固设计针对地下室加固,设计者可以采取灰云石、B800等高强度混凝土、加固钢材等多种加固方案。

通过加固,可以增加地下室本身的质量、提高抗浮力度,从而有效的确保建筑结构的安全。

3. 总结抗浮设计是地下室结构设计中非常重要的一环,需要在设计过程中重视。

通过地下室基础设计、地下室防水处理和地下室加固设计等多种手段来提高建筑物的抗浮能力,能够确保地下室的结构稳定性,防止危险发生,减轻建筑物的维修成本。

地下室抗浮设计及抗浮措施探讨

地下室抗浮设计及抗浮措施探讨

地下室抗浮设计及抗浮措施探讨摘要:地下室抗浮事故容易导致地下室顶板、底板和梁柱等地下室结构构件开裂破坏,影响结构安全、工期和成本,甚至影响住宅的正常使用。

地下室抗浮工程设计与施工与水文地质条件、工程地质条件、周边环境、工程特点等息息相关,抗浮方案的选择应兼顾经济性和安全性。

本文从地下室抗浮设防水位的确定和抗浮措施的选择等方面提出建议。

关键词:地下室;抗浮设计;抗浮措施1岩土工程勘察场地岩土工程勘察成果对满足地下室抗浮工程设计与施工的要求,主要内容有:地下水赋存条件、类型、补给方式、排泄方式、地下水与地表水的水力联系;气候资料;水文地质资料;岩土层的渗透系数建议值;抗浮设防水位的建议值;场地土壤及地下水对建筑材料的腐蚀性。

揭开含水层后,在水位稳定时量测每个钻孔的稳定地下水位,且不少于1/3的钻孔需量测初见水位(初见水位量测孔未处地下水前不得使用水钻),水位量测误差不超过2cm。

水位稳定间隔时间:碎石土和砂土大于半小时,粉土应大于8小时,粘性土应大于1天。

当场地存在多层地下水时,应对地下水位进行分层量测,查明彼此补给关系,量测某层含水层水位前,应采取止水措施将其他含水层隔离。

根据工程的实际需要进行原位试验。

例如,当抗浮设计拟采用释放水浮力法,应通过抽水试验、室内渗透试验或压水试验确定岩土层的渗透系数,必要时采取分层抽水。

同时,收集竣工资料或则采用管线探测方法,查明场地周围的排水管网的分布情况和排水条件。

通过指示剂法、放射性同位素测试或则连通试验探明地下水流通情况、岩溶水的埋藏情况。

2抗浮设防水位拟建场地抗浮设防水位包括使用期和施工期的抗浮设防水位。

当场地水文地质条件简单、地形变化小且地层分布均匀时,抗浮设防水位可统一确定。

当斜坡场地的地下水位线随地势变化、大规模地下结构跨越多个地貌单元、存在多层地下水且基础的埋深差异很大时,需考虑地下结构对地下水渗流雍高的影响,抗浮设防水位根据场地最终竖向设计按照结构单元分区确定。

浅谈地下室结构抗浮设计

浅谈地下室结构抗浮设计

浅谈地下室结构抗浮设计一、概述随着国民经济的发展,城市建设的也得到迅速的发展。

而城市土地资源的日益紧缺,建筑及城市交通逐步向地下发展。

大商业建筑、高层及超高层建筑由于其功能和结构本身的需要,大多设置了地下室。

随着建筑层数的日益增高,地下结构已向多层发展,其基坑支护、地下结构设计、地下室的施工及防水等日益成为建筑工程界关注的热点。

由于地下室工程的施工环境特殊、隐蔽性大、涉及的工种多、施工复杂,也容易出现质量问题,因而对设计有一定的特殊要求。

二、地下室抗浮水位的合理选取设防水位的确定对建筑物的安全和业主的投资有较大的影响。

较多文献已指出岩土地基中的地下水浮力的确定,不能简单按静水压力公式计算,即地下水的水压力在垂直方向上并非随深度增加而线性增加。

从《铁路桥涵设计规范》和《岩土工程手册》的规定中可以看出建筑物基础位于不同持力层时,浮力计算有差别。

当位于粉土、粘土、砂土、碎石土和节理裂缝发育的岩石地基时,由于地层的透水性好,水浮力不应折减,而位于节理裂隙不发育的岩石地基时,甚至工程底板与岩石密贴时,可考虑水浮力的折减,甚至不考虑水浮力的作用。

当建筑物位于黏土地基时,其浮力较难准确确定,应结合地区的实际经验考虑。

根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告,确定地下室抗浮设防水位时,应根据设计规范中确定的原则:防水要求严格的地下室,其设防水位可按历年最高地下水位;对防水要求不严格的地下室其设防水位可参照近3~5年最高水位及勘查时的实测静止地下水位。

由此,如何合理确定抗浮水位的取值,应根据工程的特点、地理环境、地质情况及场地条件等因素,还有工程勘察报告中提供场区历年最高水位和近年的最高地下水位,并结合当地的工程经验综合考虑,确定建筑物的设防水位和抗浮设计水位,使设计做到经济、安全。

在建筑允许的情况下,尽可能提高基坑坑底的设计标高,间接降低抗浮设防水位。

具体措施可采用平板式筏板,一般而言,平板式筏板基础的重量与“低板位”梁板式筏板基础上填覆土的重量基本相当,但后者的基础高度一般要比前者高。

地下建筑物的抗浮设计

地下建筑物的抗浮设计

地下建筑物的抗浮设计随着城市建设的快速发展,高层建筑的增多,地下室和地下工程越来越多,地下建筑物抗浮问题也随之越来越引起人们的重视。

本文介绍了地下建筑物浮起的基本条件和抗浮水位的确定,地下建筑物的抗浮设计,讲述了抗浮技术措施。

标签地下建筑物;抗浮水位;抗浮设计;抗浮措施近几年来,随着城市的发展,带有地下室的高层建筑大量涌现,其抗浮问题也就随之而来。

因抗浮问题没处理好而引发的质量事故时有发生,有的还在施工阶段出现了地下室底板大面积开裂,底板隆起;有的地下建筑物整体浮起,造成了严重的经济损失。

所以城市地下建筑物的抗浮问题是地下结构设计的一个重要课题。

1 地下建筑物浮起的基本条件和抗浮水位的确定水对地下建筑物的浮力大小遵循阿基米德原理和连通管原理。

因此,当地下建筑物与周围介质间存在薄层自由水膜时,无论水的性质是潜水、上层滞水或承压水,即可产生强度为Y·H的浮力(Y为水的重度,H为建筑物基底以上的水深),当水浮力强度大于地下建筑物单位面积的重量时,建筑物即可浮起,水不断补充时,建筑物将不断上浮。

水量的大小控制着建筑物上浮速度和上浮量,水位高低控制建筑物上浮程度。

至于地下建筑物基底及周边水在土中的渗流影响是深层次的抗浮机理问题。

但可以肯定,只要建筑物周边与土介质之间的水位达到一定高度,且水的补充速度大于水在土的渗流速度时建筑物即可能被浮起。

抗浮水位分为整体稳定和局部稳定的抗浮水位及结构构件设计的抗浮水位。

查阅岩土工程勘察规范并未明确抗浮水位的具体确定方法。

可见,抗浮水位的确定是一个复杂的问题,抗浮水位的高低与地形地貌、地下水类型、土质、环境情况等多种因素相关,特别是环境及上层滞水的变化更是难以预测。

因此,不能简单地取用勘察报告提供的勘察时的混合水位,应该结合当地经验综合各种因素分析确定。

2 地下建筑物的抗浮设计对地下室抗浮设计的总原则是应满足下式要求:当不满足上式的要求时,应进行地下室抗浮设计。

浅析地下建筑的抗浮设计

浅析地下建筑的抗浮设计

浅析地下建筑的抗浮设计摘要:近年来,随着城市建设的高速发展,地下空间的开发利用成为发展的必然趋势,地下建筑物越来越多,其抗浮问题也日益突出。

本文讨论了水浮力以及工程抗浮力的计算问题,分析了地下空间的抗浮设计要点。

关键词:抗浮设计;抗浮水位;抗拔构件;水的浮力近几年来我国城市化进程发展迅速,地下空间的开发、利用已成趋势。

许多较大建筑群都需配置地下车库、人防、水池等地下工程,但是建设地下工程都受到着地下水的浮力作用,设计、施工不合理均易导致建筑底板破坏、梁柱节点处开裂及地下建筑上浮等问题。

本文就作者平时工作中所遇到的地下建筑常出现的问题及抗浮设计应注意的几点作以下阐述。

1、存在的问题地下建筑一般不超过两层多为一层,相对来说平面面积非常大且室内建筑布局较为空旷,地下室处在地下水的浮力作用下设计中只能用自身重量来平衡这种浮力,因此地下建筑的底、侧板受到巨大力的作用,对于层数在2层以下或底板埋深>6m的地下室来说,永久荷载抗浮安全度往往不够,再加上施工未及时抽水、雨季水位快速上涨等原因导致地下室整体或局部上浮、底板开裂的工程事故时有发生,给业主和施工单位带来极大的损失,随着施工及设计经验的加强,总结了出现以下常见问题的原因:1.1.1完全没有考虑到地下水浮力的作用或没有对水浮力作用机理有足够的认识,导致在建设地下工程时没有做抗浮验算;1.1.2没有做好施工现场的地下水勘察工作,导致抗浮设计中地下水水位的取值不当,没有考虑到极端天气下出现的最高水位;1.1.3设计人员对抗浮计算的概念不强,导致设计不当;1.1.4施工单位在地下工程建设过程中未按图纸要求及安全施工要求,对地下室没有做到及时降水或在上部覆土未完成时就已经浇完后浇带。

2、地下工程抗浮措施的选择下水浮力的作用机理,可以采取配重法来平衡水浮力,这种方法简单有效,主要可以通过增加自身的重量来抵御水的浮力;工程上也采用设置抗浮桩的方法解决抗浮问题,其原理和配重法一样,只不过设置抗浮桩是利用桩侧面和土体的阻力来平衡浮力的。

浅谈地下室抗浮设计

浅议地下室抗浮设计【摘要】随着我国经济的发展,建筑行业得到了急速发展,地下室与地下建筑也随之也越来越多。

而各地水位不同,每栋建筑的埋置深度不同,水对建筑物的浮力也不同。

地下室的抗浮设计往往被忽略,而导致的不良后果便是地下室底板拱起,底板裂缝渗水甚至地下室上浮及结构破坏等,处理起来非常棘手且效果不好。

2004年大庆一地下商场才建成就上浮了,直至2009年哈工大耿永常教授对其进行了研究,给出了解决方案,才使该商场得以正常使用。

所以,地下建筑抗浮问题必须引起我们的关注。

【关键词】地下;设防水位;抗浮措施一,建筑物为什么会浮起来?根据阿基米德原理:浸在静止流体中的物体受到流体作用的合力等于该物体排开的流体重力,方向竖直向上。

这个合力称为浮力。

所以,当建筑物底面处于地下水中时会受到地下水给它向上的水浮力。

当水浮力大于建筑物底面以上包含堆土在内的重量时,建筑物就会浮起来;当水浮力小于建筑物底面以上包含堆土在内的重量时,建筑物就不会浮起来。

所以只要地下水位达到一定高度就能使建筑物浮起来。

抗浮水位是指基础砌置深度内起主导作用的地下水层在建筑物运营期间的最高水位。

当有长期水位观测资料时,抗浮水位可根据该层地下水实测最高水位和建筑物运营期间地下水的变化来确定;无长期观测资料或资料缺乏时,按勘察期间实测最高稳定水位并结合地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定;在南方滨海和滨江地区,抗浮设防水位可取室外地坪标高。

场地有承压水且与潜水有水力联系时,应实测承压水水位并考虑其对抗浮水位的影响。

只考虑施工期间的抗浮时,抗浮水位可按一个水文年的最高水位确定。

二,怎么进行抗浮设计?对地下室进行抗浮设计时需分下面两种情况:(1):当地下室外轮廓与地上建筑外边线基本重合时。

当结构重量大于水浮力时,我们就不必考虑抗浮,但是我们应在设计说明中提出施工时的降水措施;当结构重量小于水浮力时,那么地下室就需要采取必要的措施平衡水浮力。

另外,无论水浮力是否大于结构重量,都需要验算水浮力对地下室底板的作用,使底板满足必要的强度与刚度,还需满足抗裂要求。

抗浮设计思路

抗浮设计思路
随着城市化进程的不断推进,城市中的住宅、公共建筑等建筑物数量也在不断增加。

然而,一些地区常年受洪涝灾害的威胁,建筑物被水浸泡、漂移或倒塌的情况时有发生。

为了解决这一问题,我们需要采取一系列的抗浮设计思路。

首先,建筑物的基础设计应该考虑到地面的承载能力和建筑物自身重量,从而确保建筑物的稳固性。

在基础的选择上,可以采用深基础,如桩基、板桩基等,以增强建筑物的承载能力。

其次,建筑物的建造材料应该具备抗浮的能力。

可以采用防水材料,如水泥砖、水泥板等,以减少水的渗透。

同时,建筑物中的钢筋、钢管等金属材料应该具有防腐蚀的能力,以增强建筑物的耐久性。

最后,建筑物的设计中应该考虑到水流的冲击力。

建筑物的立面可以采用斜角设计,以减少水流对建筑物的冲击,从而增强建筑物的稳定性。

综上所述,抗浮设计是建筑物设计中必须要考虑的一个重要因素。

通过基础设计、建造材料和建筑物设计等多方面的策略,可以有效地提高建筑物的防灾抗浮能力。

- 1 -。

地下室抗浮设计的探讨与思考


3.总结
六、关于抗拔桩的裂缝控制标准和计算方法讨论
挖孔桩桩身大样
依据《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008
二a环境类别是指“室内潮湿环境;非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无 侵蚀性的水或土壤直接接触的环境”。
根据上述规定可以推断:处于稳定水位以下与无侵蚀性的水或土壤接触的桩 可以按0.3mm裂缝控制。
抗拔桩裂缝宽度的计算方法
《砼规》8.1.2条规定“计算裂缝宽度时应按荷载效应 的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度”, 且条文说明中指出“考虑了短期裂缝宽度的扩大系 数” 。
因此,个人认为:计算抗拔桩的桩身裂缝宽度时,不 能采用最高水头,而应采用“正常使用时的地下水位 (而不是某一两次下暴雨后的水位)”。当然这个正 常使用的时的水位不容易确定,但显然这个水位比最 高水位要低一些。采用最高水位进行抗拔桩裂缝宽度 验算是不合理和不经济的。
与按最高水头按承载力计算并考虑钢筋腐蚀影响所得的钢筋一致。
按N=5000KN进行 轴心受拉构件承载
力设计
按N=5000KN进 行轴心受拉构件 0.2mm裂缝宽度
验算
按N=5000KN进行 轴心受拉构件
0.3mm裂缝宽度验 算
按N=4000KN进行轴 心受拉构件0.3mm裂
缝宽度验算
需要34根25mm;
行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》 8.6.5条规定“地下水在稳定水位作用下所 受的浮力应按静水压力计算,对临时高水位 作用下所受的浮力,在粘性土地基中可以根 据经验适当折减”。 其条文说明指出“即使地下室底板直接和基 岩接触的情况,由于基岩总是总在节理和裂 隙等,且混凝土与基岩接触面也存在微裂隙, 静水压力也不宜折减”。
行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》8.6.2条规 定“当有长期水位观测资料时,场地抗浮设防水位 可采用实测最高水位;当无长期水位观测资料或资 料缺乏时,按勘察期间实测最高稳定水位并结合场 地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确 定”。 其条文说明中指出“我国南方滨海和滨江地区,经 常发生街道浸水现象,抗浮设防水位可取室外地坪 标高”。

关于地下结构抗浮设防水位及抗浮设计方法的探讨

关于地下结构抗浮设防水位及抗浮设计方法的探讨摘要:随着我国现阶段经济的迅速发展,大量的地下建筑物的兴建,使抗浮问题的产生也十分严重。

本文就结合笔者相关工作经验,就地下结构抗浮设防水位及抗浮设计方法的方法进行了分析与探讨。

关键词:地下结构;抗浮;设防水位;抗浮设计前言随着城市化的建设,土地越来越稀少,人们开始更多的运用地下空间,大部分的高楼建筑都会建造地下结构。

对于建设在地下水位较高地区的地下结构,其抗浮措施是设计中必须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,降低地下水位法由于其特殊的降水措施近年来得到越来越多的应用。

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地下结构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。

一、抗浮设防水位的确定场地地下水抗浮设防水位的综合确定宜符合下列规定:(1)、当有长期水位观测资料时,场地抗浮设防水位可采用实测最高水位;无长期水位观测资料或资料缺乏时,按勘察期间实测最高稳定水位并结合场地地形地貌,地下水补给、排泄条件等因素综合确定;(2)、场地有承压水且与潜水有水力联系时,应实测承压水水位并考虑其对抗浮设防水位的影响;(3)、只考虑施工期间的抗浮设防时,抗浮设防水位可按一个水文年的最高水位确定。

从《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)中可以发现:与抗浮设防水位综合确定有关的这三个方面,都涉及了一个名词——最高水位。

因此,可以认为抗浮水位实际上就是场地的最高水位。

只不过这个最高水位需要根据工程要求以及我们现有的资料(如是否有长期的观测资料)进行综合的确定。

无论如何,我们确定的抗浮水位一定是“最高水位”。

勘察期间得到的实测水位与抗浮设防水位是两个不同的概念,往往抗浮设防设计的水位比实测水位高。

我国南方的部分地区,经常发生地下水浸没街道的现象,因此可以认为潜水的最高水位就是地表,室外地坪的标高可以作为抗浮设防水位。

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浅谈火力发电厂岸边取水泵房的抗浮设计
摘要:在岸边取水泵房的结构设计中,抗浮设计往往成为制约结构设计的重要影响因素之一。

本文作者以一岸边取水泵房抗浮设计实例介绍了泵房抗浮设计的方法及思路。

关键词:泵房;抗浮设计;配重抗浮;锚固抗浮
1.前言
岸边取水泵房作为取水构筑物或送水构筑物,由于工艺需要,一般处于河边或水库边,地下水位较高。

因此当泵房平面尺寸较大,埋置深度较深时,抗浮问题往往成为泵房结构设计中的重要制约因素之一。

目前我们常用的抗浮方式主要有自重抗浮、配重抗浮、嵌固抗浮及锚固抗浮等[1]。

其中后两种方式主要用于泵房底板坐于基岩的情况下。

本文以某电厂岸边取水泵房的结构设计为例初步探讨抗浮设计方法的选择和应用。

2.工程概况
该取水泵房与进水前池、阀门井连为一体,平面尺寸为30m×21.5m。

泵房高8.5米,埋深为6米,进水前池埋深7.5米,阀门井埋深为5.5米,地质情况由上而下为素填土、粉细砂、中粗砂、圆砾和卵石。

泵房及吸水井底板坐落于圆砾层,由于该层地基承载力为300kPa,结构设计将该层作为持力层。

采用天然地基,底板采用梁板式结构。

经计算,上部结构自重为19354.6kN。

根据抗浮设计水位同地面标高,泵房及吸水井的总浮力为36832.5kN。

显然,该泵房结构自重抗浮不满足要求,需要进行抗浮设计。

3.抗浮设计方案对比与选择
3.1方案一:配重抗浮
当不影响底部空间时,可在底板增加较厚的素混凝土作为配重。

按照《给排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)[2]规定的抗浮系数1.05,若采用配重抗浮,需要19319.5kN的配重。

因此若在地板上增加素混凝土配重,则会使得泵房底板结构埋深更深,产生更大的浮力,需要更多的配重。

当地下水位较高时,这种方案的抗浮效果较差。

3.2方案二:悬挑底板上部覆土+配重井
底板悬挑抗浮一般是指在泵房外底板挑出部分上的填土或砌体作为配重。

在考虑该种土压力的抗浮作用时,只考虑了悬挑板以上部分的土重。

而土的内摩擦角范围内的土压力和土颗粒间的剪切力虽对抗浮起到有利作用,但在计算时将该部分作用力作为安全储备而不考虑在抗浮力之内。

该工程当底板悬挑1.5米时,所得的配重为17425.3kN,此时抗浮安全系数=0.9981.05,满足抗浮要求。

另外,
配重井的设置,同时也增强了底板和侧壁的稳定性并减小了其配筋。

如壁板扶壁柱的计算模式由原来承担梯形荷载转变为与配重井壁共同承担外水压力、土压力以及地面汽车荷载。

考虑其共同受力的模式采用有限元计算的扶壁柱和侧壁配筋较原来减少1/4。

因此,悬挑底板加配重井的方案可以有效解决只悬挑底板无法满足抗浮要求的问题。

这种方法施工方便,无需增加结构底板埋深而导致增加基坑开挖深度和增大基坑平面尺寸。

3.3方案三:锚固抗浮
所谓锚固抗浮,顾名思义,就是采用锚固的方法将水池锚固于地基上来抗浮,锚固措施有抗拔桩和锚杆。

抗拔桩利用桩的侧摩阻力和自身重量来抵抗浮力,桩型可采用树根桩、灌注桩或预制桩。

抗拔桩施工较简单,耐久性较好;锚杆抗浮是利用在底板下土层中设锚杆来锚固池体。

锚杆抗浮有三个问题需要注意:一是受力问题,当构筑物内无水时,锚杆处于受拉状态,当构筑物满水时,锚杆又处于受压状态,锚杆的底端类似于桩端,锚杆在反复拉压状态下的工作性能有待进一步的实验研究;二是施工问题,锚杆的施工需有专门的机械,施工前要进行试验,同时,较细的锚杆在施工时有一定的难度,如何控制钢筋偏移,如何使灌浆饱满、如何避免断杆等都是施工难题,尤其是锚杆较长时,不如配重抗浮来得简便;三是适用性,当地下水对钢筋有侵蚀性时,细锚杆的耐久性问题不易解决,这将在一定程度上限制其适用性。

我们对以上三种方案进行了比较。

通过计算可知本工程所需的抗拔力不大,地基土持力层为圆砾层,地基承载力特征值达到300kPa,能满足承载力要求,同时,悬挑底板上覆土重以及结构自重已使抗浮安全系数接近于1,还需再增加的抗拔力较小,因此不再适合采用灌注桩或抗浮锚杆来达到抗拔的目的。

另外,继续增大悬挑底板宽度或增大底板埋深对基坑开挖不利且影响临近原有建筑物,因此本工程采用适当悬挑底板加配重井的抗浮方法既达到了抗浮的目的,同时也增强了壁板和底板的约束,减小了其原有配筋。

4.结语
综上所述,通过该送水泵房的抗浮设计,可得到如下结论:
当构筑物平面尺寸、埋深不大,地下水位较低时,采用自重与配重抗浮比较经济,设计简单,施工方便,节约造价。

构筑物平面尺寸、埋深较大,地基土质较好时,采用悬挑底板加设置配重井的方案能有效解决抗浮问题并增强侧壁和底板的约束,从而可减小其原有配筋。

构筑物平面尺寸、埋深大,地基条件不好或有液化地基时,采用抗浮锚杆或灌注桩抗浮能较好的解决取水泵房的抗浮问题。

参考文献
[1] 给水排水工程结构设计手册编委会. 给水排水工程结构设计手册(第2版)[M]. 中国建筑工业出版社社, 2007
[2]国家标准. 给排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)[S ]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2002。

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