全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例.ppt

,天津大,中國土木工程學會水工業(yè)分會結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會五屆二次會議,歡迎各位蒞臨指導！,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,天津大,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例萬玉生，王長祥,史卿,中國市政工程華北設計研究總院,二零一三年九月,中國土木工程學會水工業(yè)分會結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會五屆二次會議,匯報內(nèi)容,青島某污水處理廠工程：1、工程概況2、埋置深度解析3、基坑支護設計4、主體結(jié)構(gòu)設計1)抗浮設計2)空間整體內(nèi)力分布研究3)超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計4)防水、防腐蝕設計5、結(jié)語,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,1、工程概況,污水處理廠在國內(nèi)大多數(shù)為：半地上式結(jié)構(gòu),全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,全地下式結(jié)構(gòu),青島某污水處理廠工程采用新型：,1、工程概況,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,全地下式污水處理廠利用地下空間而建，自下而上分為：設備層操作層地面景觀層具有環(huán)境污染小、噪音小、節(jié)約土地資源等優(yōu)點。,1、工程概況,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,本工程設計規(guī)模為18萬立方米每天。平面布置緊湊。地下箱體平面占地面積為200mx208m。,1、工程概況,主體結(jié)構(gòu)設計高度14.7m，頂部設計覆土厚度1.5m，基底埋置深度16.2m。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,覆土深度1.5m,基底埋深16.2m,高度14.7m,2、埋置深度解析,本工程土建投資占總投資比例60%左右。工程造價的影響因素較多，其中埋置深度是重要因素之一。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,埋深=？,進行埋置深度優(yōu)化設計：通過建立和埋置深度相關(guān)的工程造價目標方程，解析目標方程，得到池體埋置深度的最優(yōu)解。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,埋深=12.7+3.5=16.2m,T=21100*2*(X+Y+4*5)*(1.12*H+2.0)/15+5100*2*(X+Y+4*5)*(1.12*H+2.0)/15目標方程條件為：V=(H-6.2)*(X-54.6)(Y-20.6)-8830.8),？,2、埋置深度解析,經(jīng)深度優(yōu)化設計后的典型剖面圖,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,3、基坑支護設計,全地下式污水處理廠埋深較大，本工程設計對深基坑支護的選型止水帷幕的選擇錨桿及錨索的應用等進行研究。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,3、基坑支護設計,水泥攪拌樁止水帷幕高壓噴射注漿止水帷幕三軸水泥攪拌樁止水帷幕,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,1)止水帷幕技術(shù)方案地下水位水頭高度達15米。,可采用止水措施主要有：,3、基坑支護設計,2)深基坑支護技術(shù)方案適合本工程的基坑的支護方案主要有樁錨支護樁+內(nèi)支撐地下連續(xù)墻結(jié)合止水帷幕，對下列多種支護方案進行對比：,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,灌注樁+高壓旋噴樁止水帷幕+錨桿噴射混凝土相結(jié)合的復合支護方案；灌注樁+水泥攪拌樁止水帷幕+錨桿噴射混凝土相結(jié)合的復合支護方案；地下連續(xù)墻支護+預應力抗拉錨索支護；地下連續(xù)墻+錨桿相結(jié)合并考慮連續(xù)墻作為永久結(jié)構(gòu)的復合支護方案；鋼筋混凝土鉆孔灌注樁+三軸水泥攪拌樁止水帷幕+預應力抗拉錨索支護；鋼筋混凝土鉆孔灌注樁+水泥土攪拌樁+預應力抗拉錨索支護；,3、基坑支護設計,2)深基坑支護技術(shù)方案方案對比圖：,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,選擇方案：雙排長螺旋壓灌混凝土樁+預應力錨桿+高壓旋噴止水帷幕,選擇方案,3、基坑支護設計,3)對流塑性淤泥的處理在沿海地區(qū)，表層土常見流塑狀態(tài)淤泥，本工程采用拋石擠於處理方案。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,4、主體結(jié)構(gòu)設計,1)抗浮設計本工程可以采用抗浮錨桿和抗拔樁兩種以上抗浮設計方案。大面積施工前進行樁(錨)靜載試驗，為施工圖設計優(yōu)化提供依據(jù)。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,試驗抗浮樁(錨桿)數(shù)量及布置圖,4、主體結(jié)構(gòu)設計,1)抗浮設計試樁(錨桿)現(xiàn)場照片。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,新型擴底工藝,4、主體結(jié)構(gòu)設計,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,根據(jù)檢測結(jié)果：選用混凝土灌注樁抗浮設計方案。,2)空間整體內(nèi)力分布研究,通過建立空間整體計算模型，采用有限單元分析法對箱體結(jié)構(gòu)進行空間整體分析，克服簡化計算模型的分析誤差。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,外側(cè)土水壓力作用下彎矩內(nèi)力分布渲染圖：,3)超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計,為了滿足大型水處理構(gòu)筑物的工藝要求，減少儲水構(gòu)筑物的的滲漏隱患，同時為了提高混凝土的防滲抗裂性能，本工程進行了超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,通過設置適當數(shù)量的現(xiàn)澆加強帶等措施，永久性伸縮縫的數(shù)量減少50%以上。,4)防水、防腐蝕設計,本工程濱海建設，場區(qū)賦存地下水，埋深較淺，對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋具中等強腐蝕性。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,4)防水、防腐蝕設計,本工程防腐防水設計要求達到一級防水標準，采取“防腐防水合二為一”的設計方案，外側(cè)防腐防水層采用聚脲、乙烯基酯等柔性材料。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,對外側(cè)防腐防水層的延伸率作為重要性能指標，抵御混凝土收縮裂縫。,4)防水、防腐蝕設計,本工程除了采取外防腐防水措施外，采取了加強混凝土自身的防腐、防水措施，包括添加防腐劑、阻銹劑、粉煤灰等。,全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設計實例,為減少水泥和混凝土中堿的含量，本工程采用低堿水泥，同時合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻和料，提高混凝土抗裂和耐久性能，以提高混凝土自防水、防腐蝕性能。,5、結(jié)語,全地下式污水處理廠工程還可以針對以下幾個方面進行了優(yōu)化設計：結(jié)合工藝特點、埋置深度、覆土厚度合理地布置柱網(wǎng)。對施工階段的填土、車輛布置等荷載進行模擬分析，做