大型排水構(gòu)筑物-抗浮設(shè)計

1、大型排水構(gòu)筑物-抗浮設(shè)計            摘要：大型排水構(gòu)筑物一般均有較深的埋深，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，抗浮設(shè)計往往是很突出的問題，能否合理地解決這個問題，對工程的土建造價有很大的影響。 關(guān)鍵詞：構(gòu)筑物 抗浮設(shè)計  目前，在抗浮設(shè)計上，主要采用抗與放的方法。所謂抗，即是配重抗浮、錨固抗?。凰^放，即是降水抗浮和設(shè)觀察井抗浮。具體采用哪一種方法，尚應(yīng)根據(jù)工程的具體情況而定，同時還應(yīng)著重考慮對工程造價的影響。下面就各種抗浮方式進行探討并做經(jīng)濟分析比較。一. 

2、   抗浮方式的探討：1.   配重抗?。盒⌒退匾话悴恍枰渲乜垢?，因其池壁相距較近, 再加上底板向外突出部分上部的土重和壁板與土的摩擦力(規(guī)范未計入以策安全)，抗浮安全系數(shù)很容易滿足規(guī)范要求。 砼的缺點之一是自重大，但事物均有兩面性，抗浮時自重越大越有利。配重抗浮一般有三種方法，一是在底板上部設(shè)低等級砼壓重；二是設(shè)較厚的鋼筋砼底板；三是在底板下部設(shè)低等級砼掛重。一、二種方法的優(yōu)點是簡單可靠，當(dāng)構(gòu)筑物的自身重度與浮力相差不大時，應(yīng)盡量采用配重抗浮，對工程造價的影響小,投產(chǎn)后亦沒有管理成本。但構(gòu)筑物的自身重度與浮力相差較大時,本方法將會增加工程量使土建造

3、價提高，原因是配重部分要扣除浮力，導(dǎo)致配重部分的厚度增大；較大的埋深也將增加挖方量和排水費用，同時也會增大基底壓力，引起較大的地基變形。如采用底板上設(shè)低等級砼壓重的方法，將會使壁板的計算長度H加大，而壁板根部的彎矩值與H是平方關(guān)系,這樣會使壁板根部的彎矩值增長較快，彎矩值較大時，板厚和配筋也會相應(yīng)增大；如采用較厚的鋼筋砼底板的方法，其工程量與設(shè)低等級砼壓重相差不多，壁板的彎矩值雖小，但底板的鋼筋用量會有些許增加；如采用底板下設(shè)砼掛重的方法，壁板的彎矩值小，底板的鋼筋用量也不會增加，但底板和掛重部分砼須用鋼筋連接，施工比較麻煩，當(dāng)?shù)叵滤畬︿摻詈晚啪哂星治g性時，設(shè)砼掛重的方法須謹慎。2. 

4、;  錨固抗?。哄^固抗浮一般有兩種方法：a) 錨桿：錨桿是在底板和其下土層之間的拉桿，當(dāng)?shù)装逑掠袌杂餐翆忧疑疃炔淮髸r，設(shè)錨桿不失為一種即簡便又經(jīng)濟的方法；近年來，在飽和軟粘土地基中，也有采用土錨技術(shù)的，也有采用短錨加擴大頭技術(shù)的。錨桿的直徑一般為150"180mm。錨桿抗浮有三個問題需要注意，一是受力問題，當(dāng)構(gòu)筑物內(nèi)無水時，錨桿處于受拉狀態(tài)，當(dāng)構(gòu)筑物滿水時，錨桿又處于受壓狀態(tài)，錨桿的底端類似于樁端，錨桿在反復(fù)拉壓狀態(tài)下的工作性能有待進一步的實驗研究；二是施工問題，錨桿的施工需有專門的機械，施工前要進行試驗，同時，較細的錨桿在施工時有一定的難度，如何控制鋼筋偏移，如何使灌漿飽

5、滿、如何避免斷桿等都是施工難題，尤其是錨桿較長時，不如配重抗浮來得簡便。三是適用性，當(dāng)?shù)叵滤畬︿摻钣星治g性時, 細錨桿的耐久性問題不易解決,這將在一定程度上限制其適用性。b) 抗拔樁: 抗拔樁利用樁側(cè)摩阻力和自身重度來抵抗浮力，樁型可采用灌注樁或預(yù)制樁，樁徑一般為400mm，也可采用方樁，樁距和樁長應(yīng)通過計算確定，樁距不宜過大，否則會增加底板厚度，樁端最好能伸入相對較硬的土層。抗拔樁也有拉壓受力問題，但其施工較簡單，耐久性亦比錨桿容易得到保證。3. 降水抗浮：這是抗浮設(shè)計的另一條思路，即不硬抗，而采用放的方法。具體做法是在構(gòu)筑物底板下設(shè)反濾層，在構(gòu)筑物周圍設(shè)降水井，降水井和反濾層間用盲溝相連，

6、當(dāng)構(gòu)筑物因檢修設(shè)備而需要放空時，可在降水井內(nèi)抽水使地下水位降至底板下，從而保證構(gòu)筑物的穩(wěn)定。降水抗浮的關(guān)鍵問題是反濾層的設(shè)計，當(dāng)土的顆粒較細時，應(yīng)采取可靠措施防止土粒隨地下水的漲落而進入反濾層，引起反濾層堵塞而失去作用。降水抗浮的優(yōu)點是工程造價低，因采取了抗浮措施，構(gòu)筑物的設(shè)計可按無地下水時考慮。當(dāng)?shù)叵滤缓芨咔业鼗凛^軟時，采取降水抗浮措施可大大降低工程造價。但降水抗浮也有其缺點，第一是可靠性，雖然構(gòu)筑物在設(shè)計使用年限內(nèi)放空檢修的時間很短，但每年也有一二次，如反濾層被堵塞，則水位很難降至底板以下；第二，如果遇到非正常排空，將會發(fā)生構(gòu)筑物上浮事故。當(dāng)然，在排水工程中，可采取適當(dāng)?shù)拇胧?，在非正?/p>

7、排空時使地下水自動進入構(gòu)筑物內(nèi)，提高構(gòu)筑物的可靠度。    2007-04-21        4. 觀察井抗?。汉徒邓垢∠嗨?，只是不設(shè)反濾層，利用地下水的漲落安排構(gòu)筑物放空檢修的時間。方法也很簡單，在構(gòu)筑物周圍設(shè)若干觀察井，井內(nèi)標示可放空檢修的臨界水位線，如在一個時期內(nèi)地下水位低于臨界水位，則可放空檢修。應(yīng)該講，在地下水位漲落差較大的地區(qū)采用本方法，是所有抗浮方法中土建工程造價最低的。其缺點是檢修時間不靈活，且有一定的管理成本，非正常排空亦有可能發(fā)生上浮事故。 

8、   二.    經(jīng)濟分析比較：例：某排水工程終沉池,內(nèi)徑40m,池凈高5m,地下水位距池底板頂3.0m。抗浮方法分別為：1.配重抗?。ㄔO(shè)較厚的鋼筋砼底板）；2.抗拔樁抗?。?.降水抗?。?.設(shè)觀察井抗浮。其工程量分別為：1.配重抗浮：挖土方：2508 m3；3.86×2508=9681元素砼墊層C10：134m3；145×134=19430鋼筋砼底板C25：2904 m3；460×2904=1335840預(yù)應(yīng)力砼池壁C40：190m3;899×190+40000=2108102.抗拔樁抗浮：挖土方：200 m3；3.86×200=772直徑400mm沉管灌注樁，長12m：150根；548×1.51×150=123892素砼墊層C10：134m3；145×134=19430鋼筋砼底板C25：594 m3;460×594=273240預(yù)應(yīng)力砼池壁C40：190m3;899×190+40000=210810