大型地下水池结构经济性设计要点探究

地下水池由于位置较为特殊, 其结构与构造和普通的建筑构造有所差异, 承受着较为复杂的载荷, 例如:水压力、土压力等。对于大型地下水池来说通常选择钢筋混凝土构造, 达到预期的设计规范。地下水池结构设计既要确保其自身功能的发挥, 同时, 又要注重经济性, 要科学控制成本造价, 这样才能收到预期设计的经济效益。

1 地下水池结构经济性设计关键点

大型地下水池结构经济性设计要尊重水池所在地的地质条件、地形特征、水文状况等。并在此基础上进行科学取材、设计, 结合水池受力特征, 水池尺寸大小等来优选合适的结构形态, 大型地下水池通常适合选择现浇混凝土水池的设计方案。

大型地下水池结构经济性设计必须建立在满足水池强度要求、抗裂性规定、稳定性、抗渗性等基础上, 其中载荷的优化组合是关键。经济性设计则要重点从池壁厚度设计、底板设计等方面出发, 优化布局、科学设计, 从整体上提高地下水池结构设计的经济性、合理性。

2 地下水池结构的经济性设计方法

2.1 水池壁厚设计

大型地下水池通常选择混凝土水池, 一般根据水池所处位置、池壁板类型等来选择水池池壁厚度, 而且要严格参照《地下工程防水技术规程》中的相关规定进行科学、合理地设计。为了达到经济性效果, 壁厚通常控制在20~50cm, 根据水池深度来具体取值, 水池深度<3m, 取小值, 相反, 深度>3m, 则取大值。当地下水池较大时, 为了控制成本要杜绝持续增加池壁厚度的方法, 例如:水池深度>6m, 则应增设梁柱支撑来减小池壁的荷载, 以此来控制池壁厚度, 减少施工成本。然而, 地下水池厚度有一个最小极限值, 不能小于20cm, 对于上方有墙体的水池, 厚度则要≧25cm, 大量的工程表明:这样的尺寸设计与把握不仅能够达到一定的经济性目的, 也能有效防止裂缝的出现, 预防水池结构变形。

2.2 水池底板设计

大型地下水池的底板一般采用整体式底板, 即做成筏板基础。

底板作为水池的底部构造, 要确保具有一定的厚度, 通常按1.2~1.5b池壁厚度来计算、选型。底板做成筏板基础, 这样才能发挥底板对地下水池地基的牢固功能, 同时也增加了水池自重和荷载能力、提高防渗漏功能, 所以无须加厚池壁, 从而满足经济性的要求。底板厚度要结合池壁厚度进行计算, 弯距分配, 底板较厚通常不会对弯矩分配带来明显的影响, 但可能对池壁带来影响, 导致池壁根部配筋的增加。

水池底板采用弹性地基板计算, 并不适合采用地基反力法。池壁顶端走道板的支撑对池壁计算模式的影响, 以及走道板本身的计算;还有水池有时也要求进行抗震计算, 例如:一些地下与地上高度比相差较大的泵房, 以及地面水池的拉弯计算及温度及壁面温差应力的计算等。水平肋梁加池内型钢混凝土拉梁, 才把厚度降到700mm, 仍配筋配到22◎100。这一系列复杂的计算, 只为确大型地下水池设计及施工的科学性和经济性。

2.3 地下水池受力钢筋保护层厚度

参照地下防水工程规程中的相关规定, 大型地下水池迎水面钢筋保护层厚度要在50mm以上, 实际的钢筋混凝土保护层最小厚度取值如下表:

应该切实参照地下水池相关规程的规定来设计钢筋保护层的厚度, 结合以往的地下水池施工经验, 保护层≦50mm, 如果质地过薄, 则无法发挥保护功效, 甚至可能随着水池施工的进展逐渐开裂。具体的保护层取值应该参照水池结构特点、设计标准等来进行, 具体标准为:迎水面设置30~40mm保护层+20mm防水砂浆层, 这样一方面可以控制水池壁的厚度, 达到经济性的目的, 另一方面也为水池施工创造了便利条件, 最重要的是防水砂浆能够有效保护水池结构主体, 达到安全防护、防水的目标。

2.4 地下水池的抗浮设计

对于地下水池抗浮设计, 一般有以下几种方法:自重抗浮, 压重抗浮, 基底配重抗浮, 打抗拔桩抗浮等。但是对于增设梁柱底板成筏, 缩小池壁厚的大型地下水池而言, 由于水池自重减小, 应选择基底配重抗浮和打抗拔桩抗浮的方法。基底配重抗浮即在水池底板下设置重混凝土, 通过底板与混凝土的连接来达到抗浮的目的。如果所需石材能就地采集, 则相当经济。打抗拔桩抗浮法对于大型地水池抗浮效果显著, 不仅可满足水池的整体抗浮需要, 还能过科学布桩解决水池的局部抗浮问题, 抗拔桩宜采用小桩密布的方法, 桩长应尽量小于在单节长度, 这样可节省造价和接桩费用, 达到节省资金的目的。

4 结语

大型地下水池结构的经济性设计要重点从底板设计、侧壁设计两大方面出发来科学布局、合理把握, 要尽量控制底板厚度、侧壁厚度, 可以通过增设梁柱的方式和方法达到这一目标, 这样才能有效提升地下水池结构经济性, 达到预期的设计目的。

摘要：地下水池是土建工程结构的重要组成部分, 地下水池结构设计的经济性、合理性直接影响着水池施工造价, 关系到工程整体施工成本, 必须本着经济性原则来科学设计大型地下水池结构, 在合理的成本控制前提下来发挥水池的有效使用功能。本文分析了大型地下水池结构经济性设计的关键点。

关键词：大型地下水池,结构经济性,设计,关键点

参考文献

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