2007-10-23 10:43 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
目前,在抗浮設計上,主要采用抗與放的方法。所謂抗,即是配重抗浮、錨固抗;所謂放,即是降水抗浮和設觀(guān)察井抗浮。具體采用哪一種方法,尚應根據工程的具體情況而定,同時(shí)還應著(zhù)重考慮對工程造價(jià)的影響。下面就各種抗浮方式進(jìn)行探討并做經(jīng)濟分析比較。
一、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(規范未計入以策安全),抗浮安全系數很容易滿(mǎn)足規范要求。
砼的缺點(diǎn)之一是自重大,但事物均有兩面性,抗浮時(shí)自重越大越有利。配重抗浮一般有三種方法,一是在底板上部設低等級砼壓重;二是設較厚的鋼筋砼底板;三是在底板下部設低等級砼掛重。一、二種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠,當構筑物的自身重度與浮力相差不大時(shí),應盡量采用配重抗浮,對工程造價(jià)的影響小,投產(chǎn)后亦沒(méi)有管理成本。但構筑物的自身重度與浮力相差較大時(shí),本方法將會(huì )增加工程量使土建造價(jià)提高,原因是配重部分要扣除浮力,導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(shí)也會(huì )增大基底壓力,引起較大的地基變形。如采用底板上設低等級砼壓重的方法,將會(huì )使壁板的計算長(cháng)度H加大,而壁板根部的彎矩值與H是平方關(guān)系,這樣會(huì )使壁板根部的彎矩值增長(cháng)較快,彎矩值較大時(shí),板厚和配筋也會(huì )相應增大;如采用較厚的鋼筋砼底板的方法,其工程量與設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(huì )有些許增加;如采用底板下設砼掛重的方法,壁板的彎矩值小,底板的鋼筋用量也不會(huì )增加,但底板和掛重部分砼須用鋼筋連接,施工比較麻煩,當地下水對鋼筋和砼具有侵蝕性時(shí),設砼掛重的方法須謹慎。
2.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,當底板下有堅硬土層且深度不大時(shí),設錨桿不失為一種即簡(jiǎn)便又經(jīng)濟的方法;近年來(lái),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(gè)問(wèn)題需要注意,一是受力問(wèn)題,當構筑物內無(wú)水時(shí),錨桿處于受拉狀態(tài),當構筑物滿(mǎn)水時(shí),錨桿又處于受壓狀態(tài),錨桿的底端類(lèi)似于樁端,錨桿在反復拉壓狀態(tài)下的工作性能有待進(jìn)一步的實(shí)驗研究;二是施工問(wèn)題,錨桿的施工需有專(zhuān)門(mén)的機械,施工前要進(jìn)行試驗,同時(shí),較細的錨桿在施工時(shí)有一定的難度,如何控制鋼筋偏移,如何使灌漿飽滿(mǎn)、如何避免斷桿等都是施工難題,尤其是錨桿較長(cháng)時(shí),不如配重抗浮來(lái)得簡(jiǎn)便。三是適用性,當地下水對鋼筋有侵蝕性時(shí), 細錨桿的耐久性問(wèn)題不易解決,這將在一定程度上限制其適用性。
b)抗拔樁: 抗拔樁利用樁側摩阻力和自身重度來(lái)抵抗浮力,樁型可采用灌注樁或預制樁,樁徑一般為400mm,也可采用方樁,樁距和樁長(cháng)應通過(guò)計算確定,樁距不宜過(guò)大,否則會(huì )增加底板厚度,樁端最好能伸入相對較硬的土層?拱螛兑灿欣瓑菏芰(wèn)題,但其施工較簡(jiǎn)單,耐久性亦比錨桿容易得到保證。
3.降水抗。哼@是抗浮設計的另一條思路,即不硬抗,而采用放的方法。具體做法是在構筑物底板下設反濾層,在構筑物周?chē)O降水井,降水井和反濾層間用盲溝相連,當構筑物因檢修設備而需要放空時(shí),可在降水井內抽水使地下水位降至底板下,從而保證構筑物的穩定。降水抗浮的關(guān)鍵問(wèn)題是反濾層的設計,當土的顆粒較細時(shí),應采取可靠措施防止土粒隨地下水的漲落而進(jìn)入反濾層,引起反濾層堵塞而失去作用。降水抗浮的優(yōu)點(diǎn)是工程造價(jià)低,因采取了抗浮措施,構筑物的設計可按無(wú)地下水時(shí)考慮。當地下水位很高且地基土較軟時(shí),采取降水抗浮措施可大大降低工程造價(jià)。但降水抗浮也有其缺點(diǎn),第一是可靠性,雖然構筑物在設計使用年限內放空檢修的時(shí)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(huì )發(fā)生構筑物上浮事故。當然,在排水工程中,可采取適當的措施,在非正常排空時(shí)使地下水自動(dòng)進(jìn)入構筑物內,提高構筑物的可靠度。
4.觀(guān)察井抗浮
和降水抗浮相似,只是不設反濾層,利用地下水的漲落安排構筑物放空檢修的時(shí)間。方法也很簡(jiǎn)單,在構筑物周?chē)O若干觀(guān)察井,井內標示可放空檢修的臨界水位線(xiàn),如在一個(gè)時(shí)期內地下水位低于臨界水位,則可放空檢修。應該講,在地下水位漲落差較大的地區采用本方法,是所有抗浮方法中土建工程造價(jià)最低的。其缺點(diǎn)是檢修時(shí)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。
二、經(jīng)濟分析比較
例:某排水工程終沉池,內徑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較厚的鋼筋砼底板);2.抗拔樁抗;3.降水抗;4.設觀(guān)察井抗浮。其工程量分別為:
1.配重抗。
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
預應力砼池壁C40:190m3;899×190+40000=210810
2.抗拔樁抗。
挖土方:200m3;3.86×200=772
直徑400mm沉管灌注樁,長(cháng)12m:150根;548×1.51×150=123892
素砼墊層C10:134m3;145×134=19430
鋼筋砼底板C25:594m3;460×594=273240
預應力砼池壁C40:190m3;899×190+40000=210810
3.降水抗。
挖土方:200m3;3.86×200=772
素砼墊層C10:134m3;145×134=19430
鋼筋砼底板C25:413m3;501×413=206913
預應力砼池壁C40:190m3;899×190+40000=210810
反濾層:726m3;59.5×726=43197
降水井:4座;1521×4=6084
4.設觀(guān)察井抗。
素砼墊層C10:134m3;145×134=19430
鋼筋砼底板C25:413m3;558×413=230454
預應力砼池壁C40:190m3;899×190+40000=210810
觀(guān)察井:3座;1521×3=4563
其土建工程造價(jià)(直接費)分別為:
1.配重抗。1575761元
2.抗拔樁抗。628144元
3.降水抗。487206元
4.設觀(guān)察井抗。465257元
——依據1999年全國市政工程定額。土方工程量為相對量。
需要說(shuō)明的是,本例的結果并無(wú)傾向性,抗浮方案的確定是一個(gè)復雜的問(wèn)題,工程造價(jià)是重要因素但不是決定性因素。
1、凡本網(wǎng)注明“來(lái)源:建設工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權均屬建設工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、鏈接、轉貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權的,應在授權范圍內使用,且必須注明“來(lái)源:建設工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責任。
2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉載,均盡力標明作者和出處。對于本網(wǎng)刊載作品涉及版權等問(wèn)題的,請作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實(shí)確認后會(huì )盡快予以處理。
本網(wǎng)轉載之作品,并不意味著(zhù)認同該作品的觀(guān)點(diǎn)或真實(shí)性。如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉載使用,請與著(zhù)作權人聯(lián)系,并自負法律責任。
3、本網(wǎng)站歡迎積極投稿。