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供水清水池结构设计要点分析

发表时间：2018-12-14T18:10:30.727Z来源：《防护工程》2018年第27期作者：刘岳东

[导读]外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小，可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也同此予以适当加强。

湖北孝感432000

摘要：孝*县供水公司供水清水池设计是一个难题，分别从抗浮、抗渗、抗震设计、沉降设计处理等方面分析，结合实际工程，详细介

绍了水池的抗浮设计及措施，同时还对其他设计因素分析，可供相关技术人员参考。

关键词：工程概况；清水池；抗浮；抗渗；抗震设计；沉降处理

1工程概况

孝昌县供水公司扩建清水池长50米，宽30米，深4米覆土0.7米厚；地质结构：第一层为种植土厚1米，第二层为粉质土（遇水成泥沙）

均厚2.4米，第三层为粉质砂土均厚2.7米，第四层为砂砾石层厚1.8米，第五层为强风化岩厚2.1米，第六层为弱风化岩厚10米，常年地下水

位黄海高程36.54米，场地地面黄海高程37.24米。

2清水池外墙设计

2.1清水池外墙

供水清水池外墙配筋计算中，如果外墙带有扶壁柱，就得区别扶壁柱尺寸大小，一律不得按双向板计算配筋，而扶壁柱按清水池结构

整体分析结果配筋，又要按外墙双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。按外墙与扶壁柱变形协调的原理，其外墙竖向受力钢筋配筋不足、扶壁

柱配筋偏少、外墙的水平分布筋有富余量。建议：除了垂直于外墙方向有钢筋混凝土内隔墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大外

墙板块按双向板计算配筋外，其余的外墙宜按竖向单向板计算配筋为妥。竖向荷载（轴力）较小的外墙扶壁桩，其内外侧主筋也应予以适

当加强。外墙的水平分布筋要根据扶壁柱截面尺寸大小，可适当另配外侧附加短水平负筋予以加强，外墙转角处也同此予以适当加强。

2.2清水池底部

清水池外墙计算时底部为固定支座（即底板作为外墙的嵌固端），侧壁底部弯矩与相邻的底板弯矩大小一样，底板的抗弯能力不应小

于侧壁，其厚度和配筋量应匹配，这方面问题在地下车道中最为典型，车道侧壁为悬臂构件，底板的抗弯能力不应小于侧壁底部。清水池

底板标高变化处也经常发现类似问题：标高变化处仅设一道梁，梁宽甚至小于底板厚度，梁内仅靠两侧箍筋传递板的支座弯矩难以满足要

求。地面层开洞位置（如楼梯间）外墙顶部无楼板支撑，计算模型和配筋构造均应与实际相符。车道紧靠清水池外墙时，车道底板位于外

墙中部，应注意外墙承受车道底板传来的水平集中力作用，该荷载经常遗漏。

3清水池抗浮和抗渗设计

3.1清水池抗浮设计：

3.1.1清水池抗浮设计水位：

清水池抗浮设计水位也就是地勘报告中所提的抗浮设计水位。

3.1.2清水池抗浮稳定性验算应满足下式要求：

G≥1.05F式中，G为水池内不盛水时水池自重等永久作用荷载，当构筑物为沉井等侧壁与土体紧密接触的结构，可计入侧壁上的摩擦

力；F为地下水浮力。根据荷载规范，永久荷载对结构如有利时，分项系数则取1.0，所以式中W取应标准值；荷载规范也规定，对结构的

倾覆、滑移或漂浮验算，荷载的分项系数应按有关的结构设计规范的规定采用，而目前，只有《给排水工程构筑物结构设计规范》

GB50069-2002第5.2.2条和5.2.3条规定了抗浮稳定验算时地下水浮力的分项系数为1.05.

当清水池自重及其地面以上作用的永久荷载标准值的总和不满足式G/≥1.05的要求，应采取抗浮力措施。工程设计中主要利用的是结构

的自重来抗浮力，只有当结构自重小于水浮力时，才采取相应的抗浮措施。

图1整体抗浮时的水池抗浮力图2局部抗浮时的水池抗浮力

图1为考虑水池整体抗浮时的抗浮力示意图。图中，G1为池体自重；G2为池内压重；G3为池顶压重；G4为池壁外挑墙趾上压重；G5

为池底板下部配重；F1为池底抗浮桩或锚杆的抗拔力。

对设置有中间支柱的封闭式水池，除验算整体抗浮稳定性外还需验算局部抗浮。验算时，局部抗浮力按图2考虑。图中，各抗浮力均为

每一支承单元内的值。

3.2抗浮措施：

3.2.1自重抗浮

自重抗浮即通过提高池体结构自重G1来达到抗浮的目的。此法一般适用于水池自重与地下水浮力相差不大的情况。

自重的增加一般通过加大水池池壁或底板来实现，这样做虽然会增加混凝土用量，但由于结构厚度的增加，可以降低池壁与底板的配

筋率，减小钢筋用量，所以适当地增加结构构件的截面，对造价的增加幅度并不很大。同时，构件截面的加大，相应也提高了水池结构的

刚度。