淺談火力發(fā)電廠岸邊取水泵房的抗浮設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺談火力發(fā)電廠岸邊取水泵房的抗浮設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：在岸邊取水泵房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗浮設(shè)計(jì)往往成為制約結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要影響因素之一。本文作者以一岸邊取水泵房抗浮設(shè)計(jì)實(shí)例介紹了泵房抗浮設(shè)計(jì)的方法及思路。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：泵房；抗浮設(shè)計(jì)；配重抗浮 ；錨固抗浮 </p><p>　　中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號： &

2、lt;/p><p><b>　　1.前言 </b></p><p>　　岸邊取水泵房作為取水構(gòu)筑物或送水構(gòu)筑物，由于工藝需要，一般處于河邊或水庫邊，地下水位較高。因此當(dāng)泵房平面尺寸較大，埋置深度較深時(shí)，抗浮問題往往成為泵房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要制約因素之一。目前我們常用的抗浮方式主要有自重抗浮、配重抗浮、嵌固抗浮及錨固抗浮等[1]。其中后兩種方式主要用于泵房底板坐于基巖的情況下

3、。本文以某電廠岸邊取水泵房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例初步探討抗浮設(shè)計(jì)方法的選擇和應(yīng)用。 </p><p><b>　　2.工程概況 </b></p><p>　　該取水泵房與進(jìn)水前池、閥門井連為一體，平面尺寸為30m×21.5m。泵房高8.5米，埋深為6米，進(jìn)水前池埋深7.5米，閥門井埋深為5.5米，地質(zhì)情況由上而下為素填土、粉細(xì)砂、中粗砂、圓礫和卵石。泵房及吸水井底板

4、坐落于圓礫層，由于該層地基承載力為300kPa，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將該層作為持力層。采用天然地基，底板采用梁板式結(jié)構(gòu)。經(jīng)計(jì)算，上部結(jié)構(gòu)自重為19354.6kN。根據(jù)抗浮設(shè)計(jì)水位同地面標(biāo)高，泵房及吸水井的總浮力為36832.5kN。顯然，該泵房結(jié)構(gòu)自重抗浮不滿足要求，需要進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)。 </p><p>　　3.抗浮設(shè)計(jì)方案對比與選擇 </p><p>　　3.1方案一：配重抗浮 </p>

5、<p>　　當(dāng)不影響底部空間時(shí)，可在底板增加較厚的素混凝土作為配重。按照《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50069-2002）[2]規(guī)定的抗浮系數(shù)1.05，若采用配重抗浮，需要19319.5kN的配重。因此若在地板上增加素混凝土配重，則會使得泵房底板結(jié)構(gòu)埋深更深，產(chǎn)生更大的浮力，需要更多的配重。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，這種方案的抗浮效果較差。 </p><p>　　3.2方案二：懸挑底板上部覆土+配

6、重井 </p><p>　　底板懸挑抗浮一般是指在泵房外底板挑出部分上的填土或砌體作為配重。在考慮該種土壓力的抗浮作用時(shí)，只考慮了懸挑板以上部分的土重。而土的內(nèi)摩擦角范圍內(nèi)的土壓力和土顆粒間的剪切力雖對抗浮起到有利作用，但在計(jì)算時(shí)將該部分作用力作為安全儲備而不考慮在抗浮力之內(nèi)。該工程當(dāng)?shù)装鍛姨?.5米時(shí)，所得的配重為17425.3kN，此時(shí)抗浮安全系數(shù)=0.9981.05，滿足抗浮要求。另外，配重井的設(shè)置，同時(shí)也

7、增強(qiáng)了底板和側(cè)壁的穩(wěn)定性并減小了其配筋。如壁板扶壁柱的計(jì)算模式由原來承擔(dān)梯形荷載轉(zhuǎn)變?yōu)榕c配重井壁共同承擔(dān)外水壓力、土壓力以及地面汽車荷載?？紤]其共同受力的模式采用有限元計(jì)算的扶壁柱和側(cè)壁配筋較原來減少1/4。因此，懸挑底板加配重井的方案可以有效解決只懸挑底板無法滿足抗浮要求的問題。這種方法施工方便，無需增加結(jié)構(gòu)底板埋深而導(dǎo)致增加基坑開挖深度和增大基坑平面尺寸。 </p><p>　　3.3方案三：錨固抗浮 <

8、;/p><p>　　所謂錨固抗浮， 顧名思義， 就是采用錨固的方法將水池錨固于地基上來抗浮，錨固措施有抗拔樁和錨桿。抗拔樁利用樁的側(cè)摩阻力和自身重量來抵抗浮力，樁型可采用樹根樁、灌注樁或預(yù)制樁?？拱螛妒┕ぽ^簡單， 耐久性較好； 錨桿抗浮是利用在底板下土層中設(shè)錨桿來錨固池體。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(shí)， 錨桿處于受拉狀態(tài)， 當(dāng)構(gòu)筑物滿水時(shí)，錨桿又處于受壓狀態(tài)， 錨桿的底端類似于樁端，

9、 錨桿在反復(fù)拉壓狀態(tài)下的工作性能有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究； 二是施工問題， 錨桿的施工需有專門的機(jī)械， 施工前要進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)，較細(xì)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、如何避免斷桿等都是施工難題， 尤其是錨桿較長時(shí)， 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(shí)，細(xì)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。 </p><p>　　我們對以上三種方案進(jìn)行了比較

10、。通過計(jì)算可知本工程所需的抗拔力不大，地基土持力層為圓礫層，地基承載力特征值達(dá)到300kPa，能滿足承載力要求，同時(shí)，懸挑底板上覆土重以及結(jié)構(gòu)自重已使抗浮安全系數(shù)接近于1，還需再增加的抗拔力較小，因此不再適合采用灌注樁或抗浮錨桿來達(dá)到抗拔的目的。另外，繼續(xù)增大懸挑底板寬度或增大底板埋深對基坑開挖不利且影響臨近原有建筑物，因此本工程采用適當(dāng)懸挑底板加配重井的抗浮方法既達(dá)到了抗浮的目的，同時(shí)也增強(qiáng)了壁板和底板的約束，減小了其原有配筋。 &l

11、t;/p><p><b>　　4.結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，通過該送水泵房的抗浮設(shè)計(jì)，可得到如下結(jié)論： </p><p>　　當(dāng)構(gòu)筑物平面尺寸、埋深不大，地下水位較低時(shí)，采用自重與配重抗浮比較經(jīng)濟(jì)，設(shè)計(jì)簡單，施工方便，節(jié)約造價(jià)。 </p><p>　　構(gòu)筑物平面尺寸、埋深較大，地基土質(zhì)較好時(shí)，采用懸挑底板

12、加設(shè)置配重井的方案能有效解決抗浮問題并增強(qiáng)側(cè)壁和底板的約束，從而可減小其原有配筋。 </p><p>　　構(gòu)筑物平面尺寸、埋深大，地基條件不好或有液化地基時(shí)，采用抗浮錨桿或灌注樁抗浮能較好的解決取水泵房的抗浮問題。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊編委會. 給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)