[发明专利]地下抗浮水池及其一体化施工方法

说明书

本发明公开了一种地下抗浮水池及其一体化施工方法，该水池包括筏板和池壁，筏板和池壁构成水池框架，其特征在于还包括设于筏板上的承台，承台的下端延伸出筏板并连接承台桩，筏板上表面的水池内设有混凝土柱，筏板下表面的四周边部设有非承台桩，承台外围与筏板下表面的交界处预埋聚苯板。本发明基于结构设计理论，桩基承台和池壁的轴力作用，进而降低桩的抗拔承载力，最终达到水池基础抗浮能力提升的目的；还通过承台良好的抗冲切能力，减小了水池筏板的整体厚度，提高了结构整体合理性和高效性；具有方法简便、成本低和稳定性好等优点。

技术领域

本发明属于地下水池抗浮技术领域，具体涉及一种地下抗浮水池及其一体化施工方法。

背景技术

在石油化工行业项目的配套设施设计中，大型水池越来越普遍，且往往伴随着水池深度较大而带来的抗浮设计无法满足的问题。

在这样的大前提下，以往的天然基础-筏板形式难以满足计算条件，此时桩筏基础则经常被采用，但桩筏也同样存在问题，即在伴有地上综合楼，地上泵房与地下水池共存的结构形式时，水池中柱底附近的桩基由于筏板的调幅作用，会导致桩基的抗拔力较大，而抗拔桩的接头施工往往难以满足，同时，较大的柱底力，也会带来一定的冲切问题，而在以往的结构设计中，为满足局部抗冲切而增加整体筏板厚度会造成大量的非必要混凝土浪费，以上问题在以往设计中给设计人员会带来极大困扰。

中国专利CN110439272B公开了一种现浇钢筋混凝土水池底板支模体系及其施工方法，提供了一种钢筋混凝土底板基础的施工方法，但并没有考虑水池整体抗浮设计方案和构想；中国专利CN205839944U公开了一种抗浮钢筋混凝土水池，通过增添螺旋钢地桩对水池整体抗浮进行提升，但螺旋钢地桩的加入会大幅提高施工成本和施工难度；中国专利CN206368379U公开了一种埋地式水池抗浮稳定系统，通过增添水池地下水排水泄水系统和方案，以达到提升水池抗浮能力的目的，但此系统同样会大幅增加水池的施工难度和施工成本。

发明内容

针对现有技术中地下水池存在的抗浮问题，本发明的目的在于提供一种地下抗浮水池及其一体化施工方法，在混凝土柱下采用承台桩+筏板的形式，将上部柱底力通过承台直接向抗拔桩传递轴力，受力明确，进而减小桩基抗拔承载力和筏板冲切，减小施工带来的风险误差，而对于水池池壁下的桩，可直接采用桩筏形式，利用水池池壁的轴力对池壁下的非承台桩进行抗拔承载力平衡。

为达到上述目的，提出以下技术方案：

地下抗浮水池，包括筏板和池壁，筏板和池壁构成水池框架，还包括设于筏板上的承台，承台的下端延伸出筏板并连接承台桩，筏板上表面的水池内设有混凝土柱。

进一步地，筏板下表面的四周边部设有非承台桩，承台外围与筏板下表面的交界处预埋聚苯板，避免筏板承担混凝土柱下的地基反力，将混凝土柱下轴力直接传递给承台进而传递给承台桩，以减少承台桩的抗拔承载力，提高结构抗浮安全性。

进一步地，承台的上端与混凝土柱连接，承台和混凝土柱位于同一垂直线上。

进一步地，承台根据承台上方混凝土柱的实际冲切需要控制承台高度，其柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力可按以下公式计算：

Fl≤2[β_0x(b_c+a_0y)+β_0y(h_c+a_0x)]β_hpf_th₀

当柱中心到桩边水平距离小于0.25m时，式中β_0x、β_0y分别取为1.87；

Fl为不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下作用于冲切破坏锥体的冲切力设计值；

h_c、b_c分别为X和Y方向柱截面的边长；