邹 沁

（合肥水泥研究设计院有限公司， 安徽 合肥 230051）

0 引言

水泥工厂的水池，从使用功能上，有用于水处理池、贮水池和生产用循环水池三类水池。从水池建造标高与地面标高关系，水池又可分为地下式、半地下式及地上式。对于地下式和半地下式水池，同时抗浮水位较高的水池，要特别注意抗浮设计。

1 抗浮稳定性验算

《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011第5.4.3条和《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002第5.2条均规定，水池必须进行抗浮稳定性验算，包括施工阶段和使用阶段抗浮稳定性验算。在建筑物施工阶段，应根据施工期间的抗浮设防水位和抗力荷载进行抗浮验算，必要时采取可靠的降、排水措施满足抗浮稳定要求。在建筑物使用阶段，应根据设计基准期抗浮设防水位进行抗浮验算。

2 整体抗浮验算和局部抗浮验算

在进行整体抗浮验算的同时，应对结构自重较小的区域进行局部验算，特别是上部结构缺层或大范围楼板缺失开洞部位。在地下水作用下，基础底板构件应具有足够的强度和刚度，并应进行浮力作用下的抗弯、抗剪和抗冲切承载力验算。当抗浮验算不满足要求时，应采取抗浮措施。

3 抗浮设防水位确定

施工期间和使用期间的抗浮设防水位主要由勘察单位提供，其中施工期间的抗浮设防水位应考虑邻近工程建设对场地地下水补给、排泄的影响，并结合工程的抗浮设计等级，选用抗浮勘察时实测的场地最高水位、预测的雨期地下水位升高、近3年～5年的最高水位中的最不利水位。

使用期间的抗浮设防水位根据设计使用年限、抗浮设计等级、与设计使用年限相同时限的历史最高水位和抗浮工程勘察抗浮设防水位建议值；城市建成区具有地下水长期监测资料并进行抗浮设防水位区划的地区，选择具有一定预测成果在内的抗浮设防水位区划值。

4 水池浮力的计算

水池底板所承受的浮力包括稳定水头产生的静水压力、动水坡降产生的水压力和扣减上覆不透水层土体重力后的承压水压力。水池底板所承受的浮力荷载应为根据抗浮设防水位与基底标高高差、基础埋深及其下一定深度范围地层透水性、基底以下地下水的承压性等计算的最不利组合。

5 抗浮荷载计算

水池使用期抗浮荷载包括水池及其上部结构的自重荷载、水池顶板上永久性覆土及设备自重荷载，由于水池顶板的可变荷载对抗浮验算有利，不应考虑；水池池壁与其侧面岩土体之间的侧摩阻力与回填密实度、材料类型等多种因素有关，不便把握，建议作为安全储备，不应计入抗浮荷载中。

施工期抗浮荷载则不应包括水池顶板覆土荷载和施工荷载。水池内填筑材料、室外上覆材料的重度应根据设计计算和部位的不同，分别采用天然重度、饱和重度或浮重度。

6 水池抗浮预防措施

地下结构抗浮措施宜按预防、减压和结构抗浮的顺序进行比较选择。水池抗浮预防措施应根据场地地质、水文地质条件、水位变化及危害程度等采用截排、隔离、减压或联合措施，并宜符合下列规定。对上层滞水和潜水，采用设置截排水沟、泄水沟、渗水井、排水盲沟等措施；对承压水，可采用隔水帷幕或减压井等措施；施工期采取降排、地表封闭措施。

7 抗浮措施

常见的抗浮措施包括增加配重法、抗浮桩、锚杆抗浮法和释放水浮力法。其中释放水浮力法由可分为排水减压法、隔水减压法和泄水降压法。

增加配重法包括增加抗浮底板厚度及其上部压重、增设地下结构外侧边挑出底板宽度及其上部覆土和增设地下结构顶部压重等，适用于结构自重荷载与浮力荷载相差较小的抗浮工程。

抗浮桩应根据不同地质条件、环境条件、抗浮工程设计要求和耐久性要求选用灌注桩或预制桩。灌注桩可采用等截面灌注桩、扩底灌注桩和后注浆灌注桩等；预制桩宜选用混合配筋预应力混凝土桩。锚杆抗浮方案及选型应根据岩土工程勘察报告及工程条件与要求，对锚杆的工程安全性和施工可行性作出评估和判断，并结合地下水浮力大小、结构受力及变形要求等综合确定。

排水减压法适用于具有地下自行排水条件、允许设置永久性降排水设施且能自动控制降排系统的抗浮工程，并可与隔水减压法联合使用。

排水减压法宜根据场地水文地质和环境条件和设计计算选择排水减压措施，并建立汇集、排出等完整的排水系统和自动监控系统。有自行排水减压条件的工程应采用盲沟（管）、排泄沟等自流排水减压措施；无自行排水条件且防水要求较高的工程可采用盲沟（管）、集水井等机械抽排水减压措施。

隔水减压法适合于水头差不高、弱透水地层等易于设置隔水帷幕以及设置有隔水帷幕及具有隔水功能的围护结构的工程抗浮，并可与排水减压法联合使用。

泄水降压法适用于弱透水地基土可在基础底板下方设置可使压力水通过透水或导水系统汇集到集水系统排出的抗浮工程，可与排水与隔水降压法联合使用。

8 总结

对于地下式和半地下式水池，同时抗浮水位较高的水池，要特别注意包括整体抗浮设计和局部抗浮设计。如抗浮不满足，首选是水池抗浮预防措施，其次可采取抗浮措施。其中抗浮措施，可根据水文条件、场地地质情况、抗浮不满足产生的危害程度、工期和工程经济性，从常见的抗浮措施包括增加配重法、抗浮桩、锚杆抗浮法和释放水浮力法中优选，确定应该采用的抗浮措施。