结构优化设计-- 水池

6.10钢筋混凝土水池抗浮方法有哪些？答：在处理水池上浮中通常对水池自重抗浮、配重抗浮、嵌固抗浮、锚固抗浮、设置排水系统降低地下水位等一系列的抗浮方法。同时对已经建好的水池，若水池在空池的情况下出现上浮，为了短时间起到抗浮的效果通常采取对水池底板钻孔来达到泄浮的目的，然后再做抗浮设计处理，从而不会造成大的经济损失。（1）钢筋混凝土水池自重抗浮自重计算不包括设备重、使用荷载及安装荷载。因为自重的加大，使水池的体积增加，浮力也相应增加，所以自重抗浮只在不具备其他抗浮条件、或自重加大不多可满足抗浮时采用。自重抗浮较其他方式安全可靠。对封闭式水池加大池顶覆土厚度,但将引起顶板厚度和钢筋用量增加,同时注意在覆土前采取降水或排水措施。自重抗浮即通过提高池体结构自重G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。采用自重抗浮对于原设计水池截面配筋率相对较大的水池最为经济适用。但若原水池截面配筋率不大，增大截面后，有可能使结构构件为满足最小配筋率而增加钢筋用量，池体造价会因此上升，这时宜考虑采用其他的抗浮措施。根据工程实践，自重与地下水浮力相差在10％以内的情况下，采用增加结构自重抗浮具有较好的经济性。（2）钢筋混凝土水池配重抗浮a压重抗浮压重抗浮是通过在池内、池顶或池底外挑墙趾上压重来抗浮。池内压重即增加G抗浮，一般需将池体落深，在池内填筑压重混凝土或浆砌块石等其他材料来达到抗浮的目的。此法增加了池壁高度和基坑深度，但一般不会增加池底所受的不均匀地基反力，故对底板的内力影响较小。池顶压重即增加G，常用于埋地式或半埋地式水池，如自来水厂的清水池、吸水井和一些污水处理构筑物等。采用此法，可充分利用池顶覆土种植绿化或作为活动场地，但池顶压重会大大增加池顶板和底板的荷载，使顶、底板的结构厚度和配筋都相应增加。外挑墙趾上压重即增加G，这样做不需增加基坑深度，但一般均需将底板外挑较大范围，以增加基坑面积，并且可能对相邻的建筑物、构筑物或管线等造成一定的影响，另外会增加池底所受的不均匀地基反力，使池底板的内力增大。此法可直接利用外挑墙趾上的回填土或填筑毛石等自重较大的材料抗浮。若直接利用回填土,考虑到回填土的不均匀性及填挖的不确定性，一般应乘0.8，0.9的折减系数。此法常用于一般中小型水池的抗浮，但不宜用在平面尺寸较大的水池，对需考虑局部抗浮的水池也不适用。b池底配重抗浮池底配重抗浮即增加G，是在水池底板以下设配重混凝土，通过底板与配重混凝土的可靠连接来满足抗浮要求。其典型例子就是在沉井结构设计中，如果井体的自重不足以满足抗浮要求，可在底板与封底混凝土问设置拉结短筋，利用封底混凝土的自重抗浮。此法用于一般水池时，其受力情况近似池内压重抗浮，不需增加池壁高度，但要保证底板与配重混凝土的可靠连接，并且其配重材料一般应采用强度等级不小于C15的混凝土。基底配重抗浮一般比池内压重抗浮更为经济，但若池内压重可在工程所在地就地取用块石等，则池内压重抗浮的造价可能比基底配重抗浮更低。较常用的配重抗浮是加在水池外底板挑出部分上的填土或砌体。当不影响底部空间时。也可用块石混凝土或其他低强度混凝土等为填料加在水池底板上。有的工程也采用在水池顶部配重（如顶板上堆砂、盛水），但此方式加大结构承载量，且对抗震不利。设置趾板：将池底板外伸(如图6-1所示),利用趾板上的填土或砌体增加池体的抗浮力。图6-1设置趾板示意图增加填料：在池体容积允许情况下,用砌石混凝土或低强度混凝土作填料,加在池底板内(如图6-1所示）。设平衡层：当池体容积有限时,在池底板下设C15混凝土平衡层(如图6-2所示),并用锚筋与底板相连。图6-2设置平衡层示意图（c）对坐落在岩基上的水池,可用锚杆将池底板锚固在岩石上(如图6-3所示)。要求基岩坚固完整，具有施工条件。图6-3锚杆与底板连接打抗拔桩抗浮与打土层锚杆抗浮的方法相似，分别是通过桩或锚杆的抗拔力来抗浮，即利用桩或锚杆对池体的锚固力来抗浮。此类方法对大体积埋地水池的抗浮相当有效，不仅能满足池体的整体抗浮，还能通过桩或锚杆的合理布置，很好地解决大型水池的局部抗浮问题。抗拔桩的抗拔力设计按桩体与土的摩擦力和桩身抗拉承载力的较小值取用，一般情况下由桩体与土的摩擦力控制。桩径越小，同体积桩体的表面积越大，则摩擦力也越大。另外，由于大部分水池为平板基础，若单桩抗拔力过大，对底板的集中荷载作用明显，此时为承受此抗拔力而必须采取的底板的局部加强或改变底板的结构形式，会使造价进一步增加。所以，抗拔桩一般宜选