地震区大型水池的抗震计算浅析

周文芳

摘要：针对具体工程，提出地震区水池地基处理及地震作用计算的简化计算方法。对类似工程有一定的参考意义。

关键词：地震作用;液化地基处理;

【Abstract】 For specific projects，a simplified calculation method for the foundation treatment of the pool in the earthquake zone and the calculation of the earthquake action is proposed. It has certain reference significance for similar projects.

【Keywords】 earthquake action;liquefied foundation treatment;

一、引言

本文简要阐述了某8度设防区，地下大型水池设计计算方法及要点，对抗震液化区的地基进行方案比较与优选，对水池结构计算提出了可行的计算方案。

二、工程概况

本工程位于8度设防区，地下水位较高，地基土存在中等液化的粉土层，故设计水池应进行液化地基处理，且应满足抗浮要求。水池为矩形平面BL=58.4*81.4m，埋深11～15m，覆土2.65m。

地质剖面图及土层物理参数（其中4粉土层为中等可液化土层）

三、地基处理方案比选

水池底板位于4粉土层上，为中等液化土，可采用碎石桩或砂石桩法以及灌注桩等处理;水池空池可采用灌注桩及管桩等进行抗浮;本工程位于8度区，排除管桩抗浮。

方案方案

描述优点缺点造价

（万元）方方案一钻孔灌注桩抗拔，考虑液化地基的折减①桩型单一，桩距较大，施工相对简单②施工工期相对较短③开挖基坑范围相对要小，开挖及回填土方量相应减少④基坑开挖与桩基施工在平面上与现状d1800污水管没有冲突。①工程造价略高1600方方案二钻孔灌注桩抗拔，碎石桩法处理液化地基①工程造价略低①桩型多样，桩距较密，施工相对复杂②施工工期相对要长③开挖基坑范围相对要大，开挖及回填土方量相应增加④基坑开挖与桩基施工在平面上与现状d1800污水管有冲突。1300本工程结合现场实际情况选择方案一

四、地震作用计算

本工程抗震设防烈度为8度，水池抗震设防类别为乙类，应按8度进行地震验算，提高一度确定抗震措施。根据《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》第5.1.4条，计算地震作用时，构筑物（含架空管道）的重力荷載代表值应取结构构件、防水层、防腐层、保温层（含上覆土层）、固定设备自重标准值和其他永久荷载标准值（侧土压力、内水压力）、可变荷载标准值（地表水或地下水压力等）之和。可变荷载标准值中的雪荷载、顶部和操作平台上的等效均部荷载，应取50%计算。

水池计算在水平地震作用下的自重惯性力标准值时，水池顶盖的自重应包含顶盖上2.65m的覆土重。根据《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》第6.2.7条，计算调蓄池的地震作用，可以考虑结构体系的空间作用按等代框架计算。

先计算地震作用下的无侧移等代框架弯矩图：

根据《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》附录B第B.0.2条，将所求R1、R2乘以水平地震作用折减系数反向作用与链杆处。

将两次计算所得内力进行迭加，即为考虑空间作用时，等代框架在水平地震作用下所产生的作用效应。计算结果：池壁底端最大弯矩2700kN.m。

五、总结

本文给出了地震区液化地基处理及地震作用计算的简化计算方法，根据MADAS有限元整体建模计算，考虑空间作用，水池内力偏于安全，设计方案是可行的。

参考文献：

[1]室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范.

[2]建筑地基处理技术规范.

[3]建筑桩基技术规范.