地下调蓄池抗浮桩设计要点分析

郑富春

（深圳市水务规划设计院股份有限公司，广东 深圳 518000）

随着城市开发密度越来越大，土地利用率要求越来越高，地下调蓄池作为控制面源的“深层”海绵措施被广泛采用。为确保地下调蓄池抗浮安全，抗浮灌注桩基是最为常用的工程措施。本文结合《大磡河流域水环境综合治理工程 （径流调蓄转输工程）》的大磡河径流调蓄池抗浮灌注桩基工程设计实例，重点针对抗浮桩基方案初拟、设计工况选取、计算复核的设计要点进行分析，以供同类工程参考。

通过上述模拟对比发现，对黑体能量低于10 keV的X射线，由于能谱参数E1与黑体温度T的数值差别相对较小，近似取值方法所引起的SGEMP场值偏差不大。当射线能量进一步增大时，E1与T的差别增大，若仍采用近似取值方法，则带来的场值偏差会随之增大。

1 概述

大磡河径流调蓄池位于广东省深圳市南山区大磡村口社区公园西侧原大磡小学遗址（已拆），距离大磡河约80m。该调蓄池为地下雨水调蓄池，调蓄容积为8万m3，呈长方形箱体钢筋混凝土结构，长边约128m，短边约98m，池底板底高程为18.9～21.5m，池顶板顶高程为38.7m，设计场坪标高40.7m，覆土约2.0m。现状地面高程为37.50～43.50m，结合现状地面高程，设计开挖深度19.0～21.6m，大于开挖深度15.0m，根据JGJ476—2019《建筑工程抗浮技术标准》，大磡河径流调蓄池抗浮工程设计等级为甲级，调蓄池施工期和使用期的稳定状态应根据地下结构形式及埋置深度、结构荷载分布、抗浮设计等级、抗浮设防水位等条件，按最不利组合工况确定。

2 设计工况选取

2.1 确定抗浮设防水位

根据项目工程勘察成果，勘测期场地地下水位高程普遍29.0m，局部揭穿弱风化花岗岩、存在基岩裂隙水。由于场地无长期地下水位观测资料，周边地势为三侧高一侧低，根据相关规划，未来厂区地面高程与设计场平标高40.7m基本一致，因此抗浮设防水位建议按设计场坪地面标高以下0.5m考虑，即40.2m。

2.2 确定最不利工况

通过对调蓄池使用期和施工期的工况进行分析对比，确定最不利工况。大磡河径流调蓄池使用期包含初雨、暴雨、停雨、无雨4个工况，施工期包含正常、基坑截水失效、完建、闭水试验4个工况，各工况分析及相关水位如表1。

(1)子曰：下之事上也，不从其所命，而从其所行，上好[此物也，下必有甚焉者矣。故]上之好恶，不可不慎也，民之表也。(《缁衣》)

表1 各项工况及水位

2.3 计算内容及相应工况

(2)对于北部湾经济区资本一体化的测度，下面将从北部湾经济区区内资本总流量来反映区内金融一体化的发展水平。区内资本总流量使用公式fil=(OFCt+IFCt)/GDPt来计算，通过对北部湾经济区历年数据的查阅(本文主要选取2008年—2011年全区GDP和进出口总额)，经过计算得到结果如下：

表2 计算内容

3 抗浮桩基方案初拟

3.1 抗浮桩基布置原则

抗浮桩基平面布置宜根据上部结构柱位置布置，尽量按一柱一桩进行布置，这样传力直接，结构受力最优，若遇到上部结构布置不均匀或者结构突变，如设置墙体承重、柱间距大于8m等，应根据实际情况增加桩基数量，但需按等距布置原则，使上部结构受力均匀。抗浮桩基应根据地勘钻孔和调蓄池范围内持力层顶等值线图，划分不同桩长的抗浮分区，分别在各区选取持力层埋置较深的最不利钻孔作为桩长设计依据。

3.2 工程布局

由于大磡河径流调蓄池上部结构差异不大，柱间距按6.0m×6.0m布置，地层分布较均匀，根据强风化岩层顶等值线图，将抗浮桩基布置分为3个区，分别在各个区选取持力层强风化花岗岩埋置较深的最不利钻孔作为桩长设计依据。因各区最不利钻孔揭示，各区桩长初按桩尖入弱风化岩深度2m控制，具体分区及桩长如图1。

图1 抗浮桩基分区布置图

4 计算复核

调蓄池单元抗浮验算应选取所受浮力最大的最不利单元进行验算，一般单元面积越大、上部荷载越少的单元为最不利单元。大磡河径流调蓄池上部结构差异不大，按一柱一桩进行布置，桩柱间距为6.0m×6.0m，则单元面积均为6.0m×6.0m，经计算，单元抗浮稳定验算成果如下。

式中 G为建筑结构自重、附加物自重、抗浮结构及构件抗浮力设计值总和 （kN）；Nw，k为浮力设计值；Kw为抗浮稳定安全系数，按表3确定。

表3 建筑工程抗浮稳定安全系数

大磡径流调蓄池抗浮工程设计等级为甲级，则其施工期抗浮稳定安全系数Kw=1.05，使用期抗浮稳定安全系数Kw=1.10。

式中 Quk为单根抗浮桩极限承载力标准值（kN）；W为桩群与桩间土组成的实体浮重度计算的自重标准值 （kN）；n为桩数量；u1为桩群与桩间土组成的实体外围周长（m）；qsik为桩侧表面第i层土黏结强度标准时（kPa）；λi为抗拔系数；li为第i层土内的桩长（m）；Qtk为抗浮桩承载力特征值（kN）。

同时，用于抗浮稳定性验算的总抗浮力应选取正确的抗浮力组合系数，如调蓄池上部覆土作为上部结构填筑体对抗浮稳定有利，但需乘以相应的抗浮力组合系数进行折减，具体依据规范JGJ476—2019《建筑工程抗浮技术标准》第6.3.7条，抗浮组合系数取值如表4。

表4 抗浮力组合系数

4.1 整体抗浮验算

在验算调蓄池整体抗浮时，浮力设计值Nw，k为在最不利工况的地下水位下调蓄池排开水体的重力；抗浮设计值总和G包含调蓄池结构自重和桩基抗浮力，其中桩基抗浮力为桩基根数与单桩抗浮特征值乘积，按群桩呈整体破坏考虑，具体依据JGJ476—2019《建筑工程抗浮技术标准》第7.6.5-2条、7.6.7条计算。相关计算式如下：

曾友于的母亲张夫人是妾室，去世后正室所生的曾孝、曾忠却不为庶母服丧，孝道不存；曾孝妻子亡故，侧室所生的曾仁、曾义却奏乐为乐，仁义亦失。他们的德行与他们姓名用字蕴含的“孝、忠、信、仁、义”道德内涵相去甚远，形成了反讽。读者如果仅仅把他们的名字用字当作指称人物的符号，可以构建出清晰完整的故事；如果透过字表审视它们代表的伦理规范，仍然可以获得完整的叙事意义系统。[1]216

2．3 留守组与非留守组EPQ得分比较 留守组EPQ人格问卷中精神质、情绪稳定性因子分显著高于非留守组，掩饰性因子分却显著低于非留守组。见表2。

图2 各区外围周长u1划分图

经计算，大磡河径流调蓄池整体抗浮稳定验算成果如表5～表6。

抗浮桩作为调蓄池基础，同样存在竖向承压工况。通过上述工况分析，不仅确定抗浮最不利工况和抗压工况，还需注意考虑施工期极端工况，即基坑截水失效时，测算地下水位限值，确保调蓄池施工期安全。同时，按相关规范要求，结合以上工况及相关水位情况，对抗浮桩基计算内容及控制工况进行梳理，具体计算内容如表2。

表5 整体抗浮桩承载力特征值计算

表6 整体抗浮稳定验算

4.2 单元抗浮验算

根据规范JGJ476—2019《建筑工程抗浮技术标准》第6.1.2条“由于目前建设工程一般规模较大，经常出现同一地下结构底板上布置多栋不同区域范围、不同高度、不同基础形式和不同布设形式(开洞、减跨等)的结构体，造成不同区域上的荷载、不同结构之间的连接方式及其共同工作模式等差异明显。因此，在进行抗浮稳定性验算时，不仅应对地下结构底板以上结构进行整体抗浮稳定性验算，对不同结构区域之间、结构荷载差异较大区域进行抗浮稳定性验算，还必须对每个区域在施工期、使用期形成的结构单元进行抗浮稳定性验算。”

式中 N为轴心受拉设计值；As，Apy分别为纵向普通钢筋、预应力筋的全部截面面积；fy，fpy分别为普通钢筋、预应力螺纹钢筋的屈服强度设计值。

表7 单元抗浮稳定验算

根据规范JGJ476—2019《建筑工程抗浮技术标准》第3.0.3条建筑工程抗浮稳定性应符合下式规定：

4.3 施工期地下水位控制工况

施工时，最不利抗浮工况为调蓄池抗拔桩已完工，柱子与顶板未施工也未覆土，而基坑截水失效，池外侧水位将与地下水位一致。结构压重只考虑侧墙和底板，一般以整体抗浮满足规范要求的抗浮稳定性系数作为前提条件，反向推算地下水位限值，并提出相应的工程措施，如设置降水井、池壁设置溢流孔等，使得地下水位低于限值，确保调蓄池施工期安全。

大磡径流调蓄池施工期抗浮稳定系数Kw为1.05，池内无水，调蓄池顶板及内部柱也未施工，池顶未覆土，利用整体抗浮相关公式方向推算，池外侧地下水位控制高程为33.8m，计算成果如表8。

随着现代技术的发展，在椰果采摘机的原理层面也逐渐走上多样和高科技化。在传动方面，大多采用效率较高、灵活多变的液压传动；在对果实的识别定位方面，正在逐渐地使用红外线遥感技术和光谱感应技术完成定位；在剪切方面，一改传统的镰刀剪法，而是采用多齿形自动剪切。同时，因为采摘果实的末端执行器的基本结构取决于工作对象的特征以及工作方式，所以在设计采摘执行器之前，要综合考虑采摘对象的生物特征、机械特性和理化特性，到目前为止，末端执行器都是专用的。为了避免碰伤果实，大多数的采摘末端的部位采用尼龙或橡胶材料。如果是工作在固定的工作路径上，则采用单片机编程来控制，效率较高。

表8 施工期调蓄池整体抗浮稳定计算

4.4 基桩抗压

灌注桩作为调蓄池基础，不仅需要考虑抗浮最不利工况，还需考虑抗压最不利工况。抗压最不利工况一般为调蓄池外围截水桩还未拆除，地下水位还在调蓄池底板底高程，水位为池内设计最高水位，具体依据JGJ94—2008 《建筑桩基技术规范》，第5.3.5，5.2.2条进行复核计算。

由于大磡径流调蓄池抗浮桩基进行分区，桩群与桩间土组成的实体浮重度计算的自重W需相应分区，桩群与桩间土组成的实体外围周长u1也需相应分段，如图2。

4.5 基桩配筋计算及裂缝验算

由于调蓄池抗浮桩基进行分区设计，桩基需选取各区最不利单元进行配筋计算，具体依据GB50010—2010《混凝土结构设计规范》，第6.2.22条计算，相关计算式如下：

在验算调蓄池单元抗浮时，浮力设计值Nw，k为在最不利工况的地下水位下调蓄池单元面积所受浮力，一般Nw，k=（设计水位-调蓄池底板底高程）×单元面积×水的重度；抗浮设计值总和G包含调蓄池单元面积的结构自重和桩基抗浮力，其中桩基抗浮力为单桩抗浮承载力特征值，按群桩呈非整体破坏考虑，具体依据JGJ476—2019《建筑工程抗浮技术标准》第7.6.5-1条、7.6.7条计算。

应用HITACHI HI VISON Preirus彩色多普勒超声诊断仪，高频探头频率5.0～13.0 MHz。患者取仰卧位，头部后仰或垫高肩部充分暴露颈前区[1]。平静呼吸，甲状腺二维超声扫查发现结节后，首先用二维超声观察其形态、大小、边界、内部回声、有无钙化等，然后切换到弹性模式，行甲状腺超声弹性成像检查。显示结节并尽量固定探头位置，手持探头在结节部位做微小运动，使显示屏压力指示条的数字控制在3～4[2]，并使感兴趣区域大于结节的2～3倍[3]，用双幅实时显示功能动态观察声像图，对甲状腺结节进行弹性分级。

计算时，结合JGJ476—2019《建筑工程抗浮技术标准》第3.0.9条：“计算抗浮结构及构件内力，确定构件长度和直径、地下结构底板厚度和配筋及验算材料强度时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，相应的分项系数为1.35”。由此得出单桩轴向受拉设计值：

最后，根据抗浮桩基所处环境类别，选取最大裂缝宽度限值，并以裂缝控制进行配筋验算，具体验算依据GB50010—2010《混凝土结构设计规范》第7.1章节计算。

5 结语

地下调蓄池抗浮灌注桩设计是一项较为复杂的工程任务，必须综合考虑上部结构布置、场地土层分布及地下水等因素，不可直接照搬类似工程设计，如不经过慎重计算分析，容易导致工程失事。笔者依据设计经验，提出以下4点建议，供今后的地下调蓄池抗浮灌注桩设计参考。

（1）抗浮桩基应根据地勘钻孔和调蓄池范围内持力层顶等值线图，划分不同桩长的抗浮分区，分别在各区选取持力层埋置较深的最不利钻孔作为桩长设计依据，并按桩尖入持力层深度初拟桩长，通过多次反复演算，在满足抗浮要求的情况下选择合理的桩长，避免无意义投资。

（2）在计算调蓄池整体抗浮时，根据抗浮桩基分区设计，桩群与桩间土组成的实体浮重度计算的自重需相应分区，桩群与桩间土组成的实体外围周长也需相应分段计算。

（1）2018年 1月 23日发布的 《2017年京东商品短视频数据研究报告》，通过对京东商品短视频大数据的研究分析可知2017年短视频在电子商务领域全面爆发，增长强劲。短视频内容与电子商务高度结合将成为提升用户体验与内容营销的重点方向。25%的京东用户会在购买前主动观看短视频。2017年下半年商品短视频平均每周环比增加超过20%，11月呈现爆发式增长，还比10月商品短视频数量增加超过70%，视频播放量也实现飞跃式增长。

（3）设计时，注意考虑施工期极端工况，即截水失效时，测算地下水位限值，通过工程降水措施，使得地下水位低于限值，确保调蓄池施工期安全。

（4）抗浮桩作为调蓄池基础，不仅需要考虑抗浮最不利工况，还需考虑抗压最不利工况，设计时应进行灌注桩竖向承载力复核计算。