全地下式污水处理厂结构设计实例

全地下式污水处理厂结构设计实例
3、基坑支护设计
2)深基坑支护技术方案 方案对比图：
选择方案： 双排长螺旋压灌混凝土桩 +预应力锚杆 选择方案 +高压旋喷止水帷幕
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3、基坑支护设计
3)对流塑性淤泥的处理
在沿海地区，表层土常见流塑状态淤泥，本工 程采用抛石挤於处理方案。
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1 、工程概况
全地下式污水处理 厂利用地下空间而建，自 下而上分为： 设备层 操作层 地面景观层 具有环境污染小、噪音小、 节约土地资源等优点。
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1 、工程概况
本工程设计规模为18万 立方米每天。 平面布置紧凑。 地下箱体平面占地面积 为200mx208m。
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3、基坑支护设计
1)止水帷幕技术方案 地下水位水头 高度达15米。
可采用止水措 施主要有：
水泥搅拌桩止水帷幕 高压喷射注浆止水帷幕 三轴水泥搅拌桩止水帷幕
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3、基坑支护设计
2)深基坑支护技术方案 适合本工程的基 坑的支护方案主要有 桩锚支护 桩+内支撑 地下连续墙 结合止水帷幕，对下列多 种支护方案进行对比：
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1 、工程概况
主体结构设计高 度14.7m，顶部设计覆 土厚度1.5m，基底埋置 深度16.2m。
高度 14.7m
覆土深度1.5m
基底埋深16.2m
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2、埋置深度解析
本工程土建投资占总 投资比例60%左右。 工程造价的影响因素 较多，其中埋置深度是重 要因素之一。
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①灌注桩+高压旋喷桩止水帷幕+锚杆喷射混凝土 相结合的复合支护方案； ②灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕+锚杆喷射混凝土 相结合的复合支护方案； ③地下连续墙支护+预应力抗拉锚索支护； ④地下连续墙+锚杆相结合并考虑连续墙作为永 久结构的复合支护方案； ⑤钢筋混凝土钻孔灌注桩+三轴水泥搅拌桩止水 帷幕+预应力抗拉锚索支护； ⑥Fra Baidu bibliotek筋混凝土钻孔灌注桩+水泥土搅拌桩+预应力 抗拉锚索支护；
4、主体结构设计
根据检测结果： 选用混凝土灌注桩抗浮设计方案。
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2)空间整体内力分布研究
通过建立空间整体计算模型， 采用有限单元分析法对箱体结 构进行空间整体分析，克服简 化计算模型的分析误差。
外侧土水压力作用下弯矩 内力分布渲染图：
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3)超长钢筋混凝土结构设计
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4)防水、防腐蚀设计
本工程防腐防水设计 要求达到一级防水标准，采 取“防腐防水合二为一”的 设计方案，外侧防腐防水层 采用聚脲、乙烯基酯等柔性
材料。
对外侧防腐防水层的 延伸率作为重要性能指标， 抵御混凝土收缩裂缝。
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4)防水、防腐蚀设计
本工程除了采取外防腐 防水措施外，采取了加强混凝 土自身的防腐、防水措施，包 括添加防腐剂、阻锈剂、粉煤 灰等。 为减少水泥和混凝土中 碱的含量，本工程采用低碱水 泥，同时合理使用粉煤灰、矿 渣等矿物掺和料，提高混凝土 抗裂和耐久性能，以提高混凝 土自防水、防腐蚀性能。
青岛某污水处理厂工程： 1 、工程概况 2、埋置深度解析 3、基坑支护设计 4、主体结构设计 1)抗浮设计 2)空间整体内力分布研究 3)超长钢筋混凝土结构设计 4)防水、防腐蚀设计 5、结语
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1 、工程概况
污水处理厂在国 内大多数为： 半地上式结构 青岛某污水处理 厂工程采用新型： 全地下式结构
埋深= ？
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进行埋置深度优化设计：
通过建立和埋置深度相关的 工程造价目标方程，解析目标方程， 得到池体埋置深度的最优解。
T=21100*2*(X+Y+4*5)*(1.12*H+2.0)/15+5100*2*(X+Y +4*5)*(1.12*H+2.0)/15 目标方程条件为：V=(H-6.2)*((X-54.6)(Y-20.6)-8830.8)
14.2
14.7
15.2
15.7
16.2
16.7
17.2
17.7
18.2
18.7
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池体总深度(单位：米)
埋深=12.7+3.5=16.2m
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2、埋置深度解析
经深度优化设计后的典型剖面图
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3、基坑支护设计
全地下式污水处理厂 埋深较大，本工程设计对 深基坑支护的选型 止水帷幕的选择 锚杆及锚索的应用 等进行研究。
青岛污水项目池体深度与工程造价目标方程解析解
主体土建造价(单位：人民币元)
320000000 310000000 300000000 290000000 280000000 270000000 260000000 250000000
？
9.7
10.2
10.7
11.2
11.7
12.2
12.7
13.2
13.7
天津大
中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会五届二次会议
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欢迎各位莅临指导！
天津大
中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会五届二次会议
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万玉生 ，王长祥 , 史 卿
中国市政工程华北设计研究总院
二零一三年九月
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汇报内容
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5、结语
全地下式污水处理厂工程还可 以针对以下几个方面进行了优化设计： ①结合工艺特点、埋置深度、 覆土厚度合理地布置柱网。 ②对施工阶段的填土、车辆布 置等荷载进行模拟分析，做到既经济又 便于施工。 全地下式污水处理厂利用了地下 空间，处于地下全封闭状态，对周围环 境的影响较小，与周边环境协调性强， 在我国具有很好的发展前景。 本工程设计实例对同类工程的结 构安全、经济设计具有借鉴意义。
为了满足大型水处理构筑 物的工艺要求，减少储水构筑 物的的渗漏隐患，同时为了提 高混凝土的防渗抗裂性能，本 工程进行了超长钢筋混凝土结 构设计。 通过设置适当数量的现浇 加强带等措施，永久性伸缩缝的 数量减少50%以上。
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4)防水、防腐蚀设计
本工程滨海建设，场区赋 存地下水，埋深较浅，对混凝 土结构及钢筋具中等~强腐蚀性。
4、主体结构设计
1)抗浮设计 本工程可以采用抗浮锚杆和 抗拔桩两种以上抗浮设计方案。 大面积施工前进行桩(锚)静载 试验，为施工图设计优化提供依据。
试验抗浮桩(锚杆)数量及布置图
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4、主体结构设计
1)抗浮设计试桩( 锚杆)现场照片。
新型扩底工艺
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