一、什么是抗浮式地埋水箱？

抗浮式地埋水箱，顾名思义，是一种埋设于地面以下，并具备抵抗地下水浮力能力的储水容器。

· 核心功能：储存水（如消防用水、生活用水、冷却水等）。

· 核心特征：

  1. 地埋式：安装在地下，不占用宝贵的地面空间，保持地面景观的完整性和可用性。

  2. 抗浮性：具备专门的结构设计或措施，能够抵抗地下水位上升时产生的巨大向上浮力，防止水箱被“托起”或损坏。

二、为什么需要“抗浮”？（工作原理）

是理解此类水箱的关键。我们可以用一个简单的比喻来理解：

把一个空的水桶按进装满水的浴缸里，你一松手，水桶就会浮起来。这是因为水对水桶产生的向上浮力大于水桶本身向下的重力。

对于地埋水箱来说，情况完全一样：

1. 浮力来源：当雨季或地下水位升高时，水箱周围和底部会充满地下水。

2. 危险工况：水箱内部是空的或未满时，其自重（重力）最小，而受到的向上浮力最大。

3. 破坏性：巨大的浮力足以将整个水箱顶起，导致：

   · 与水箱连接的管道被拉断。

   · 箱体结构扭曲、开裂、渗漏。

   · 破坏其上方的回填土层和地面设施（如停车场、花园、道路等）。

因此，“抗浮设计”就是为了确保在任何情况下（即使是空箱状态），水箱向下的抗浮力始终大于地下水产生的浮力。

三、主要的抗浮技术措施

实现抗浮主要有以下几种方式，通常会结合使用：

1. 自重抗浮（基础版）

   · 原理：增加水箱底板及其上部的覆土重量，利用其总重力来平衡浮力。

   · 实现方式：设计更厚、更重的钢筋混凝土底板，并在水箱顶部回填足够厚度的土方。

   · 优缺点：简单可靠，但对于大型水箱或地下水位很高的地区，需要的自重非常大，可能不经济。

2. 锚杆/抗浮桩抗浮（最常用、最有效）

   · 原理：像“打钉子”一样，通过锚杆或抗浮桩将水箱的底板与地下更深处的稳定岩土层锚固在一起，利用深部地层的锚固力来提供向下的抗拉力。

   · 实现方式：

     · 抗浮锚杆：在基坑底部钻孔，放入钢筋并灌注水泥浆，使其与岩石或坚硬土层粘结，另一端则固定在水箱底板上。

     · 抗浮桩：类似于微型桩基，提供更强的抗拔力。

   · 优缺点：技术成熟，抗浮效果显著，是当前大中型地埋水箱最主要的抗浮方式。

3. 配重法

   · 原理：在水箱底部或周围浇筑大体积的配重混凝土块。

   · 优缺点：适用于场地条件不适合打锚杆的情况，但混凝土用量大，成本较高。

4. 降排水法（临时或辅助措施）

   · 原理：在水箱周围设置永久性的排水盲沟和集水井，通过水泵持续或间歇性地降低地下水位，从根本上减小浮力。

   · 优缺点：需要长期维护和电力供应，通常作为其他主要抗浮措施的辅助手段，或在特殊情况下使用。

四、结构与材质

地埋水箱主要采用以下两种结构形式：

1. 钢筋混凝土结构

   · 特点：现场浇筑，结构强度高，耐久性好，使用寿命长（可达50年以上），可根据场地灵活设计形状和大小。

   · 适用：大型消防水池、生活饮用水池等。

2. 模块式不锈钢拼接结构

   · 特点：由工厂预制的标准不锈钢板（通常为304或316不锈钢）现场螺栓拼接而成，内部有加强筋。施工速度快，卫生条件好，不易渗漏。

   · 适用：对水质要求高的生活水箱、食品医药行业用水箱。其抗浮设计通常依赖于一个整体的钢筋混凝土底板，并将不锈钢箱体锚固在该底板上。

五、优点与应用场景

优点：

· 节约地上空间：最大化土地利用率，地面可建设为停车场、广场、绿化带等。

· 美观环保：隐藏于地下，不影响地面景观。

· 水质稳定：地下环境温度变化小，能有效抑制藻类生长，保持水温相对恒定。

· 安全可靠：具备完善的抗浮设计，保障整体结构安全。

主要应用场景：

· 消防储水：高层建筑、大型商业综合体、工厂的消防水池。

· 生活供水：住宅小区、酒店、学校的生活饮用水储水箱（需采用不锈钢材质并做卫生处理）。

· 雨水收集与利用：收集雨水用于绿化灌溉、冲洗路面等。

· 空调冷却水：中央空调系统的冷却水蓄冷池。

· 市政工程：作为市政供水管网中的调蓄水池。

六、设计与施工关键点

1. 精准的水文地质勘察：必须准确获取场地的最高地下水位，这是抗浮设计的根本依据。

2. 科学的抗浮计算：由专业结构工程师进行，确保安全系数（通常≥1.05）满足规范要求。

3. 高质量的防水防腐：箱体本身需做多重防水（如混凝土自防水、外包防水卷材），不锈钢材质需注意外部防腐（如喷涂防腐涂料）。

4. 通风与检修：必须设置通风管防止内部废气积聚，并设置检修人孔，便于人员进入清理和维护。

5. 溢流与排水：设计合理的溢流管和排水设施。

总结

抗浮式地埋水箱是现代工程技术的产物，它完美地解决了“储水”与“节地”之间的矛盾。其核心在于通过抗浮锚杆等工程技术，安全可靠地克服了地下水的浮力威胁。在选择和建造时，务必进行严谨的地质勘察、专业的结构设计和规范的施工，才能确保其长期、稳定、安全地运行。