市政给排水工程超长不设缝水池的结构设计特点分析

2019-01-24高阳

建材与装饰 2018年49期

关键词：水池预应力顶板

高阳

（贵州省城乡规划设计研究院贵州贵阳 550001）

现代城市给排水工程规模不断扩大，这也使水池结构尺寸不断向更大方向发展。针对较大水池设计过程中，通常采取不设置伸缩缝结构。这种设计方式，与设施都到伸缩缝的水池结构有着较大区别，因此为了确保最终设计的合理性，应当做好相应的分析工作。

1 工程概况

以某市政给排水工程中的水池为例进行分析，工程由集水池和吸水井两部分结构共同构成。水池的具体结构情况如表1所。

表1 水池结构的具体情况

水冲地面池壁和顶板处都安装了相应的保温措施，结构抗震烈度等级Ⅷ度，应用年限为50年。

2 水池方案对比与选择

2.1 设缝方案

设缝方案在具体应用过程中优点在于，无论是设计，还是施工，技术的都十分成熟，并且在实际操作过程中，并需要进行特殊处理，实际施工相对来说比较简单，工程的施工进度较快，工期较短[1]。但是，在水池设计过程中，因为钢筋混凝土水池中的伸缩缝通常要保持在14～28m之间，所以采用该设计方案，需要设置多条伸缩缝，这也将会使水池结构变得更加复杂，同时，还会出现伸缩处漏水难以修补等多项问题，这都会对水池工程竣工的应用造成不良影响。

2.2 顶板不设缝

顶板不设缝就是对预应力结构进行项应用，同过对该结构进行应用，能够横好的缓解水荷载原因引起的裂缝。水池作为一种挡墙结构，在施工过程中，可以将池壁与顶板都作为滑动支座，这一方面有利于张拉预应力，另一方面在是应用期间可以合理的转变为固定连接[2]。该方案在是实际应用过程中的优点是，不需要在水池内部设置阻水墙体，因此，并不会对水流造成硬性。但是，需要注意的是，该方案在是应用过程中，下部存在分块，因此，将会导致分块的实际沉降，以及质量会出现较为严重的问题，同时，因为受温度影响，将会发生变形等不良起情况，最终将会使池壁出现弯矩，对水池结构造成影响，对其应用会造成影响。

2.3 整体不设缝

该方案在实际应用过程中的一项最重要的优点就是在池体中可以不设置阻水墙体，并且水池中各部位结构的变化相对较小[3]。但是，受温度影响，在水池顶板的作用下，会导致池壁出现弯矩，同时后浇带的设置，也将会对工程工期造成一定影响，并且该方案的成本相对较高。

通过对以上三种设计方案进行对比分析，依据水池的具体特点，满足工艺专业要求，因此，最终采取整体不设缝方案，具体采用的方案为双向超长均不设置伸缩缝方案，能够满足工艺专业的实际需求。

3 超长不设缝水池结构设计

水池在实际设计过程中采用的为分缝设计，要在双向进行多道伸缩缝设计，这将会引起较为严重的结构设计问题，会对水池结构的稳定性，以及后期应用造成较为严重的影响。

通过对水池进行分析，可以发现水池及水位相当比较高，在完成相应的分缝操作后，各个分块的质量中心，以及刚度中心都会呈现出不均匀现象，此时，要将抗侧力构件设置在分缝处，这一方面会影响工艺流水条件，另一方面也会增加工作量，这对于水池工程的建设来说会造成较为严重影响。因此，在实际设计过程中，选择双向超生不设缝设计方案，通过该方式方案，能够解决温度应力引起等各项问题，提高水池结构的稳定性，确保其在日后应用过程中能够发挥不错的作用[4]。从目前我国建筑行业的实际发展情况来看，针对建筑中的大型温度应力问题，在实际解决过程中，通常采用以下三种方式进行处理：

（1）“抗”

通过提高结构配筋率以及混凝土强度，从而使结构的极限抗弯应变力与抗拉力都能够得到进一步提高；通过对受损混凝土和预应力进行合理应用，抵消结构施工过程中形成的受拉应变力，同时还应适当的加大受温度影响较大的部位的强度，最终使结构的稳定性能够得到进一步提高。

（2）“放”

在设计过程中，设置永久性伸缩缝，通过该方式降低温度对结构的影响，降低结构在应用过程中具体变形量，使结构的稳定性能够得到进一步提升。

（3）“调”

所谓“调”就是对“抗”和“放”两者的合理综合，在实际设计过程中，通过科学设计混凝土比例、留着施工缝、掺入添加剂、养护措施等各项措施，以及相应的养护措施，从而实现对水池在应用过程中变形情况的合理控制，避免水池出现较为严重的变形，对其应用造成不良影响。针对温度应力较大的区域，可以通过设置预应力钢筋方式，使其强度得到进一步提高[5]。与此同时，还可以通过对便捷处理与支撑措施进行合理应用，实现对结构构件变形情况的合理控制，避免发生较为严重的变形，也就是通过进行滑动层设施的方式，使结构的自由变形量得到极大，减少温度应力。在具体设计过程中，采用的主要措施如下：

①顶板设置预应力钢筋

利用有限元程序计算水池整体升温以及降温情况，对计算结果进行应用，从而完成对水池中不同部位在温度下温度应力的具体变化规律，再依据实际变化规律，在水池顶板处设置相应的预应力钢筋，通过对预应力钢筋进行合理应用，完成对内水作用及拉力的合理抵抗，从而确保结构的稳定性。

②滑动层的设置

在底板处设置滑动层，通过该方式能够有效降低地基土对底板的约束力，可以提高池体自由度，同时也降低了温度对结构造成的影响。

③留设后浇带

在具体设计期间，要设计出施工期间的后浇带部位、数量、方法等，同时在该过程中要结构的封闭时间，以及温度等各项要求加以明确。

④控制混凝土

具体设计期间，要对混凝土施工中应用的原材料，以及相应的配比情况进行合理控制。同时，在该过程中还应当控制好混凝土生产、养护等各个方面的控制，避免构成混凝土结构出现早起裂缝，从而提高水池抗拉防渗性能。

⑤适当增加配筋

针对温度差较大的区域，可以依据水池结构的实际情况，增加配筋，从而使该部位的强度能够得到进一步提高。