水池构筑物结构设计在给排水工程中的关键点

2024-05-21任科

中国建筑金属结构 2024年4期

任科

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司，贵州贵阳 550081）

0 引言

水池构筑物是市政工程中的关键内容，在市政工程建设期间，应对水池构筑物进行合理设计，使得水池构筑物能发挥相应作用。国外在水池构筑物能建立适应城市与海岸间不断变化的连接关系中发挥较为重要的作用，还能使得城市区主要滨水活动空间，能容纳更多的游客，还能为城市区域创造一个友好且充满活力的空间。夏存景，邓英军[1]研究水资源保护理念在给排水工程中的应用进行了分析，发现通过水资源保护理念的合理使用，能满足给排水工程的发展需求。陈剑，蓝天等[2]在研究中，对住宅建筑给排水工程中常见质量技术问题及解决措施展开分析，能保证给排水工程的建设水平。申晟[3]对关于市政污水处理厂水池结构设计的分析，主要对市政污水池结构的设计进行研究，为水池构筑物的关键点研究奠定基础，而通过水池构筑物的合理运用，能进一步推动给排水工程的服务作用。基于此，本文对水池构筑物结构设计在给排水工程中的关键点进行研究，先分析水池构筑物的基本情况，再对构筑物结构设计需要注意的问题展开分析，最后再对水池构筑物结构设计在给排水工程中的关键点进行分析，推动给排水工程服务水平的提升。

1 水池构筑物的简单分析

本文将钢筋混凝土水池构筑物为研究基础，先分析水池构筑物的基本情况，再对水池构筑物的结构设计在给排水工程中的关键点展开分析。详细内容分析如下。

1.1 概念及分类

针对水池构筑物，其应用于市政工程中，能提升市政工程的服务作用。常见的水池构筑物有：预处理系统、生化反应和混合系统、消毒系统、水箱或中间储水设施、出水化验系统、机房、配电间等配套设施。上述内容都是水池构筑物的关键，要求这些内容能实现配合作业，提升水池构筑物的服务作用。

再对水池构筑物的分类展开分析，常见的分类可按照实际情况分为：地下式、半地上式、地上式三种类型。另外，还可以按照结构类型完成水池构筑物的划分，划分时，可选择装配水池、敞口水池、带斗底水池、有盖水池等。此外，还可以按照水池的平面形状，分为圆形水池和矩形水池。再按照材料的基本情况，还能分为钢筋混凝土水池、砖石水池等（本文以钢筋混凝土水池为分析基础）。在实际施工时要注意对水池构筑物进行合理使用，保证水池构筑物发挥其相应功能符合市政工程的发展需求。

1.2 水池构筑物的基本构造

针对钢筋混凝土水池构筑物的基本情况，需对水池构筑物的基本构造展开分析，要让水池构筑物，能发挥其相应功能和作用。现结合水池构筑物的基本情况，对水池构筑物的基本构造进行分析，详细如下。

（1）混凝土的抗渗等级要结合水池构筑需求，注意水池具有较好的抗渗能力，减少水渗漏的问题。为了保证水池构筑物的服务作用，应对水池构筑物的混凝土骨料进行控制，应选择级配较好的骨料。

（2）在混凝土材料使用时，应对混凝土的强度等级进行控制，要求混凝土的强度不小于C25。

（3）在混凝土保护层设置时，要对混凝土保护层的厚度进行控制，一般情况下，控制时，可参考如表1 所示的内容展开控制。

表1 受力钢筋保护层的最小厚度

结合上述表格，应完成受力钢筋保护层的合理设置，确保保护层发挥其相应功能。

（4）如果水池构筑物无法一次性完成浇筑的施工，需要预留施工缝，充分发挥施工缝的作用，确保钢筋能实现顺利施工。

（5）在水池构筑物建设时，如果地基土发生了明显的变化，可能会引起荷载的变化；如果差异较大，可采用沉降缝进行分割，并按实际情况完成设置，以保证水池构筑物能发挥其相应功能。

（6）在水池池壁施工时，注意对拐角和顶、底板交接处的施工控制，还要注意腋角的合理设置，发挥其功能。

（7）在构筑物钢筋接头位置，应注意钢筋接头的设置质量。水池构筑物为有抗裂性要求的构件，受力钢筋不宜采用非焊接接头，建议采用焊接或机械接头；钢筋的接头位置，应相互错开。同一截面上绑扎钢筋的搭接接头面积百分率若达到50%，则其搭接长度应增加不小于 30%，其接头位置应在构件受力较小处。

（8）钢筋混凝土构筑物受力钢筋配筋率应按计算确定，且应满足使用要求。受力钢筋的最小配筋百分率，不应小于0.2%。

按照上述水池的基本构造，完成对水池构筑物的分析，后续在水池构筑物分析时，应对水池构筑物结构设计展开分析，并注意结构设计中值得注意的问题，排除其不利影响，提高水池构筑物的服务水平[4]。

2 水池构筑物结构设计时需要注意的问题

在水池构筑物结构设计时，有些问题应合理重视，并完成对这些问题的控制，让水池构筑物能充分发挥相关功能，推动水池构筑物的服务作用。现对结构设计中需要注意的内容展开分析，详细如下。

2.1 抗渗与防冻

水池构筑物具有储水的作用，所以构筑物应具有较好的抗渗能力，避免渗漏问题给周边构件带来影响。在抗渗性能提升时，可合理选择混凝土外添加剂，并保证混凝土抗渗等级满足规范要求。防水等级为二级、三级的蓄水类工程防水混凝土，其设计抗渗等级不小于P6；防水等级为一级的蓄水类工程防水混凝土，其设计抗渗等级不小于P8。在施工期间，如半地上、季节性的严寒地区，露天地面上，会有较为严重的冻融循环问题，这种问题的处理，就可以通过采用抗冻添加剂的使用，促使水池构筑物能满足工作需求。

（1）抗渗的解决办法。针对水池构筑物结构的渗透问题，要结合实际情况，采用相应的抗渗方法。可以通过合理设置后浇带，从而使其能达到抗裂抗渗漏的作用，以解决因温差应力引起的收缩裂缝。还可以通过设置护壁柱和池壁顶圈梁，以实现构筑物对抗变形能力的提升，还能提升其稳定性，同时降低水池构筑物的建设成本。另外在施工时，护壁柱的截面尺寸和间距大小的控制，可按照池外露部分的高度进行考虑，同时有效的施工方案和合理的养护措施的应用，提高施工质量，从而保证构筑物的工程质量，使之满足抗渗的工作需求，从而保证水池构筑物的抗渗能力。

（2）抗冻的解决方法。在寒冷地区，市政工程的水池构筑物会受到寒冷天气的影响，导致水池构筑物的服务能力受到影响。在具体处理时，可对化学添加剂进行合理使用，通过化学添加剂的使用，提高钢筋混凝土的抗冻性，增强构筑物的抗变形能力，从而使渗漏部分减少，使水池构筑物结构的冻害问题得到控制，以保证水池构筑物的服务作用得以提升。此外，在工作中，在工作时，还可对水池构筑物结构的基土质量进行控制，可采用夯实基土或是选择换填基土方式进行处理，促使基土变形减少，确保水池构筑物结构的抗冻解决方法得以顺利实现。

2.2 构造措施

针对水池构筑物的基本情况，为了满足工作需求，对其构造措施进行分析。详细措施分析如下。

（1）做好池壁伸缩缝处的相关处理工作，从而对荷载作用下和长期使用期间出现的扭曲问题得到控制，还应对池壁的伸缩处，采用加强柱的设置进行加强，同时施工中采用合理措施，保证伸缩缝的施工质量。

（2）底部伸缩缝的处理措施。在水池构筑物结构设计时，注意底部伸缩缝的处理。设计时，可设置止水带，同时增设卧梁，控制因荷载作用下的变形问题，促使构筑物的薄弱部位能合理地处理，从而保证底部伸缩缝的处理水平，让底部伸缩缝能保持较好的服务作用，提高水池构筑物结构的设计水平。

（3）降水问题的处理。若采用降水在处理时，可结合水池构筑物的基本情况，从而合理地进行降水，如果选择地下式水池，要控制地下水位线至少在施工缝以下0.3m 处，从而达到降水的处理效果，提高水池构筑结构的设计水平。

（4）需做好室外保温措施的应用，还可通过暗梁、暗柱的顺利设置，要让构筑物池壁具有较好的抗扭、抗裂性能。从而保证水池构筑物结构经过设计后，能发挥相应功能，提高市政工程的服务水平。

2.3 结构设计中防裂缝的措施

在水池构筑物结构设计期间，需要注意对结构设计中的裂缝进行控制，让裂缝不会影响水池构筑物的使用，从而保证提高水池构筑物的服务水平。

（1）为了实现防裂缝措施的应用，注意分离式配筋不适用于水池构筑物，在配筋期间，可选择两层的连续配筋的方式，使其满足配筋要求，减少裂缝的影响。

（2）为了减少裂缝问题，在水池构造物结构设计时，注意水池构筑物配筋率。一般配筋率不宜过大，也不宜过小。如果配筋率过小，构筑物可能会因为混凝土的收缩变形而产生裂缝；配筋率也不宜过大，可能会使部分钢筋未充分发挥其作用，造成钢筋的浪费，导致构筑物建设成本的增加。因此在设计期间，应根据水池构筑物的功能要求以及水池的高度、尺寸等因素，合理确定水池构筑的配筋率，从而让水池构筑物结构的裂缝问题能得到有效管控。

（3）在敞口水池的顶端设置水平促进筋。为了满足结构的合理设计，在设计期间，可在池壁顶端配置水平促进筋，一般在池壁两侧均应设置，每侧不少于3 根，直径大于等于池壁水平钢筋，且≥16mm；还要注意间距的设置，可控制在50 ～100mm 之间，从而保证水平促进筋充分发挥作用，使之满足工作需求。

（4）还应对水池构筑物受力钢筋间进行合理设置。合理控制受力钢筋的最小配筋率，最小配筋率不小于0.2%；一般可按照小直径和小间距完成设置，一般要求水平向的钢筋要满足4 ～10 根/m 的标准，促使受力钢筋能符合工作需求。

（5）在设计期间，应注意对暗柱的设置，可将其设置在易裂的边缘位置，还可设置于池壁丁字交接和池壁交界的转角、十字交叉处，从而提升水池的整体性和抗裂性能，保证暗柱能充分发挥相应作用，保证水池构筑物能发挥其相应作用，提升水池构筑物的服务水平。

（6）为了减少裂缝的影响，在结构设计中的池壁拐角、顶、底板的交界处，需注意腋角的宽度，一般可控制在15cm 以上，同时合理地在腋角中设置斜筋，从而满足水池构筑物结构设计的要求，促使其能很好地为市政工程提供服务。

（7）水池构筑物结构设计时，可加设反梁，反梁应设置在底板上。后续还要对水泥砂浆的导温系数进行控制，要求满足使用要求，从而满足水池构筑物结构设计的需求，从而提升水池构筑物结构设计的合理性。

（8）在水池构筑物结构设计时需要注意对地基的影响，一般情况下，地基的承载能力要符合工程需求。地基的选择，应根据相关勘察资料进行，如果地基承载力不符合需求，可根据勘察资料，采用对底板约束较大的桩基，或选择复合地基，或采用其他措施完成地基的处理。如果地基有不均匀的问题，则可参考勘察资料和结合实际情况，通过砂石褥垫层的设置，从而使其能符合设计需求，提高水池构筑物结构的设计水平。

3 水池构筑物结构设计在给排水工程中的关键点分析

本文以某一工程为分析对象，本工程在施工中，需要完成水池构筑物的结构设计，再让其满足给排水工程的运行需求。该给排水工程中给水压力为0.20MPa，各区供水能满足区域需求。另外地下部分的建设，受到建筑的影响，建筑为地下1 层，超市水压要求为0.25 ～0.4MPa，商业区注意对给排水工程的控制，满足水池构筑物的建设需求，促使水池构筑物能满足商业区的建设需求。现结合水池构筑物的基本情况，对其在给排水工程中的关键点进行研究，详细内容如下。

3.1 地下水位的确定

为了满足水池构筑物的设计需求，应先对地下水的水位进行确定，地下水应根据勘察部门和水文部门提供的数据采用。因为在设计环节，如果设计方式不合理，可能引起选型错误问题，从而导致后续隐患问题发生。在地下水位分析时，可按照工艺设计的角度完成分析，也可结合相关规范，实现水文资料的翻阅，另外，还要参考50 年设计基准规范和勘察资料、水文资料等，以使地下水能得到合理分析。

在设计期间，要结合当地的地下水资料，再对稳定地下水的相关资料进行分析，且对数据偏差展开分析，保证经过分析后，发挥其资料的相应作用。因为地下水位的确定，直接影响水池构筑物结构设计，可能使结构设计合理性降低。因此要对结构设计的地下水资料进行获取，再进行结构设计，保证设计合理性的提升，保证设计的水池构筑物结构在给排水工程中，能发挥相关作用。