摘要：城市污水处理是国内环境保护政策的一项重要措施，实施的主体是污水处理厂。生物池、沉淀池等水池结构是污水处理工厂最基本的设备，也是项目设计的关键部分。设计人员应严格执行相关设计标准，确保水池设计的效果和质量，提高水池施工质量，水池的建设能否达到预期效果直接影响污水处理效果。
关键词：污水厂；水池；结构设计
前言
在我国的经济发展和城市建设的推进的同时，对于环境也产生了比较严重的污染。在目前的环境问题中，水资源的污染成为其中最为突出的问题之一。随着全社会对于环境保护问题的重视程度越来越高，对于污水的有效处理以及合理开发利用水资源成为我国实现可持续性发展的重要因素，也成为国家和各级地方政府需要重点关注并解决的问题。虽然我国近年来加强了污水的处理整治工作，也规划建设了一批规模较大的处理厂，然而对于污染源还缺乏充分准确的认识，因此，在设计规划中还存在很多的不足之处，造成水池的结构无法完全满足实际使用的需要，在日常营运的过程中消耗了大量维修养护成本，使得污水的处理设施无法进行满负荷的正常工作，对有限的资源造成了浪费，同时也在客观上增加了污水处理的成本。因此，相关部门和设计人员要对污水处理的水池结构进行更加深入的研究，不断总结经验，完善设计方案，以保证污水的处理工作能够达到预期的效果，从而实现对水资源的循环利用。
1污水处理厂的水池结构设计概述
污水处理厂污水池的结构设计主要包括强度设计、防裂设计、防腐设计以及防渗设计等方面。在设计时需要考虑到不同水池在设计方面有着不同的结构要求，要对水池结构的强度进行验算，让设计能与各方面的要求符合，同时要考虑到所处地区的水文地质情况及地震作用，对影响水池稳定性的因素进行分析。其次就是考虑到水池荷载以及结构荷载方面的问题，注意截面的设计，提升水池的安全强度。要结合实际情况，考虑到水池会产生的截面裂缝以及配筋构造等问题。
2结构设计应当符合的相关规定
在对水池结构进行设计的过程中，最重要的一点就是要对其去强度进行验算，在验算过程中要结合工程所在地的场地条件、水文地质条件，来确定是否要对其稳定性进行深入的分析。从目前水池结构设计中所选用的材料来看，绝大多数都是钢筋混凝土材料，对于这种材料来说，应当对抗裂度以及其裂缝的宽度进行验算。同时对构件进行强度验算的过程中，如果经过验算能够判断其所受到的作用力主要为轴心力的话，就应当对其抗裂性能进行有效的验算。而如果构件受到的力比较大的话，又或者是受到大偏心受压或者大偏心受拉的时候，还应当验算其裂缝宽度。最后一点需要注意的就是如果使用的混凝土是预应力混凝土的话，仍然需要对其进行抗裂度检验。
3设计大型污水处理水池结构的基本要求
在大型的污水处理厂的设计中应积极采用先进的技术，以保证其质量和安全性。而污水处理的核心结构是水池结构，因此，设计人员必须在保证水池结构的基础性能基础上，充分考虑污水的特殊性，在设计中科学合理增加抗渗抗压以及防水防腐等方面的设计。特别是在设计一些需要对含有重金属的污水进行处理的水池结构时，更要提高其防渗以及防水性方面的设计标准，以避免渗漏事故的发生。
4污水处理厂水池结构设计要点
4.1结构设计应与相关规定相符
对于结构类型不同的水池应做强度验算。结合具体的荷载条件、工程与水文地质条件，进一步明确结构验算的稳定性。对于钢筋混凝土水池，应对其具体的裂缝宽度进行详细的验算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在荷载作用下，当构件截面呈现出了轴心受拉的受力状态，必须对其抗裂度进行验算，如果使用过程中发生了荷载作用，其构件截面呈现出了受弯等受力状态，必须对其裂缝宽度进行验算。对于预应力混凝土水池，还必须做抗裂度验算。
4.2截面设计中的重点问题
首先是强度设计的安全系数；具有以下三点：水池顶盖强度设计的附加安全系数，水池顶盖主要承受的是活载、自重、覆土重等荷载，在这其中，比例较大的要属自重与覆土重。由于土的具体容重会随着密度、含水量的变化而不断变化，且具有较大的变异性特点，所以，应以1.0作为附加安全系数较为理想。池壁强度设计的附加安全系数，池壁所承受的荷载是土压与水压，其水深通常按满池进行计算，水没有较大的容重差别。土压强度通常采用的是郎肯主动土压力理论，其容重偏大。这足以证明池壁荷载的取值通常为高限，不存在较大的变异，所以，应以0.9作为附加安全系数较为理想，与结构设计要求相符。配筋的构造：在构造水池池壁的配筋时，应根据其形状进行区分；如果是地面式矩形水池池壁，由于它不同程度上会受到湿差与温差的影响，所以，为了防止出现贯穿性裂缝，池壁水平方向的最小构造配筋率每侧不能低于0.15%。有部分无顶盖的水池，其池壁的顶端常常会发生开裂现象，应在顶部的四周设置两根以上的水平向钢筋。如果是圆形水池池壁，其外侧最低构造配筋率不能低于0.35%，内侧不能低于0.15%。如果是无顶盖的敞口水池，它的地板上层钢筋最小构造配筋率不低于0.15%。
4.3荷载
各种荷载：水压，主要指的是水池内的水压，在水池荷载中占有重要比重；当前，我们经常将水池按照满水进行水压的计算，之所以这样，是因为可能会有错误操作现象的存在而导致满池；未来的工艺中可能会挖潜而超出原设计水位。土压力，池外部包括填土的水池，土对池壁的侧压力一般以郎肯理论为主对土所具有的主动压力进行计算。不过，由于土的侧压力具有诸多的变化因素，比如，回填土的粘结力、密实度等。通过郎肯理论对土的主动压力进行计算，有着一定的安全性。地下水压力，其对水池底板所产生的托浮力对水池底板的安全造成了严重的威胁，设计过程中必须高度重视这一环节。为了避免地下水对底板造成影响，应将无梁板作为底板，其具有的经济之处是在池底浮土的基础上来平衡，不可通过增加结重的方式进行。如果地下水位不超过池底，并不对地下水压进行考虑时，应制定相应措施，将地表中积累的水排除掉。温湿度荷载；由于受到了环境的影响，导致结构物的温度与湿度经常发生变化，最终使得结构物体积不同程度上发生了变化，而该体积变化一旦受到了相应的约束，那么，它就会产生出应力。
其次是荷载组合：水压和自重，其是水池结构设计过程中的最根本组合。水压和自重和冬季温差，由于受到了温差、湿差、水压的同时作用，当冬季来临时，壁面温差产生的绝对值比夏季中的壁面温差产生的绝对值大时，该现象是不利的组合。水压和自重和温差，在温差、湿差、水压的同时作用下，当夏季来临时，壁面温差产生的绝对值要比冬季来临时，壁面温差产生的绝对值大，该现象也是不利的组合。土压和自重，主要指的是池外有覆土的水池，当存在地下水位并涵盖地下水压，该组合在水池荷载中属于最基本的组合，水池工程完工后运营前和水池放空时期都包含在该荷载组合中。
结束语
污水处理厂的大型水池除满足承载力要求外，还应满足抗渗、防腐等耐久性要求。结构工程师在实际工程设计中应全面分析各种因素，因地制宜的选用合适的方案和措施，确保工程质量的同时节省造价，以实现生态效益和经济效益的有机结合，为祖国的环保事业贡献自己的力量。
参考文献
［1］GB50032—2016，室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范［S］．
［2］BG/T50046—95，工业建筑防腐蚀设计规范［S］．
论文作者:陈青宝
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/14
标签：水池论文; 荷载论文; 水压论文; 污水处理论文; 结构论文; 温差论文; 组合论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;