摘要：近些年来，随着社会的发展，我国现代化建设的发展也突飞猛进，我国城市化进程的不断加快，污水处理厂在污水处理及缓解用水紧张局面等方面发挥着重要的作用。在该背景下，污水处理厂设计工作备受关注。然而，污水处理厂的水池结构设计水平对污水厂处理功能的发挥影响较大，因此需要做好污水厂水池结构设计工作，以实现污水二次循环使用，以满足水资源的使用需求。本文以一工程实例，地埋式尾水提升泵房钢筋混凝土水池结构为例，就水池结构的设计要点及施工问题进行探讨。
关键词：钢筋混凝土；水池结构设计要点；施工问题探讨
引言
水池建造和日常使用，首先要考虑综合成本，在日常使用成本一定的情况下，合理选定水池标高，根据需要池顶板覆土可降低水池的建造成本。水池应尽量避免设缝，采用后浇带，或增设相应温度应力配筋，或采用预应力方案解决。
1水池结构的主要荷载
钢筋混凝土水池结构的荷载主要包括池顶荷载、池壁荷载、温度荷载、湿度荷载等。其中，池顶荷载包括顶板自重、活荷载和雪荷载等。本工程池顶上人，考虑4kN/m2的检修荷载。池底荷载主要为地下水产生的浮力和底板的地基反力。地基反力由池顶活荷载、池顶覆土荷载、池顶自重、池壁自重等几种荷载引起的。池壁荷载是指池壁上水压力和土压力，主要以水平方向为主。其中，水压力分布呈三角形，而土压力计算主要结合朗肯主动土压力理论进行计算。本工程选取砂性土进行回填，回填土的重度为18kN/m3，内摩擦角为30°。另外，地面的活荷载控制在1.5kN/m2～2.0kN/m2。可见，荷载的来源主要为水池压力，在水池压力计算时，要将计算误差控制在合理的范围内，以提高计算的准确性。
2钢筋混凝土水池结构设计要点
2.1重视前期策划及施工方案选择
首先考虑施工时段，尤其是冬雨季施工时，要对应采取不同的施工措施：冬季要覆盖或者暖棚保温升温，防止浇筑的混凝土受冻，混凝土受冻后不仅强度受影响，而且由于混凝土内部的孔隙中含有尚未与水泥化合的游离水，游离水结冰后体积增大约9％，在混凝土内部产生冰晶应力，使其内部产生微裂缝和孔隙，从而产生渗漏。冬季施工主要采取措施有商混凝土原材料加热、采用外加剂和早强水泥、运输罐车保温、及时浇筑入模、多频次测温、混凝土表面覆盖保温、人工加热养护（如暖棚法升温）、延长拆模时间等。有时各种方法要结合使用，确保混凝土质量。雨季施工尤其是雨后浇筑混凝土，要随时监测，及时调整水灰比，清理模板内的积水。地基与基础，如地基软硬不均，最好建议勘察设计单位进行地基承载力检测，制定详细方案处理或采取加强措施，防止不均匀沉降产生裂缝造成渗漏。要重视回填土对池壁的影响，不能选择受污染的碱性土，池壁周边1m范围以内严禁用振动压路机回填，避免因大力挤压水池池壁产生裂缝，最好采用人工夯填。大体积混凝土浇筑前要备料充足，最好选择两个或以上搅拌站，有备用搅拌站，合理选择运输路线，防止供料不及时形成冷缝而产生渗漏。
2.2板内力计算
在地基反力的作用下，底板内力将会发生较大的变化，因此在底板内力计算时，应充分考虑到池壁间距对池底反力分布的影响，如果池壁间距小于相邻池壁的刚性角重叠距离时，池底反分布较为均匀，这不受于弯矩作用的影响，大大简化底板内力计算过程。当相邻池壁间距增大时，池底就会发生变形，反力分布就会发生不均匀移动，故在内力计算时，本工程水池地板内力计算主要采用静力平衡法，假定地基反力分布呈线性，以达到静力平衡的要求。但这种计算方法具有一定的局限性，主要适用于容积较小水池。当水池底板高于地下水位时，地基的压缩性就显得较为均匀。在小面积的水池地基反力计算时，应根据线性分布进行计算。水池底板截面一般分为两种，一种是变截面，另一种是等截面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于底板变截面来说，应沿池壁设置条形基础，且根据边缘直线情况来分布地基反力。水池底板与悬臂板较为相似，故剪力计可以按照悬臂板要求进行计算。而对于等截面水池底板，其地基反力计算应按直线分布情况进行，或者根据多跨连续板要求，根据短边1m宽截条进行计算；或者沿着长边1m宽的截条进行计算。在本工程底板内力计算时，其计算跨度如下：Lx=6.500m，Ly=5.540m，四边简支+池壁传递弯矩，故应按双向板进行计算。当底板内力计算完成后，应按单筋受弯构件进行配筋计算，裂缝控制在0.2mm以下。
2.3施工过程质量控制
浇筑间歇时间合理安排，在初凝之前必须进行上层浇筑。由于池壁比较高，在浇筑时采用分层浇筑的方法，在池壁混凝土浇筑施工时，每次至少三台泵车同时浇筑，控制两层混凝土浇筑间隔时间，绝对不能超过混凝土初凝时间，在浇筑上一层时，振捣棒插入下一层不小于1/3，浇筑的混凝土要充填到钢筋、埋设物周围及模板内各角落，振捣密实，不得漏振，也不得过振，以混凝土开始泛浆和不冒泡为原则。更不得用振捣器拖赶混凝土。墙模板的支设也很重要，高大墙体模板质量控制：不使用失水发脆的方木模板，在底板上放线时对墙的外边线必须确保正确，封模时确保墙垫块完整无移位，模板固定后要进行垂直度检查，下部对拉螺栓必须间距密上部疏，且用何种规格的螺栓及螺栓间距必须经过计算。
2.4施工后期养护及维护
加强养护，采用专人专区负责制。（1）混凝土浇筑完毕，在混凝土凝结后即进行妥善的保湿养护。（2）浇水后采用覆盖、洒水或用薄膜保湿等养护措施，对有抗渗要求的混凝土养护时间不得少于14d。（3）底板和顶板等平面结构构件，在混凝土浇筑收浆和抹压后，用塑料薄膜覆盖，防止表面水分蒸发，混凝土硬化至可上人时，揭去塑料薄膜，铺上麻袋或草帘，用水浇透，有条件时尽量蓄水养护。（4）池壁混凝土浇筑完毕，混凝土达到一定强度（3d）后，应延长拆模时间。必要时也可以松动两侧模板，离缝约3~5mm，在墙体顶部架设淋水管，喷淋养护。拆除模板后，应在墙两侧覆挂麻袋或草帘等覆盖物，避免阳光直照墙面。后期其他工序施工时，避免在池体上打孔，并防止碰撞，做好成品保护。
3水池结构设计中注意问题
（1）在混凝土水池结构设计计算过程中，不论是荷载计算，还是内力组合分析，需要充分考虑不同因素的影响。对于温度以及湿度变化较大地区，水池结构会由于温度和湿度发生变化，引起后结构体积的变化，进而产生温度应力等。而这种应力影响到水池内力结果的准确性，故在水池结构设计的过程中，需要注意水池的应力问题。（2）在钢筋混凝土水池结构设计过程中，一般情况，配筋结果由裂缝控制，为充分发挥钢筋控制裂缝性能，配筋原则应是“细而密”。同时做好混凝土的养护，加强混凝土湿度控制，可避免混凝土发生收缩而出现开裂。同时还要加强混凝土温度控制，避免在高温下产生的混凝土结果发生变形。总之，在钢筋混凝土水池设计过程中，要将这些因素综合考虑在内，避免后期施工中出现问题。（3）此外，对于地埋式水池结构设计还有一个重要的验算为抗浮验算，厂区构筑物抗浮设计水位按厂区设计地坪下0.5m考虑。本工程埋深较深，但体量不大，经验算，抗浮系数大于1.05，采用自重抗浮即可。
结语
综上所述，在钢筋混凝土水池结构设计工作当中，要从结构强度、结构抗渗漏、耐腐蚀及抗冻等方面着手，选择最优化的结构方案，合理确定水池荷载，并掌握好结构计算方式，在结构计算过程中，确保计算结果满足规范构造要求。同时，还要充分考虑到各种因素对结构耐久性的影响，结合工程的特点，制定结构防腐和抗渗措施，对水池结构设计方案进行优化，确保水池设计方案的合理性、经济性和安全性。
参考文献：
[1]大型混凝土蓄水池防渗技术措施.建筑技术，2005，8：624.
[2]浅谈混凝土水池的防渗漏问题.山西建筑，2006（2）：136.
[3]混凝土池壁漏水原因分析.建筑工人，2003（5）：24.
论文作者:王春乐
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/25
标签：水池论文; 混凝土论文; 荷载论文; 底板论文; 内力论文; 地基论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第20期论文;