——庆云县纯源污水厂
蔡怀博
山东省淮海工程建设监理有限公司 山东济南 250100
摘要：随着市政工程建设项目规模的不断扩大，各方面要求的不断提高。市政污水工程作为重要组成部分，是城市功能的基本构成要素。因此污水工程承载着一个城市污水排放的巨大压力，控制好其施工质量将直接关系到一个城市的环境，直接影响着城市居民的生活。因而加强市政污水工程施工质量有着非常重要的现实意义。本文以庆云县纯源污水厂为例，简述笔者的工作感悟。
关键词：市政；污水厂；设计施工
1 前言
我国经济不断发展，同时城市基础建设也在飞速进行，市政污水工程便是其中之一，对人们的生活影响却是非常深刻，不仅关系着人们生活的便利，也关系着人们的生命安全。不仅能够减少环境污染，还能够加快城市发展的步伐，从而加强城市现代化进程，因此对污水工程特别是污水处理厂的建设要更加有效的管理，使之能够满足人们生活的需要。
2 工程实例简介
庆云县纯源水务污水处理厂PPP项目，包含：粗格栅进水泵房、细格栅、曝气沉砂池、沉淀池（4座）、A2O反应池（2座）、回流污泥泵房、二级提升泵房、絮凝沉淀池（2座）、纤维束滤池（2座）、紫外线消毒渠、鼓风机房及变配电室、加氯加药间、污泥均质池、污泥脱水机房、综合试验楼等17单位工程。总造价近1.2亿。
其中：沉淀池、AAO反应池为最主要的生产构筑物，承担着生产中的生物反应等关键步骤；综合实验楼为最大辅助建筑物，承担着办公和检验试验重任。
3 工程实例分析
3.1、A2O反应池、二沉池。
其中：单个A2O反应池为68.6m×48.3m，池底大约在地下水位以下2.5米处；单个二沉池直径为30.8米，池底最深处大约在地下水位以下5米处。因此，设计单位增加了抗浮设计，采用PHC管桩（摩擦抗拔桩），桩型号：PHC 400 AB 95-6。本工程抗浮设计从型号来看属于比较小型的预制管桩；从数量来看共计2200根，即13200米；从总体造价来看桩基础费用占水厂总投资4%以下。
地下水是工程地质问题中最重要、最活跃、最不利的外在因素，对建筑物的影响主要包括：侵蚀；引起地基沉降；产生流沙和潜蚀；对钢筋腐蚀；对建筑物渗透、浮托作用等。抗浮措施的增加，就是针对地下水的浮托作用。钢筋混凝土大型水池，基础位于地下水位以下，自身的重量无法达到稳定性和安全性的要求，必须考虑在空池（或者未注满水）状态下增加抗浮措施，这是现在水池设计的必要计算内容之一。
本工程为PHC管桩6米长，桩径400。根据《先张法预应力混凝土管桩GB13476-2009》中“表1.管桩的基本尺寸”规定桩长为7至12米，即6米长管桩并不常用，且小于规范中的最小桩型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这说明：在抗浮验算时，地下水的浮托力不大，设计单位从而减小了管桩与土的接触面积，即减小了桩长。但同时带来几点问题：⑴采购难度增加。预制桩生产厂家以7至12米为生产重点，工程上也以7至12米桩型较多，6米桩一般无库存。如果单独定制，由于工程量不大，生产厂家会把6米桩的生产时间不断压后，从而优先保证大批量常用桩的生产。还有，单独定制再加上数量不多，使得采购成本增加，本工程实际询价中，单根6米管桩的价格已与7米桩相差无几。⑵施工效率低。无论管桩长度如何，桩机移位、焊桩尖、封堵桩头、观测垂直度等工序不变，都是以每根桩为对象进行，不像防腐、接桩等工序那样与桩长有关。因此，单位桩长的工作效率大幅降低。⑶施工难度加大。由于桩长短、深度浅，锤击沉桩时极易沉桩至设计标高以下。
综上分析，笔者认为此抗浮设计可以优化。水池抗浮，主要方法有：自重抗浮、压重抗浮、配重抗浮、抗拔桩、抗浮锚杆还有降水井抗浮等等。本工程为工业项目，时间代表效益，造价与进度是对立统一的，适当增加造价、加快工期，带来的提前收益是能够让投入得到回报的。如果考虑到施工难度加大、打桩造成的延期，还有可能导致开挖土方正赶上雨季等等因素，增加初期投入，采用池内压重或配重抗浮未必不可取，毕竟桩基础的造价比例还达不到总投资的4%。更何况还有降水井抗浮法，虽然很少采用，但是笔者却很推崇。首先，此法优点较多，包括：永久利用施工降水井、节约成本、缩短工期、施工难度小、适用条件广等。其次，此法唯一的缺点是管理难度大，但是作为污水处理厂这种有严格运营管理制度的单位，每次检修前做好充分的准备工作应该没有太大难度。当然，压重、配重、降水井三种方法组合使用，应该具有更高的效益和价值！
3.2、综合实验楼。
地上三层（有阁楼），层高3.3米，总高13.65米，建筑面积1165.77㎡，结构形式为框架结构，基础形式为条形基础，抗震设防烈度7度，设防类别乙类，抗震等级二级，设计年限50年。此单位工程体量小，结构要求不算太高，应该属于比较简单的建筑物。但是其结构设计却相对保守。例如：首层某框架柱（边柱）截面尺寸400㎜×400㎜，纵筋为10根直径25㎜加4根直径22㎜三级钢；首层某框架梁（边梁）宽240㎜，支座处4根直径20㎜三级钢。
该框架柱三个方向上框架梁的跨度分别为2.1米、4米和5.1米，不属于大跨度。而框架柱设计中截面尺寸最小构造要求：hc不宜小于400㎜，bc不宜小于350㎜。不难看出，此框架柱纵向压力不会非常大，受拉力也很有限。根据笔者实际计算：框架柱纵筋净距47.25㎜；框架梁支座筋净距24.67㎜；粗骨料粒径不能大于24.67×3/4=18.5㎜，已接近细石混凝土（粗骨料≤15㎜）。更为夸张的是，梁柱交接处包含两个柱纵筋净距，每个净距要锚固2根直径20㎜的梁支座钢筋，剩余空隙仅仅7.25㎜，已经没有粗骨料的存在空间。
综上所述，本工程不但施工难度大，而且个别位置钢筋已不能被混凝土完全包裹，混凝土与钢筋接触面积降低，造成对钢筋的握裹力大打折扣，违背了相关法规，例如：规定粗骨料粒径不大于钢筋净距的3/4。
为此，笔者认为，如果不考虑造价，可以采用型钢混凝土组合结构，其承载力大、刚度大、抗震好、截面积小、可以在钢结构公司提前加工型钢，现场工作量小、工作难度低、工期快，对工业项目而言，早投产也是提高效益的方法之一。如果考虑到造价因素，应该优化钢筋含量，不能一味扩大安全系数。在一个辅助建筑物浪费的材料造价，还不如使用到A2O反应池和二沉池等关键的生产构筑物上。
4 结语
市政工程中的污水工程十分复杂，包括污水厂、污水管道、加压泵站等。有效控制城市污水是改善和保护环境的重要措施，对于防治城市水环境污染、促进经济可持续发展具有巨大的现实意义和深远的影响。因此，要做好相应的技术探讨，对施工要点进行阐述，确保施工工作的顺利进行，从而使工程的质量能够满足人们的使用需求。
参考文献：
[1]先张法预应力混凝土管桩（GB13476-2009）
[2]毕雅明.水池抗浮设计方案的分析与比较.上海：同济大学、华东建筑设计研究院，《结构工程师》2008.
[3]程文瀼，王铁成，颜德姮，叶列平.混凝土结构 上册 混凝土结构设计原理（第五版）.北京：中国建筑工业出版社，2011.
论文作者:蔡怀博
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/28
标签：工程论文; 污水论文; 钢筋论文; 造价论文; 混凝土论文; 框架论文; 难度论文; 《防护工程》2018年第35期论文;