摘要：随着社会经济的不断发展和进步，我国的工业化和城市化建筑也在不断地发展，但是随着城市化建设的加快，城市人口的迅速增长，导致了城市的环境污染变得十分严重，其中城市产生的污染就是重要的来源之一，环境污染问题已经引起了我国各级政府以及社会各界的广泛关注，治理污水问题的重要措施以及法律法规也相继应运而生，建设污水处理厂是解决污水的重要途径，本文针对污水处理厂中水池结构设计要点、存在的问题和措施进行分析。
关键词：污水处理厂；水池结构；设计要点
引言
人民生活离不开水，城市工农业生产与发展也需要消耗大量的水资源，与此同时，随之产生的生活污水及工业废水将会对环境造成污染。在一定程度上，经济发展是与水资源污染成正相关的，而随着我国城市化进程的推进，污水处理厂在处理城市生产生活用水、缓解城市用水紧张等方面的作用日益凸显。污水处理厂的水池结构设计对污水处理厂正常发挥污水处理功能至关重要，因此需要做好水池结构的设计，经过处理后的污水可以进入二次循环使用，实现水资源的循环利用。
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 水池结构的设计要点
2.1 水池结构的设计要符合相关的规定。水池的各种结构的类别以及形式的数尺都要进行相应的强度检验测算。按照工程的地质条件、荷载条件以及水文地质条件来决定验算结构的稳定性。
2.2 荷载和荷载的组合。水池结构的荷载主要包含水压、土压力、地下水压力以及湿度和温度荷载；荷载组合包括水压力自重、水压加自重加冬季温差、水压加自重加湿差以及土压加自重。
2.3 截面设计的关键点。设计强度的安全系数。其主要包括水池顶盖设计强度的附加安全系数、池壁设计强度的附加安全系数以及底板设计强度的安全系数；水池截面产生的裂缝；配筋的构造；经济配筋率。
3 污水处理厂水池结构设计问题分析
3.1 抗浮稳定性问题
在工程实践中，导致水池上浮的原因是多种多样的，常见的原因包
括设计水池结构的时未合理控制最低水位线，而当污水处理池内地下水位高于最低水位线时，容易造成水池上浮。因此在水池结构设计时，需要对与池柱相连接的底板及顶板进行抗浮稳定性检验，如果抗浮稳定系数设置不合理可能造成水池的上浮，另外如果基础处理不当，将会造成地基的承载能力不足，也可能造成水池的上浮。
3.2 水池防渗系数不足，抗渗性能难以保证
从实际施工效果来看，设计人员往往重视钢筋混凝土的强度而忽略其防渗性能，致使污水处理池防渗能偏低，从而在实际施工中不能保证水池防渗性能的要求，使得水池不能正常发挥其作用。污水处理池的设计施工材料可采用钢筋混凝土，通常情况下，钢筋混凝土的强度是符合设计要求的，并且该类材料具有较强的防渗性能，通过适当的施工控制，水池的防渗以及强度性能可以保证正常使用。
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3.3 防渗防漏问题
对于水池结构，一般通过增加混凝土用量的方式来保证钢筋混凝土的抗渗性能以及抗压强度。而混凝土用量的增加将引起水化热以及混凝土变形的增加，将会加大混凝土的变形程度，使混凝土产生裂缝，影响水池的抗渗性能。在进行配筋设计时，构造配筋时倘若未按照水池形制如圆形或者矩形予以设计，可能引发贯穿性裂缝，如果荷载组合不合适容易造成水池裂缝或其他结构上的破坏。而在进行水池结构设计时，不合理的预埋件设计易造成混凝土捣实困难，预埋构件与混凝土之间产生裂纹。此外，牢固的基础将会影响池壁混凝土结构的变形，造成混凝土的抗拉强度无法承受其造成的应力，容易在应力较强的位置产生裂缝。
4 污水处理厂水池结构设计方法
4.1 加强结构设计和校核验算
在进行结构计算时需要考虑多方面的影响因素如工程施工地区的地质勘察以及当地的水文地质条件，此外还应根据工程本身的荷载条件，进行强度演算及校核验算。如果是钢筋混凝土结构的污水处理池，还需要进行抗裂度或裂缝宽度的验算。而在构件截面为受弯、大偏心受压力或大偏心受拉的情况下，还需要进行裂缝宽度验算。当设计预应力结构的混凝土污水池，还需要进行抗裂度验算，同时还要荷载及各项荷载组合，使设计达到安全要求。
4.2 污水池裂缝产生原因及结构对策
相关的调查统计结果显示，我国当前已建成的是污水处理厂中，污水处理厂污水处理池在使用过程中，容易产生竖向裂缝，这将对污水处理效益产生严重的影响。而污水处理池在其使用期限内产生的裂缝主要有以下两种形式，首先是贯穿性裂缝，其产生的根本原因在于当水池主体结构混凝土发生收缩时，因收缩力不均匀而产生裂缝；其次是水池表面的龟裂裂缝，这类裂缝主要是由于水池外壁因应力影响而产生裂缝，逐步扩展到了整个水池界面，这不仅会影响了其水池的美观性，更重要是对水池的防渗性能产生了巨大负面影响。通过深入分析污水处理池两类裂缝的产生根源，设计者可从以下几个方面来对水池裂缝进行预防。
首先是考虑在预制的装配式走道板和现浇走道板设置伸缩缝，通常每三到四厘米设置一道。而针对无顶盖水池的情况，一般是在水池顶部侧边安置数根水平钢筋可以加固顶部以防出现因开裂而造成的结构破坏。当在污水处理池结构设计选择矩形设计形式时，应严格控制水池平方向的配筋率，按设计要求最小配筋率应高于0.15%
4.3 污水处理池结构表面材料的设计施工要点
一般而言，城市污水的污染程度较为严重，长时间的净化处理会对水池本身产生较大的腐蚀作用，这就需要水池设计时就做好全方位的水池防腐的考虑。通过在水池表面涂抹防腐涂料，可以最大程度地保护水池壁，避免污水的侵害。另外，水池结构设计必须严格确保水池的防渗性，以免污染严重的污水通过水池裂缝渗漏到地下水中，造成地下水二次污染。通常采用分节浇筑的方法来进行表面混凝土材料的浇筑，浇筑完成后要及时对浇筑表面进行养护，保证浇筑质量，然后对水池内壁进行防水层施工，通常采用环保型纳米材料对水池内部表层进行反复地涂刷以提高污水处理池水池结构内壁的防渗性能。
5总结语
污水处理的建设是我国实行环境保护的重要举措，其中水池结构的设计是污水处理厂建设的重中之重，所以在水池结构设计和施工的时候，必须严格按照相关规范和图纸来进行，要时刻注意水池裂缝现象的发生以及上浮现象的出现，施工人员必要注意设计和施工细节，保证水池结构的质量。
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论文作者:马明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：水池论文; 污水处理论文; 裂缝论文; 结构论文; 荷载论文; 结构设计论文; 污水论文; 《基层建设》2019年第17期论文;