序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇給排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)耐久性 給排水工程 使用的年限 施工質(zhì)量

一、結(jié)構(gòu)耐久性的重要作用

土木工程特別是排水工程的設(shè)計中，結(jié)構(gòu)的耐久性是一個必須考慮的重要問題。結(jié)構(gòu)的耐久性是指，在環(huán)境作用確定的一定條件下，構(gòu)件可以在使用年限范圍內(nèi)保證安全性，穩(wěn)定性和適用性的能力。包括化學(xué)腐蝕等因素。結(jié)構(gòu)耐久性的對排水工程來說至關(guān)重要，它會對工程有著特別嚴(yán)重的影響。甚至對社會來說，工程結(jié)構(gòu)的耐久性對于公共工程的日常運行都有著長遠(yuǎn)意義。

給排水結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑物一般都是埋在地下，比如各種水廠，水泵等，所以經(jīng)常能夠直接接觸地下水，雖然混凝土的耐久性很好，但是它作為給排水結(jié)構(gòu)的建筑材料，也不能經(jīng)受地下水和其他化學(xué)物品的長時間侵蝕，那使它的性能大幅度下降，并使它的使用年限大大降低，安全性也沒有了保障。

二、結(jié)構(gòu)耐久性存在的問題

1.落后的設(shè)計理念

如今，人們對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性認(rèn)識不強在各個行業(yè)中都是普遍存在的現(xiàn)象。強度和耐久性都是混凝土結(jié)構(gòu)必須具備的基本特征。但是很多人設(shè)計工程的時候只注重強度，而對于耐久性卻缺乏認(rèn)知。也不會根據(jù)實際狀況采取措施來提高混凝土的耐久性。據(jù)調(diào)查，一般情況下，工業(yè)建筑的使用壽命為25-30年，在惡劣環(huán)境下只有15-20年，民用和公共的建筑在使用環(huán)境較好的情況下可以在50年以上，可是室外的露天構(gòu)件由于環(huán)境相對較差，壽命僅有30-40年。更加嚴(yán)重的是橋梁等其他基礎(chǔ)設(shè)施工程，因為混凝土上面的保護(hù)層稀薄，很快就會出現(xiàn)腐蝕，開裂等現(xiàn)象。海港和碼頭的混凝土十年左右就會因為開裂而進(jìn)行大規(guī)模整修。據(jù)統(tǒng)計，到1998年有743座因侵蝕被損壞的鐵路和隧道，是總數(shù)的13.2%。從八十年代起，我國就開始建立污水處理廠，可是大多都沒有達(dá)到50年就被腐蝕而無法使用。構(gòu)筑物的保護(hù)層脫落侵蝕是普遍都存在的問題，有的工廠還因此導(dǎo)致停產(chǎn)。比如，有一個北方的污水廠在2003年建立，因為設(shè)計人員對混凝土被地下水侵蝕的狀況考慮不周，導(dǎo)致污水廠不到五年就被硫酸嚴(yán)重破壞而無法正常使用，工程被迫停水加固，損失很大。天津開發(fā)區(qū)僅僅在半年時間就出現(xiàn)了嚴(yán)重的混凝土開裂現(xiàn)象。

2.設(shè)計的規(guī)范有待改善

給排水工程耐久性目前的主要規(guī)范有《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》、《工業(yè)建筑物防腐蝕設(shè)計規(guī)范》等，而《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》是最主要的規(guī)范，它沒有主要闡述耐久性的要求，而是在其他材料、構(gòu)造規(guī)定等其他方面做了詳細(xì)的要求，沒有說明環(huán)境和使用年限這些重要的因素，表達(dá)不是很明確。在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》在環(huán)境類別劃分以及耐久性要求上卻有一些不同，導(dǎo)致很多設(shè)計人員不知應(yīng)該怎樣適從，造成了諸多不便。

三、對于耐久性的設(shè)計提出的建議

最根本的要提高設(shè)計人員對于混凝土耐久性的認(rèn)知程度，在實際工程中對結(jié)構(gòu)耐久性重視起來。要意識到，不但要提高強度，結(jié)構(gòu)的耐久性也同樣重要。在設(shè)計中要對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)精確的計算和測量，并且根據(jù)實際情況，在結(jié)構(gòu)耐久性方面也要做好充足的設(shè)計。對于可持續(xù)發(fā)展來說，結(jié)構(gòu)的耐久性起到了至關(guān)重要的作用。

1.使用的年限

一定條件下，用混凝土建造的建筑使用壽命應(yīng)該在50-100年。在《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，房屋和其他建筑物使用壽命應(yīng)該是50年，重要建筑和紀(jì)念性建筑應(yīng)該是100年。但是《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》給出了房屋等建筑的使用壽命，可在排水構(gòu)筑物等建筑上面沒有提及使用壽命。但是通過其他行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，排水結(jié)構(gòu)的使用壽命應(yīng)該為50-100年，至少不能少于50年。現(xiàn)在各種建筑方式上有很大的不同，排水行業(yè)作為投資的主體，越來越向多元化的趨勢發(fā)展著，而混凝土作為建筑的主要材料，應(yīng)當(dāng)越來越被政府重視，所以混凝土的使用壽命應(yīng)當(dāng)在50年以上。還應(yīng)該在合約中規(guī)定，特許經(jīng)營期結(jié)束之后要對使用年限重新限定。

2.環(huán)境的類別

在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》中都對環(huán)境的類別進(jìn)行了分類。在2010年的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中把環(huán)境類別分成“一、正常的室內(nèi)環(huán)境；無侵蝕環(huán)境；二、潮濕的室內(nèi)環(huán)境，非寒冷的露天環(huán)境；三、干濕環(huán)境，嚴(yán)寒的露天環(huán)境；四、水位變動的冬季或嚴(yán)寒環(huán)境，濕冷環(huán)境；五、海水環(huán)境；六、鹽漬土環(huán)境；七、受侵蝕影響的環(huán)境”一共七個類別。而《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》的環(huán)境上面的分類卻與之不同，有一般環(huán)境，氯化物環(huán)境等五類，并且還在腐蝕程度上做了劃分，一共有輕微到嚴(yán)重等六個等級。給排水結(jié)構(gòu)因為長期與水接觸，構(gòu)件經(jīng)常會收到液體的腐蝕或者是地下水及其他外界環(huán)境和氣候的影響。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》只是在普通混凝土上面做了規(guī)范，而《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》中對于排水設(shè)施的環(huán)境類別劃分才是合理的，它除了在環(huán)境類別上做了分類以外，還對侵蝕程度做了六個等級上的劃分，所以更加規(guī)范化。還有一些配合之間脫節(jié)的現(xiàn)象，這些在設(shè)計中不是很容易被察覺到。大多數(shù)情況下，工藝專業(yè)只提供尺寸，外形等條件，但是對于腐蝕情況并不是很關(guān)心，結(jié)構(gòu)專業(yè)同樣也不注重這一點。這樣一來，可能被腐蝕的混凝土?xí)`認(rèn)為安全而投入使用，對今后的工廠正常運作埋下安全隱患。在工業(yè)污水比率較高的工廠中，這種安全隱患能夠更加的凸顯出來它的可怕性。所以，《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中應(yīng)該在以后的整編中在這些方面做一定的要求，使其更加全面和規(guī)范化。

3.混凝土的結(jié)構(gòu)要求

混凝土的抗凍等級等諸多方面上都屬于結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的要求范圍。在《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中，這些方面只做了簡單的闡述，沒有詳細(xì)的給出各種環(huán)境中材料的要求。而在《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》中給出了各種環(huán)境下乃求性的要求，但是抗凍和抗?jié)B方面應(yīng)當(dāng)遵從《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的要求。混凝土構(gòu)造的要求有很多方面，關(guān)于保護(hù)層和裂縫寬度的要求在《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的6.1.3和5.4.3都有詳細(xì)的規(guī)定，可是還是沒有在不同環(huán)境下時的要求，但是《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》中有著相關(guān)規(guī)定。

4.施工的質(zhì)量

在建筑中，施工質(zhì)量對耐久性起著很關(guān)鍵的作用。檢測材料保護(hù)層的厚度，良好的保養(yǎng)措施都對耐久性至關(guān)重要的因素。《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》都沒有對其進(jìn)行規(guī)定和要求，《給水排水構(gòu)筑物工程及驗收規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》雖然是常規(guī)規(guī)范，可是也沒有這方面的要求。《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》中有一些特殊的附加要求，在施工質(zhì)量上可以作為耐久性的設(shè)計參考。

四、結(jié)束語

綜上所述，耐久性作為排水工程設(shè)計中的重要施工要求，到現(xiàn)在為止，已經(jīng)有很多行業(yè)把其作為重要的行業(yè)規(guī)范來執(zhí)行。排水工程是我國環(huán)境建設(shè)上的重要工程項目之一，如果《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中能對耐久性和更加深入的規(guī)定和要求，使其更加規(guī)范化，這更會引起國家工程結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計高度重視，并且對排水工程的發(fā)展也能夠起到極大的推動作用，有利于促進(jìn)我國排水行業(yè)整體水平的提高。

參考文獻(xiàn)

篇2

關(guān)鍵字：給排水工程;水池結(jié)構(gòu);裂縫控制;強度配筋

Abstract: for the water supply and drainage engineering structure pool, according to the water supply and drainage engineering structures structure design rules "(GB50069-2002) requirements, crack control through the resistance to LieDu checking and crack development width checking and structural measures to achieve. This paper describes how to take appropriate measures to control the cracking of the pool structure, and combined with engineering example, the results calculated the analysis and comparison, to explore the satisfy the intensity of the reinforcement if the component GB50069-2002 calculations, the largest crack width you could meet the maximum crack width limits of 0.2 mm.

Keyword: water supply and drainage engineering; Pool structure; Crack control; Strength reinforcement

中圖分類號： S276.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

0 前言

給排水工程中，鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計較為常見。考慮水池的抗?jié)B防裂對正常使用有至關(guān)重要的作用，水池結(jié)構(gòu)設(shè)計必須重視裂縫控制。為了確保結(jié)構(gòu)具備良好的防滲、防漏性能，滿足設(shè)計要求的耐久性，《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50069–2002)對在組合作用下鋼筋混凝土構(gòu)筑物構(gòu)件的最大裂縫寬度限值做了嚴(yán)格規(guī)定。本文簡述了如何采取恰當(dāng)?shù)拇胧┛刂扑亟Y(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，并結(jié)合工程算例，對計算結(jié)果進(jìn)行分析比較，來探討一下滿足強度配筋的構(gòu)件如采用GB50069–2002計算，其最大裂縫寬度能否滿足最大裂縫寬度限值0.2 mm 。

對于水池結(jié)構(gòu)，根據(jù)《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50069–2002)要求，裂縫控制通過抗裂度驗算、裂縫開展寬度驗算和構(gòu)造措施來實現(xiàn)。軸心受拉或小偏心受拉構(gòu)件，應(yīng)按抗裂度驗算。這類構(gòu)件的抗裂性能主要由混凝土抗拉強度和構(gòu)件受拉截面決定。受彎或大偏心受拉（壓）構(gòu)件，應(yīng)按裂縫寬度控制驗算，在水池設(shè)計中以此類工況最多。

水池結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一般先根據(jù)強度計算初步確定配筋，然后進(jìn)行裂縫寬度驗算。根據(jù)水池的盛水性質(zhì)（清、污水）及其使用功能，最大裂縫寬度一般控制在0.2mm或0.25mm。

下面先簡述一下如何采取恰當(dāng)?shù)拇胧┛刂扑亟Y(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

1 控制裂縫的措施

1.1荷載作用裂縫的控制

荷載作用裂縫的控制，是要求在設(shè)計時對池體各部位可能產(chǎn)生最大拉應(yīng)力的截面進(jìn)行計算分析，使之滿足裂縫控制的要求。對池體結(jié)構(gòu)建立正確的計算模型和選擇合理的荷載組合，以確保其內(nèi)力及變形的計算與水池的實際工作情況一致。

1.2 混凝土收縮和溫濕差造成裂縫的控制

此類裂縫的控制首先應(yīng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定，嚴(yán)格掌握混凝土配比及其用料的品種規(guī)格和級配，同時對混凝土灌筑和養(yǎng)護(hù)提出設(shè)計要求。另外，對大型水池可采取設(shè)伸縮縫、摻添加劑和設(shè)加強帶、后澆帶等措施，以及近些年比較常用的引發(fā)縫。由于變形縫的設(shè)置需要采取嚴(yán)密的構(gòu)造措施來保證，對節(jié)點處理、施工及材料等都有相當(dāng)高的要求，當(dāng)有經(jīng)驗時，可在混凝土中施加可靠的外加劑、設(shè)后澆帶或增設(shè)加強帶，從而放寬伸縮縫的最大間距限制，以減少或取消伸縮縫。我院一般在大水池的底板處設(shè)置加強帶，而在相應(yīng)位置的池壁與頂板外設(shè)置后澆帶；圓形水池池壁常用引發(fā)縫。

1.3 從施工方面考慮控制裂縫

為確保水池在施工期間嚴(yán)格控制由于施工因素造成的裂縫，除嚴(yán)格按設(shè)計要求外，在施工中還應(yīng)注意施工縫的預(yù)留位置、混凝土的保溫、水灰比的控制及砼的養(yǎng)護(hù)等問題。

2 裂縫控制與強度控制配筋計算的對比

2.1 《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50069-2002)受彎構(gòu)件最大裂縫寬度的計算方法。

2.2 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)矩形截面的受彎承載力計算如下式:

2.3 裂縫控制與強度控制實例配筋計算結(jié)果的對比

下面以矩形截面池壁為例，在不同荷載作用下，采取兩種控制方式進(jìn)行計算，并作對比分析。

鋼筋混凝土矩形池壁，截面尺寸b×h，混凝土強度等級為C30，保護(hù)層厚度c=35mm，采用HRB335級鋼筋。鋼筋間距控制在最常用的@100到@150之間，并使配筋率接近強度配筋率。計算結(jié)果列于表1中。

3 結(jié)論

通過以上實例的計算結(jié)果進(jìn)行對比分析可知：

(1)構(gòu)件鋼筋受哪一種控制并不能簡單地下結(jié)論。但將鋼筋間距控制在最常用的@100到@150之間的情況下，彎矩值較大時，所取鋼筋直徑較大，滿足強度配筋的構(gòu)件如采用GB50069–2002計算，其最大裂縫寬度一般不能夠滿足最大裂縫寬度限值0.2 mm，即配筋是由裂縫控制的，并不是由強度控制；反之，由強度控制。

(2)在選擇配筋方案時發(fā)現(xiàn)：細(xì)筋密布有利于減小最大裂縫寬度。

(3)從表1中并不能看出，隨著壁厚的增大或配筋率的加大，最大裂縫寬度有明顯的變化規(guī)律；這取決于所選擇的配筋方案，鋼筋直徑或間距不同，最大裂縫寬度差別較大。

(4)計算池壁配筋時，應(yīng)取裂縫控制與強度控制兩種計算結(jié)果的較大者。

參考文獻(xiàn)：

1. GB50069-2002，給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[s].

2. CECS138-2002，給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程[s].

篇3

【關(guān)鍵詞】異形水池；設(shè)計合理性；工程實踐性

1. 概述

水池是給排水以及其他一些水處理結(jié)構(gòu)工程中的核心工程，廣泛應(yīng)用與市政、環(huán)境、水利和工業(yè)項目建設(shè)工程中。土建工程中水池造價占全部費用的75%以上，其中水池結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性與合理性對水池的造價有直接的影響。如何從概念入手，掌握水池選型和結(jié)構(gòu)布置的科學(xué)性是水池結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，因此必須對不同形式水池的適用條件、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有明確的概念，用以指導(dǎo)工程實踐 。

2. 圓形水池和矩形水池的影響因素

給排水和水處理結(jié)構(gòu)工程中最常用的水池形式圓形水池和矩形水池，無論是選擇何種水池，都需優(yōu)先考慮以下三方面因素：

2.1 水池容積

工程實踐表明，對于貯水類水池，容積在3 000 m3以內(nèi)時，圓形水池比矩形水池的經(jīng)濟(jì)效果更好。容積如果繼續(xù)增大，則圓形水池的直徑需要變大，池壁的環(huán)向拉力將會增大，則需要較大的壁厚來抵消拉力以維持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這將導(dǎo)致造價過大。但對于一般的水處理結(jié)構(gòu)水池雖然容積小，由于考慮施工和多個水池的組合而多采用矩形水池。

2.2 抗裂要求

上述可知，圓形水池池壁主要以環(huán)向受拉為主，容易引起貫通裂縫，在容積較大的時候需采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)形式，這樣會使圓形水池的造價增大。矩形水池的池壁除極小的偏心受拉外，主要是受彎力影響較大，一般截面都會存在均勻的受壓區(qū)，裂縫一般不會貫通，只需要讓最大裂縫滿足抗裂要求即可。

2.3 布置場地

就場地的相關(guān)布置而言，矩形水池相比圓形水池，對場地的適應(yīng)性更強一些，如在山區(qū)狹長地帶建造水池以及在城市大型給水工程中，矩形水池的這一優(yōu)越性有利于節(jié)約用地，同時矩形水池又便于水池間的組合和管道連接。

3.異形水池的設(shè)計影響因素

近年來，以上介紹的圓形和矩形水池在水廠之類的大型企業(yè)中依然大量使用。但是隨著人們生活水平的提高，經(jīng)濟(jì)條件的改善，尤其是別墅的出現(xiàn)，異性水池的藝術(shù)感與其相適應(yīng)，從而異性水池的建造力度一直加大，下文將對其構(gòu)建和理性進(jìn)行討論。

3.1 構(gòu)造簡圖設(shè)計

3.1.1 池壁與頂板

對于敞口水池池壁和預(yù)制的頂板，并且頂板擱置在池壁頂端無任何連接措施時，應(yīng)視池壁頂端為自由端。當(dāng)預(yù)制板與池壁頂端設(shè)有抗剪鋼筋連接或池壁與頂板整體澆筑，僅配置抗剪鋼筋時，池壁與頂板的連接應(yīng)視為鉸接。當(dāng)池壁與頂板整體澆筑，并配置連續(xù)鋼筋時，池壁與頂板節(jié)點應(yīng)視為彈性固定，而當(dāng)池壁與頂板整澆，且池壁的線剛度與頂板線剛度比值大于5時，頂板相對于池壁來說可視為鉸接。

3.1.2 池壁與底板

當(dāng)池壁底端為獨立結(jié)構(gòu)時，池壁底端可視為固定支承。而對于非獨立基礎(chǔ)，當(dāng)滿足一定數(shù)量關(guān)系時，池壁底端也可視為固定支承。當(dāng)水池底板較薄或挑出長度較小的情況下，按彈性固定計算比較合適。

3.1.3 池壁與池壁

水池的設(shè)計中，相鄰壁間的連接按照固定彈性考慮。所以在計算有關(guān)相鄰池壁間的彎矩時，需要對相鄰近的不平衡彎矩進(jìn)行平衡分配，以使水池的設(shè)計趨于科學(xué)性。

3.2 荷載組合

3.2.1 地下式水池

地下水池的設(shè)計一般主要計算兩種工況，第一種工況為閉水試驗情況下，即池內(nèi)有水而池外無回填土。第二種工況為池內(nèi)無水期間，而池外有土，同時還需考慮地面有堆積荷載以及池外地下水壓力共同作用。

3.2.2 地面水池

第一種工況為閉水試驗，主要考慮池內(nèi)水和溫、濕度作用的影響。第二種工況為使用期，主要考慮池內(nèi)水，池外填土、地下水壓力和溫、濕度作用的影響。

3.3 內(nèi)力計算

3.3.1 頂板和底板

對于有頂蓋水池，頂蓋計算和鋼筋混凝土樓蓋的計算方法比較類似；而對于圓形頂板，根據(jù)支承條件可查靜力計算手冊進(jìn)行計算；對于異形水池的內(nèi)力計算，可將其進(jìn)行相關(guān)微分，化為若干個小圓形和小矩形進(jìn)而用上述方法進(jìn)行計算。底板計算時，視水池底板的結(jié)構(gòu)形式而定，當(dāng)水池池壁采用獨立基礎(chǔ)時，底板的反力按直線分布考慮，對于一般水處理結(jié)構(gòu)水池，由于平面尺寸較小，底板多為等厚平板，須按不同荷載情況計算內(nèi)力，進(jìn)行組合疊加即可。

3.3.2 池壁的內(nèi)力計算

水池池壁的內(nèi)力按彈性理論進(jìn)行計算，根據(jù)池壁壁板的長度和壁板的高度的比值和壁板邊界條件按《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》規(guī)定計算。應(yīng)該注意的是池壁與池壁的邊界條件多為彈性固定，因此須進(jìn)行不平衡彎矩的分配。

4. 構(gòu)造要求和注意事項

4.1 鋼筋的混凝土保護(hù)層

新《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》對水池的耐久性提出了更高要求，提高了混凝土保護(hù)層厚度，最小保護(hù)層厚度取值直接和構(gòu)件類型以及構(gòu)件所處環(huán)境相關(guān)，一般情況下最小保護(hù)層厚度要求不低于25mm。

4.2 水池的變形縫

《給水排水工程鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》規(guī)定伸縮縫之間的間距不大于20 m，而往往實際工程中不希望分縫，一般采用摻外加劑和設(shè)置后澆帶等方法，并結(jié)合施工季節(jié)的溫度延長伸縮縫的2倍，特別是地面式水池，必要時還是設(shè)置伸縮縫為宜。

4.3 暗梁與暗柱

敞開式水池池壁的頂端宜設(shè)置暗梁，高度不得小于池壁厚度，內(nèi)外兩側(cè)各配置一定的受力水平鋼筋，以加強上口的抗裂性能。在池壁的轉(zhuǎn)角和內(nèi)隔墻與外池壁交接處也宜設(shè)置暗柱，以改善節(jié)點的受力效果和加強鋼筋的錨固及抗裂性能。

4.4 配筋構(gòu)造要求

受力鋼筋一般采用直徑較小的鋼筋較為合適，間距宜為140 mm～240 mm ，內(nèi)、外各側(cè)受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋配筋率均不應(yīng)小于0.20% ，受力鋼筋的配筋百分率宜控制在0.3%～0.7%的經(jīng)濟(jì)配筋率范圍內(nèi)。受力鋼筋的有效錨固長度必須按GB 50010鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定采用。

4.5 轉(zhuǎn)角加腋

現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池池壁的拐角及與頂板、底板的交接處宜設(shè)置腋角，腋角邊寬不宜小于150 mm ，腋角內(nèi)配斜筋的直徑與池壁受力筋相同，間距宜為池壁受力鋼筋間距的兩倍或為200 mm。

5. 結(jié)束語

全面理解和掌握水池設(shè)計的要點并能正確運用于工程實踐，有利于提高水池設(shè)計的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性，鑒于鋼筋混凝土水池所處的環(huán)境，除正確的理論計算和選擇合理的結(jié)構(gòu)形式外，同時必須重視水池的構(gòu)造要求，從而全面提高水池設(shè)計的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[3]郭天木.水池底板對池壁的嵌固條件[J] .特種結(jié)構(gòu)，1998（4） ：36237.

篇4

【關(guān)鍵詞】水工構(gòu)筑物；伸縮縫；施工

1 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,國家對環(huán)境保護(hù)的日益重視,各地污水處理工程逐年增多。作為配套的土建結(jié)構(gòu)專業(yè)如何優(yōu)化設(shè)計,在滿足給排水工藝要求的前提下,既保證水池構(gòu)筑物今后的正常生產(chǎn)使用,又降低工程造價,是設(shè)計、施工人員面臨的共同任務(wù)。下面就設(shè)計中經(jīng)常遇到的一些水池構(gòu)筑物的問題,提出筆者的一些看法

2 設(shè)計地下水位的合理確定

水池構(gòu)筑物的設(shè)計與地下水位的標(biāo)高密切相關(guān)。由于地下水位未掌握好而引起結(jié)構(gòu)選型錯誤及抗浮不夠等工程事故也時有發(fā)生。地下水位不僅與結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)，與給排水工藝設(shè)計也有關(guān)。根據(jù)現(xiàn)行國家設(shè)計規(guī)范，地下水位應(yīng)根據(jù)地方水文資料，考慮可能出現(xiàn)的最高地下水位。一般設(shè)計均取用水文資料的最高地下水位。在50年設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi),一般水工構(gòu)筑物地下水可變作用的取用按“工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”原則確定[1],并不考慮罕遇洪水的偶然作用。但值得注意誤。設(shè)計人員應(yīng)詳實了解工程所在地的水文情況，對未滿足設(shè)計要求的地質(zhì)勘察報告要求予以補充。要求考慮當(dāng)?shù)赜袩o暴雨、臺風(fēng)影響，會否出現(xiàn)由于地表水不能及時排除而引起的地下水位提高。給排水設(shè)計人員，應(yīng)結(jié)合對地下水位及地質(zhì)情況的了解,與結(jié)構(gòu)設(shè)計人員一起決定各構(gòu)筑物的基底標(biāo)高,綜合工藝流程要求、土建造價、運營成本、投產(chǎn)年限諸多因素,制定總體方案及各構(gòu)筑物方案,以求經(jīng)濟(jì)合理。

3 構(gòu)筑物伸縮縫及后澆帶的設(shè)置

根據(jù)設(shè)計規(guī)范，矩形構(gòu)筑物最大伸縮縫間距一般為20～30m。近年來,一方面水工藝要求設(shè)計的水池構(gòu)筑物長度已遠(yuǎn)超過規(guī)范間距，另一方面隨著建筑材料、施工方法的改進(jìn)，又為超長水池構(gòu)筑物不設(shè)縫、少設(shè)縫提供了可能。

(1)伸縮縫的設(shè)置[2]。一般水池類構(gòu)筑物設(shè)計中，對結(jié)構(gòu)強度、裂縫開展寬度、抗浮等計算，一般均按規(guī)范要求考慮較好，但由于溫度、變形以及不均勻沉降引起開裂，在工程中常常遇到。大多出現(xiàn)裂縫的工程實例表明，設(shè)計對溫度、混凝土收縮變形等因素影響考慮欠缺是問題的主要原因:①水池類構(gòu)筑物并非必須保證不開裂,對設(shè)計人員來講重要的是做好裂縫的控制。一方面設(shè)計人員要事先對可能的不利因素及其影響予以預(yù)防，另一方面在施工過程中萬一發(fā)生較大裂縫也要有處理方法及技術(shù)措施，確保工程交付驗收及投產(chǎn)后的安全生產(chǎn)及運行需要。一般說來，影響裂縫的主要因素是溫差及混凝土的收縮，溫度越高越易開裂，裂縫的數(shù)量及寬度也越大；混凝土收縮越快也帶來同樣后果。②加強對允許伸縮縫間距的計算。從設(shè)計方案來講，設(shè)計盡可能采用無縫設(shè)計以滿足施工的連續(xù)性及減少施工難度。針對地基軟硬及溫差大小，選擇伸縮縫的間距。一般水池壁厚≤500mm時,設(shè)計不考慮水池?zé)岬挠绊?主要考慮施工階段的最不利溫差和混凝土收縮產(chǎn)生的當(dāng)量溫差,保證由于綜合溫差對混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力與混凝上相應(yīng)齡期的極限抗拉強度之比值符合安全要求，按此條件復(fù)核設(shè)計假定的伸縮縫間距是否滿足。

(2)后澆帶的做法。當(dāng)設(shè)計較長矩形水池時,設(shè)計可采用后澆帶施工方法來減少混凝土收縮產(chǎn)生的當(dāng)量溫差及不利溫差。后澆帶的設(shè)置可避免部分不利的施工前階段溫差及混凝土前期收縮產(chǎn)生的當(dāng)量溫差,從而增大了構(gòu)筑物伸縮縫的允許間距。考慮施工的難度,建議設(shè)計在后澆帶墊層混凝土上設(shè)置凹槽,這樣方便后期后澆帶的清理,雜物等可棄置于四槽,沖洗也方便。筆者在金川集團(tuán)有限公司含重金屬離子污水處理站擴(kuò)能改造工程的一級混合反應(yīng)沉淀池結(jié)構(gòu)設(shè)計中因水池結(jié)構(gòu)超長，采用了設(shè)置后澆帶的做法，并在混凝土結(jié)構(gòu)后澆帶中摻入微膨脹劑UEA，依靠加強帶混凝土較大的膨脹應(yīng)變，補償兩側(cè)混凝土的溫差應(yīng)變及混凝土的收縮，使混凝土收縮當(dāng)量溫差≤0，達(dá)到設(shè)計要求。

4 水池構(gòu)筑物的計算要點

水池構(gòu)筑物首先是計算條件的確定,根據(jù)水池的池頂池底的連接方式不同，其計算條件也各不相同。(1)敞口貯液池或貯液池的池蓋為預(yù)制裝配式，池壁的上端一般應(yīng)視為自由支承;(2)池蓋與池壁為整體現(xiàn)澆,并配制連續(xù)鋼筋的，池壁上端視為彈性固定,當(dāng)僅配抗剪鋼筋的,則池壁上端視為較支承;(3)池壁與池底為整體現(xiàn)澆時,一般應(yīng)視為彈性固定。

5土建與給排水、設(shè)計與施工間的配合

在水池構(gòu)筑物設(shè)計中，給排水設(shè)計人員要了解土建一些設(shè)計要求，例如對較大水池壁與壁之間、壁板與底板之間的構(gòu)造加腋（八字角）要求。如工藝不允許加腋,應(yīng)向結(jié)構(gòu)設(shè)計人員講明。另一方面土建設(shè)計人員應(yīng)盡量滿足工藝要求,對較小水池可不加腋。設(shè)計應(yīng)以設(shè)計規(guī)范為依據(jù),專業(yè)之間互相配合,對一些構(gòu)造措施應(yīng)區(qū)別情況靈活掌握。設(shè)計人員還要了解施工,了解施工中新材料、新技術(shù)、新方法,了解施工順序,施工對設(shè)計的要求,使設(shè)計切合施工、方便施工。水池施工為便于支模及澆筑混凝土,一般在離池底及加腋以上300～500mm處留置施工縫,在此范圍盡量避免設(shè)計有予留洞、予埋管、懸挑梁板等。

6結(jié) 語

多出優(yōu)秀設(shè)計、多出精品工程是時代賦予全體設(shè)計人員的莊嚴(yán)使命。在水池構(gòu)筑物設(shè)計中，一方面設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合具體情況，以較少的工程造價建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程，另一方面設(shè)計人員對施工失誤產(chǎn)生的滲漏裂縫處理，也應(yīng)有所了解、準(zhǔn)備,對當(dāng)前常用處理裂縫及堵漏方法、所用材料應(yīng)有所了解，以便更好地完成設(shè)計后期服務(wù)。要在貫徹國家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的同時，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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關(guān)鍵詞：市政給排水；管道設(shè)計；優(yōu)化設(shè)計

引言

城市普遍存在水質(zhì)污染的問題，致使城市水環(huán)境遭受到嚴(yán)重破壞，水質(zhì)型缺水的區(qū)域不斷擴(kuò)大，水資源供需失衡，這一問題已對城市中居民的生活，健康及城市現(xiàn)代化進(jìn)程構(gòu)成了危害，嚴(yán)重威脅到城市的水系統(tǒng)以及城市的可持續(xù)發(fā)展。隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，城市市政自來水給排水工程是城市舉出設(shè)施的重要組成部分之一，如何降低市政自來水管道減少爆管漏水等問題帶來的水資源的浪費，有效提高城市自來水供排水管道的效率和輸水能力，為城市居民日常生活和城市建設(shè)提供經(jīng)濟(jì)實惠、安全可靠的水資源保障，如何改善市政自來水給排水管道的設(shè)計是必要的。

1.市政給排水工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1市政給排水工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計

在市政給排水工程中，根據(jù)工程的埋設(shè)深度。工程管道規(guī)格、材質(zhì)以及地下水位和試驗壓力等綜合指標(biāo)，對管道的強度和剛度進(jìn)行計算及復(fù)核，提供給排水的管道等級、壁厚以及結(jié)構(gòu)配筋圖。通常采用的加固措施有混凝土、管廊包管等，對于一些必須要滿足剛度和強度要求的管道應(yīng)該及時采取加固方法來進(jìn)行加固，而且在施工過程中根據(jù)計算采用具體的加強加固措施，加固的具體方法和方式應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和實際情況來確定。

1.2市政給排水工程的結(jié)構(gòu)形式

在市政給排水工程中，排水專業(yè)確定管道的結(jié)構(gòu)形式，一般來說，結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)根據(jù)管道的工作環(huán)境。結(jié)構(gòu)用途以及水文地質(zhì)情況等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等從專業(yè)角度提出參考意見。特殊地段以及特殊情況的非承壓管也采用鋼管等形式當(dāng)污水管道；而對于口徑較大時應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵，或采用盾構(gòu)結(jié)構(gòu)形式。

2.市政給排水管道對于城市的意義

在市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和完善中，給排水管道的鋪設(shè)和維修護(hù)養(yǎng)對城市有著極其重要的影響。給水管道關(guān)系整個城市的生活和工業(yè)用水的供給，而排水管道則關(guān)系城市污水的排出和雨水等可能造成市內(nèi)積水的多余水量及時排空。在這樣一種背景下，市政給排水工程的完善程度和施工質(zhì)量對城市居民生活將會產(chǎn)生重要的影響。

另外，市政管道的鋪設(shè)有些是在城市生活區(qū)和工業(yè)區(qū)劃定建成后或者建設(shè)過程中開始施工，在不破壞原有市政建筑的前提下完成新的給排水管道的鋪設(shè)，便對施工技術(shù)提出了一定的要求。同時，給排水工程質(zhì)量的要求也必然要求我們加強對施工技術(shù)的嚴(yán)格控制。只有在高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求下完成的工程才能減少使用過程中的一些問題，從而減少給排水工程維修護(hù)養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)成本。

3.市政排水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

3.1管線的平面優(yōu)化布置

排水管網(wǎng)的布置原則是既要使工程量最小，又要使水流暢通、節(jié)省能量。正確的定線是合理經(jīng)濟(jì)的設(shè)計管網(wǎng)的先決條件。定線的基本原則是：干管支管的設(shè)計盡量采用直線布局，不要拐彎；定線應(yīng)盡量利用地勢，使污水在重力作用下流入污水廠；設(shè)計時應(yīng)盡量減少管道埋深；在管道的中途盡量減少提升泵站的設(shè)置。在早期的研究中，設(shè)計方法為假定每一段管徑相同，以挖方費用為優(yōu)選依據(jù)，選擇一初始布置方案，然后通過算法逐步進(jìn)行調(diào)整。后來又引入了排水線的概念，將排水區(qū)域內(nèi)與最終出水口節(jié)點相距同樣可行管數(shù)的節(jié)點用一根排水線連接起來。這樣把問題轉(zhuǎn)化為最短路問題，可用動態(tài)規(guī)劃法求解。但此方法把尋優(yōu)的范圍被限制，使人們在設(shè)計過程中很容易把最優(yōu)方案排除。后來，人們把城市排水系統(tǒng)排水布置抽象為由點和線構(gòu)成的決策圖，從圖論中尋找方法。1986年發(fā)展到利用三種權(quán)值來解決問題。三種權(quán)值是各管段地面坡度的倒數(shù)；各管段的管長；各管段在滿足最小覆土條件下，按最小坡度設(shè)計時的挖方量。分別對這三種權(quán)值運用最短路生成樹算法求管線平面布置方案，再進(jìn)行管徑、埋深和提升泵站的優(yōu)化設(shè)計，最后取投資費用最小的平面布置方案作為最優(yōu)設(shè)計方案。

3.2已定平面布置下的管道系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

排水管道優(yōu)化設(shè)計主要是指：對于某一設(shè)計管段，當(dāng)設(shè)計流量確定后，在滿足設(shè)計規(guī)范要求的管徑和坡度的多種組合中，取得管材費用與敷設(shè)費用的平衡。在排水管線平面布置已定情況下，對于管段管徑，埋深的優(yōu)化設(shè)計，國內(nèi)外做了大量研究工作。

（1）線性規(guī)劃法和非線性規(guī)劃法。a線性規(guī)劃法，是針對排水管網(wǎng)設(shè)計計算中的約束條件和目標(biāo)函數(shù)的非線性，分別用其一級泰勒公式展開式代替，用線性規(guī)劃的解作為問題的近似解，反復(fù)迭代，使迭代序列逼近非線性規(guī)劃的最優(yōu)解。缺點是把管徑當(dāng)作連續(xù)變量來處理，存在計算管徑與市售管徑不一致的矛盾，且前期準(zhǔn)備工作量大，以后發(fā)展的整數(shù)規(guī)劃法，雖然在一定程度上解決了線性規(guī)劃的缺點，但是其整型變量比較多，難以求解。b非線性規(guī)劃法適應(yīng)了計算模型中目標(biāo)函數(shù)和變量的非線性特征，可以優(yōu)化選擇管道的直徑和埋深，但極大限制了目標(biāo)函數(shù)和約束條件的形式。

（2）動態(tài)規(guī)劃法。動態(tài)規(guī)劃法是目前國內(nèi)外比較常用的一種方法，基本思想是把排水管道設(shè)計看作一個多階段的過程，通過對設(shè)計過程進(jìn)行階段劃分來對管道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。其應(yīng)用主要分為兩方面。a以節(jié)點埋深為狀態(tài)變量，通過坡度決策進(jìn)行全方位搜索。其優(yōu)點是直接采用標(biāo)準(zhǔn)管徑，結(jié)果與初始管徑無關(guān)，且能控制計算深度，但要求狀態(tài)點之間的埋深間隔很小，使存儲量和時間間隔大為增加。因此在此基礎(chǔ)上引入了擬差動態(tài)規(guī)劃法，在動態(tài)規(guī)劃法的基礎(chǔ)上引入了縮小范圍的迭代過程，但應(yīng)用有一定的局限性。b以管徑為狀態(tài)變量，通過流速和充滿度決策。由于可使用的標(biāo)準(zhǔn)管徑數(shù)目有限，因此在計算速度和存儲量上都有很大優(yōu)勢。以后又發(fā)展出了可行管徑法。此法使優(yōu)化計算精度得以提高，并顯著減少了計算工作量和計算機存儲量。盡管動態(tài)規(guī)劃法是解決多階段決策問題的一種有效方法，但在排水管道系統(tǒng)設(shè)計計算時，前一段的設(shè)計結(jié)果將直接影響到后續(xù)管段設(shè)計參數(shù)的選用，因此利用動態(tài)規(guī)劃法求出的污水管道優(yōu)化設(shè)計方案也并不一定是真正的最優(yōu)方案。

（3）直接優(yōu)化法。直接優(yōu)化法是直接對各種方案或可調(diào)參數(shù)的選擇設(shè)計計算和比較來得到最優(yōu)解，具有直觀和容易驗證的優(yōu)點。主要方法有：a電子表格法是一種啟發(fā)式的費用估算方法，允許用戶尋找最小費用設(shè)計，能得出比動態(tài)規(guī)劃法要好的結(jié)果而且更符合設(shè)計規(guī)范的要求。b兩相優(yōu)化法是設(shè)計流量確定后，在滿足約束條件的前提下，選取最經(jīng)濟(jì)流速和最大充滿度進(jìn)而得到最優(yōu)管徑和最小坡度，最大限度地降低管道埋深.直接優(yōu)化法的算法與人工算法基本相同，但受設(shè)計人員的能力所限，所得結(jié)果不盡相同，所以所求結(jié)果不一定是最優(yōu)解。

（4）遺傳算法。遺傳算法是進(jìn)化算法一個分支，是模擬生物學(xué)中的自然遺傳變異機制而提出的隨機優(yōu)化算法。遺傳算法在解決中小型管道系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計問題時可以求得最優(yōu)設(shè)計方案。但解決大型管道系統(tǒng)問題時，只能求得趨近于最優(yōu)解的設(shè)計方案，在排水管道系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中，不論采用何種方法，都以設(shè)計規(guī)范為基本要求，同時使費用達(dá)到最小。

4.結(jié)束語

在整個市政基礎(chǔ)建設(shè)工作中，各專業(yè)一環(huán)扣一環(huán)，最重要的是市政排水管道工程是隱蔽工程，維修起來比較麻煩，有的甚至是無法維修，并且維修費用較大，因此，在設(shè)計施工過程中，必須有效避免這些常見問題，加強對排水管道工程的質(zhì)量控制，消除工程質(zhì)量缺陷，切實保障人民的利益。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋從勝，蔣全華.市政給排水管道設(shè)計[J].技術(shù)與市場，2011，（7）.