杨涛
西安市政设计研究院有限公司 陕西西安 710100
摘要：我国城市建设最近几年发展非常迅速，改善我国人们的生活水平和生活质量。随着我国经济与社会的快速发展，市政污水处理厂的需求越来越多。相关人员需要尽可能地对市政污水厂水池结构设计进行有效的分析，尽可能的与实际具体情况有效结合，加强市政污水厂水池施工工艺的深入探讨。
关键词：市政污水处理厂水池结构设计要点分析
引言
经济建设的快速发展带动我国各行业发展迅速的同时对于能源的需求与日俱增，尤其是水资源的需求。市政污水处理厂水池结构在设计结构过程中，需要根据水池的建造规模试验不同的荷载组合，通过现场实验计算水池承载强度与抗裂度，并验算最大荷载下的裂缝宽度等具体指标值，保证水池结构的科学性与稳定性，降低污水处理厂建设的经济成本，为水池结构施工提供良好的安全保障。
1水池的选择
水池结构应用广泛，类型多种多样。组成池体结构的三要素：顶板、池壁、底板。水池按照材质可分为：钢筋混凝土水池、砖砌水池、钢质水池等。按照形状可分为：矩形水池与圆形水池等。按照埋深可分为：全地上、全地下、半地上。按照使用条件可分为：顶板式、敞口式。水池的容积由工艺专业根据设备参数确定，水池的选型由土建专业结合建筑场地、工艺要求、结构受力特点等综合考量。实践经验表明，对贮水类水池，容积在3000m3以内时，圆形水池比矩形水池有更好的经济效果，容积再大，则圆形水池直径变大，池壁的环向拉力增加，势必需要较大的壁厚，而较大的壁厚易在圆形池壁上形成竖向贯通的裂缝。就场地适应性来说，矩形水池更为优秀，场地利用率高，节省空间，施工技术的复杂性低，尤其当多个水池组合或上部加盖房屋的情况下，矩形水池更为理想。
2市政污水处理厂水池结构设计要点
2.1结构设计规定标准
市政污水处理厂建造普遍会涉及不同结构类别与结构形式的水池，对各类水池都应进行强度试验与验算工作。系统考察水池的荷载条件、市政污水处理厂建造的工程地质环境与现场的水文地质条件等因素，对水池是否需要进行稳定性检验予以判断。若水池结构是由钢筋混凝土建造而成的，则需验算其抗裂能力与最大荷载下的裂缝宽度。水池受到荷载作用时，轴心会转移到构件截面上并受到拉力作用，使得水池结构处于小偏心的受力状态，这时应验算结构抗裂度。水池在使用过程中也会受到荷载作用，此时的构件截面则会受拉力作用而产生轻度弯曲，结构则处于大偏心受拉或受压的受力状态，此阶段应验算水池结构的裂缝宽度。地下水位标高与水池结构设计具有密切联系，若未合理掌握地下水位实际标高位置，可能导致水池结构的选型出现错误，与实际建造条件不符，或抗浮指数不够等问题。国家结构设计规范表明，地下水位的确定需结合实际场地的水文资料，以最高地下水位为基准。
2.2市政污水处理厂水池的抗渗与防腐
1.针对新建污水处理厂水池，在设计和施工中时应考虑减少裂缝，可参考以下措施：①选择适当的材料和骨料级配，严格控制水泥用量和水灰比，提高混凝土的水密性。②严控施工质量。在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，浇捣过程应充分又避免过度，浇捣完成后，要及时进行养护，尤其加强早期养护，避免混凝土早期脱水，引起收缩裂缝，并适当延长混凝土的养护时间。③混凝土中掺加添加剂，比如具有膨胀性能的抗裂防水剂、高强合成纤维。④设置变形缝或后浇带。2.针对已有裂缝的水池结构，可参考以下修复方法：①填充法，沿裂缝处将混凝土开凿成U型或V型槽后先涂刷一层2mm厚的环氧基液，再向裂缝内填充并抹平修复材料，修复材料主要是环氧砂浆，此方法适用于水平宽大（>5mm）、深度较浅、数量较少的裂缝。②灌浆法，用气压、液压或电化学原理，把某些能固化的浆液注入裂缝中，浆液在孔隙内扩散、凝胶直至固化。
3.针对有强酸碱强腐蚀性的水质环境，可参考以下防护技术：①渗透型，原理是通过防护材料渗透入混凝土表面孔隙中，与混凝土起化学作用堵塞孔隙或自行聚合形成保护层，以隔绝外界水质。目前应该广泛的是水泥基渗透结晶型和有机硅类涂料。②成膜型，原理是通过防护涂料自身在混凝土表面成膜进而隔绝外界水质侵入混凝土内部。市场上各种涂料种类繁多，工程中应根据水质的腐蚀性等级和防护层使用年限等因素综合确定。用于酸性环境，宜选用聚氨酯、环氧等涂料；用于碱性环境，宜选用环氧涂料。涂料随时间的推移会自然老化，需要定期翻新维护。③外贴块材型，原理是通过在水池内壁外贴耐酸砖、花岗岩等防腐块材以形成有效屏障隔绝外界水质。防腐块材厚度不宜小于30mm,施工时需要注意块材与块材的勾缝处理，环氧胶泥填实。
2.3水池结构设计过程当中水池预应力的施工
1.预应力筋铺设，想要有效地提高无粘结预应力筋的施工质量，通常情况下会选择进行下料的方法，对其开展铺设工作。在铺设预应力筋的过程当中，必须要用相关工作仪器去设置好圆形水池上预应力筋的具体位置，并且还要及时在池壁上确定好每一根预应力筋的坐标位置，然后尽可能地严格按照一系列的结构设计具体要求，将无粘结预应力筋进行合理的设置与分数，最后确定定位钢筋的位置，实行捆扎固牢。2.预应力筋的拉张，相关工作人员在拉张无粘结预应力筋的时候，通常情况下会选择双控手段。无粘结预应力筋拉张需要在原材料混凝土强度测试值达到一定的质量标准的前提条件下开始进行，在应力过程当中，相关工作人员必须要对千斤顶、锚环以及孔道等三个的每对预应力筋拉张完毕，在施工过程的同时，对水池池壁部位以及锚固肋端部的部位进行缝隙检查，并及时做好对应的文字记录。
2.4强度设计的安全系数
1.池壁强度设计的附加安全系数。通常情况下，池壁承受的荷载主要来源于土压与水压，一般按满水来计算其水压，水的容重差别不大，选择郎肯土压力理论来计算其土压强度可知，其容重偏大。由此可以发现，池壁荷载取值一般为高限，变异比较下，此时附加安全系数选择0.9较为理想，满足结构设计要求。2.水池顶盖强度设计的附加安全系数。在水池结构设计阶段，水池顶盖需要承受的荷载是自重、活载、覆土重等，而自重与覆土重比例较大。随着密度、含水量的变化，土的具体容重发生变化，且变异性较明显，此时附加安全系数选择1.0较为理想。
2.5防止水池结构上浮的控制措施
水出现上浮现象通常因为地下水浮力过大，所以只要是控制好地下水的浮力就能够有效地避免出现上浮的情况。通常会以保证回填的质量、增加水池底板的厚度以及增加水池自身的重量等方法来提高水池的抗浮能力，特别是针对地下水非常多的地区，需要在水池最初进行设计时就对水池整体做抗浮稳定检验，并且针对不同的局部位置会有不同影响的实际情况来选择适合的荷载组合以加强水池的抗浮情况，特别是中间有柱子的封闭性的多格水池。同时在施工的过程中需要严格按照设计图纸来施工，不允许发生偷工减料的情况，同时对于排水系统需要进行完善，保障排水系统的正常运行，让积水能够及时排出，避免雨水在短时间内积聚而让地下水超过设计抗浮水位线而产生的水池上浮，确保水池在使用阶段的安全性。
结语
综上所述，市政污水处理厂的建设不仅可以缓解城市用水紧张问题，还可以确保城市生产生活用水质量。作为水池结构设计人员，要对其中存在的问题给予重点分析，并提出有效的解决对策，这样既可以提高水池结构设计效果，确保水池结构的整体质量，还可以提高市政污水处理厂的运行效率。
参考文献
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