市政给排水工程超长不设缝水池的结构设计和施工 刘华

发表时间:2021/7/26   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:刘华
[导读] 随着城市建设速度的逐渐加快,城市给排水工程规模逐渐扩大,对水池结构的设计尺寸提出了更高的要求

        中国市政工程中南设计研究总院有限公司  湖北武汉  430010
        摘要:随着城市建设速度的逐渐加快,城市给排水工程规模逐渐扩大,对水池结构的设计尺寸提出了更高的要求,大型超长水池数量随之增多,在超长水池的结构设计中,如果采用比较传统的贯通式伸缩缝结构设计,施工中会出现较多的因素,比如温度、收缩、不均匀沉陷、荷载等因素均会引起水池结构出现裂缝。随着研究的不断深入,近年来,我国成功设计出了一些不设缝的超长水池结构,这也对施工技术提出了更高的要求。基于此,本文从结构设计与施工两个方面,探讨了市政给排水工程超长不设缝水池结构施工的重点和要点,以期对同类工程的全面推进提供一定的借鉴。
        关键词:市政给排水工程;超长不设缝水池;结构设计


        前言
        在我国市政给排水工程建设规模日益扩张的背景下,让水池结构尺寸获得了进一步的扩大。在对市政给排水工程大水池进行设计时,往往会借助不设伸缩缝的方式所完成。这一结构设计和设施均与伸缩缝水池结构之间存在一定的差异,所以,为了保证最后设计的科学性,就必须确保市政给排水工程超长不设缝水池结构设计研究的合理性与全面性,因此,对此进行更深层次的分析与研究就变得愈发重要。
        1超长不设缝水池结构设计分析
        在对超长不设缝水池结构进行设计时,一定要遵循相应的设计理念,比如要尽可能地减少一些客观因素引发的裂缝,加强对施工质量的管理,减少主观因素引发的裂缝,根据施工周期、常常不设缝水池结构的耐久性等因素充分的考虑水池使用情况的近期效益和远期效益,通过采取一定的控制措施,以较为先进的技术、合理的经济成本、为整个水池结构的质量做好保障。
        设计人员首先要根据超长不设缝水池平面尺寸对受力构件进行合理地布置,由于超长不设缝水池结构的整体性比较好,如果要取消永久性伸缩缝带来的温度应力则需要遵循“抗”和“调”原则,比如可以施加一些预应力、增加整体结构的配筋率,尽可能地对约束应变力进行控制;还可以设置后浇带、膨胀加强带等。超常不设缝水池结构的设计需要将施工期间混凝土浇筑水化热、内外温差产生的水平温度应变、不均匀沉降产生的垂直应变等进行释放,所以就需要当主体结构强度的工龄期达到42天,并且整个水池结构沉降再进行后浇带或者膨胀加强带的施工。
        对于温度应力比较大的位置,往往通过借助添加预应力钢筋的方式不断提高其整体强度。除此之外,还应该借助支撑以及边界处理的方式,改善或是避免结构构件出现形变问题,也就是说借助滑动层等方式进行防范,增加结构自由变形量,降低温度应力水平,往往能够借助以下措施所实现:
        1.1顶板添加预应力钢筋
        也就是说在有限元程序的帮助下,对水池升温与降温等要求进行准确的测算,研究水池结构在某一温度改变过程中所具有的温度应力改变规律,以此更具针对性地在市政给排水工程水池顶板的合适区域添加预应力钢筋,以此抵抗内水效用和温度拉力。
        1.2在底板构件中添加滑动层
        这一建设操作能够降低地基土对水池底板结构所产生的束缚力,并且有利于增加水池结构的自由度,改善温度应力对水池结构健全性和可靠性所产生的负面影响。
        1.3留设后浇带
        在对市政给排水工程超长不设缝水池结构进行设计时,必须确定建设期间后浇带建设区域、数量及其防范措施等等,并且对结构封闭时间及其温度等多方面的基本要求予以确定。
        2相关工程建设的施工要点
        在施工前,施工人员应详细地设计混凝土原材料、配合比、运输方案以及浇筑方案,施工人员严格按照设计方案进行了各项施工操作。


一般情况下,超长不设缝水池的整体结构抗震效果较好,所以,在水池重点受力部位、变形比较小的部位设置膨胀加强带,宽度为2米,并且当两侧混凝土强度龄期达到28天后,再采用混凝土,混凝土内部适当地加入膨胀剂促使补偿收缩并且一次性浇筑,并且需要注意的是补偿收缩性混凝土的强度等级要高于两侧混凝土等级。
        浇筑加强带部位的混凝土时,可采用补缩混凝土浇筑,并且在两侧位置上允许进入少量混凝土,以免膨胀率过低,影响混凝土的导流问题。城市给排水工程水池结构施工的关键在于,在浇注施工过程中,应把质量控制理念贯彻到整个浇注施工过程中,并结合具体施工要求,采取相应的质量控制措施,运用合理的技术手段,保证浇注施工工艺流程的有效实施。浅层混凝土浇筑完成后,应进行水平加强带的浇筑施工,并按规定做好防水处理,可采用埋入橡胶、钢板防水带的方法处理。从分析中可以看出,加强带混凝土膨胀剂的用量应占胶凝材料用量的12%左右,加强带两侧补偿收缩型混凝土膨胀剂的用量应占总量的8%。
        在底板进行施工前应进行滑动层的设置:在两层聚乙烯塑料布之间铺上厚度为20mm的细砂,而滑动层应超出底板lm;其中,聚乙烯塑料布的脆化温度-60℃、维卡软化温度70℃、横向直角撕裂强度为58.55N/mm、纵向直角撕裂强度为73.85N/mm、最大拉伸率为780%、拉伸强度为23.69MPa、密度为0.91-0.94kg/m2。
        很多市政给排水工程水池的混凝土构件较大,因此在施工过程之中要注意到不仅要满足到常规的设计要求和施工要求,还要在混凝土配比过程之中,选择高强度、低水化热的水泥,这类水泥粗细骨料的及配比较为良好,相关用料应该能够符合工程建设的质量要求和规范化要求。在施工过程之中,混凝土也要掺入相应的外加剂,从而使其抗裂能力得到有效提升,外加剂的掺入量必须能够满足混凝土的部位要求和等级要求。混凝土搅拌和运输的过程要能够采取既定的措施,通过降低入模温度的方式,防止因为温度的影响使混凝土无法得到有效利用。在冬季施工过程之中,应该对混凝土的入模温度加以有效可控制,同时也要做好温度的管理和控制工作,充分运用当前的信息化技术,使温度变化情况得到实时控制,确保混凝土内外温度差在25%之内,并做好混凝土的保温与养护处理,确保其温度和湿度能够满足切实要求,防止出现混凝土的裂缝问题。
        顶板有着能够承受池体相应拉应力的作用。在顶板设计过程之中,要能够通过多种构造措施,确保顶板施工时能够与池壁进行合理连接,在使用时要确保其能够固定在池壁之上。顶板混凝土采用的是C40、S6混凝土,而其外包材料则是高密度的聚乙烯材料,应该设置在对应的混凝土之中。相应的设施应该能够满足工程建设的既定要求,并在其垂直方向上设置相应的预应力筋,使其具有较为强大的抗压性能,确保工程建设的使用性能得到充分发挥。在这之中,无黏结预应力筋的处理措施为二次张拉措施,其强度应该为设计强度的一半,如果混凝土的强度较高,那么预应力筋的张拉力也就越高,在进行浇筑施工时,要做好后浇带的设计,相应的位置应该与其他部位的施工保持一致。
        施工过程中应对混凝土入模温度进行了严格的控制,冬、夏季施工时的入模温度分别控制在了5℃及以上和35℃及以下,在进行混凝土浇筑的过程中为了防止渗水,将其捣实,混凝土浇筑结束以后施工人员还加强了养护,保证了工程质量的合格,在养护过程中,将混凝土内部与表面温差控制在了25℃以下,混凝土表面与外界温差控制在了15℃到20℃,养护时间为15天至18天,为了有效避免早期裂缝的出现,施工人员还需加强对混凝土结构的保温及保湿养护。
        结束语
        综上,在大型市政工程建设项目中,超长不设缝结构已得到广泛应用,并取得了较为显著的应用效果。因此,需要相应的技术人员明确超长不设缝结构应用的重点和要点,提高不设缝技术应用于水池结构的效果,从而合理控制水池施工中存在的诸多问题,为我国市政工程建设行业进一步发展提供必要的保障。

        参考文献:
        [1]杜冬冬.探究市政给排水工程超长不设缝水池的结构设计[J].中华建设,2019,(9):168-169.
        [2]魏利猛.分析市政给排水工程超长不设缝水池的结构设计和施工[J].建材发展导向(上),2017,第15卷(6).
        [3]林亚智.市政给排水工程超长不设缝水池的结构设计和施工[J].建筑工程技术与设计,2016,(24):1022.
        [4]刘宇,郝臣君.分析市政给排水工程超长不设缝水池的结构设计和施工[J].城市建筑,2016,(35):245.

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