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水池结构设计探析

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年6月作者：杨西雨

[导读] 圆形水池受力性能较好，能充分发挥材料本身的受力性能，从而达到节省造价的效果。而矩形水池更能够适应厂区的布置，在厂区用地紧张的情况下，可以节约用地，间接节约工程造价。所以，在同样处理水量的圆形水池与矩形水池之间，哪一种设计方案最经济，需要综合考虑。

中化化工科学技术研究总院有限公司杨西雨

摘要：钢筋混凝土水池的基本结构形式主要有矩形和圆形。圆形水池受力性能较好，能充分发挥材料本身的受力性能，从而达到节省造价的效果。而矩形水池更能够适应厂区的布置，在厂区用地紧张的情况下，可以节约用地，间接节约工程造价。所以，在同样处理水量的圆形水池与矩形水池之间，哪一种设计方案最经济，需要综合考虑。实际当中，矩形水池应用的更广泛一些。
关键词：水池结构，设计，造价，受力
        1水池结构设计要点分析
        1.1结构设计应满足相关规范
        对于市政污水处理厂而言，在进行水池结构的构建中需要做好相应的检查工作，确保其整体强度，相关工程需要根据区域情况、水文地质以及荷载条件进行分析，同时还要确保其数据具有一定的准确性和稳定性。在针对水池结构设计的过程中需要做好细节方面的验算，针对宽度和荷载等数据获取，如果截面轴心受到拉力影响时，需要对其抗裂度进行计算，从而确保水池结构不会因为荷载形成破坏，以免出现弯曲等现象。在具体开展的过程中需要对其抗裂度进行验算，从而降低裂缝出现的问题。
        1.2做好截面设计工作
        强度设计的安全系数包括以下几点：（1）池壁强度设计附加安全系数，一般情况下池壁的荷载都是由土压和水压形成，技术人员需要根据满水的条件对其进行水压，一般水容量相对不高。通过相应的数据可以发现池壁荷载的取值一般比较高，而且安全系数在0.9时相对比较理想，能够满足当前设计的各项要求。在初步设计时，也可以按照设计经验进行池壁厚度的估算。一般敞口水池池壁厚度取高度的1/10；有盖水池池壁厚度取高度的1/15。底板厚度一般根据地基情况取池壁厚度的1.2倍到1.5倍。（2）水池顶盖强度设计附加安全系数。在水池的结构设计阶段中，水池顶盖需要承受自身的重量，如果自身的重量和覆土占据比例较高时，它会随着密度和水量形成变化，特别是土的题中形成变化可能会导致出现其他问题，一般情况下其安全系数达到1.0时比较理想。
        1.3荷载
        目前水池结构比较常见的荷载有以下几种：（1）土压力，对于填土的水池而言，其主要是利用理论进行计算，从而计算出土对池壁形成的压力，但由于土侧压力的因素相对比较多，具体包括土自身的密实度以及粘结力等。（2）水压，一般是指水池内部的水压，水池荷载中水压占比较大，一般情况下设计人员需要按照水池满水的情况下计算水池的水压。（3）地下水压力，通常情况下地下水压会对水池形成一定的支撑力，这会对水池的底板造成一定的影响，为了避免这一问题的出现，会选择无梁板作为底板，以此确保池底处于平衡的状态。（4）水池上存在的外荷载（例如全地下还需要考虑车辆荷载）
        2 水池结构设计中存在的问题
        2.1抗浮能力
        污水处理一般会建设在河道附近的区域内，在河道附近的工厂地下水位一般都比较高，在水池的建设过程中需要考虑到水池地下水位的影响，以此避免水池底部形成问题，如果水池底板抗浮力不足，则可能会直接影响污水处理水池无法正常使用。相应的设计人员在设计的过程中需要根据勘察报告对其水位进行分析，根据水池建筑自身的结构情况采取不同的方法，如果水池自身的自重比较轻，而水池地下水存一定的问题，则会使得勘察人员无法正常开展勘察工作，如果水池建筑身占据面积较大，抗浮能力很难达到相应的要求，从而很可能使得水池底板出现裂缝。

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        2.2防渗漏情况
        市政污水厂里各类水池在开展污水处理工作过程中大部分时候处于存水，由于水池的结构是利用钢筋混凝土构成，长期处于存水的状态很容易使其出现裂缝，随着时间的推移裂缝的宽度会不断增大，逐渐出现渗漏的情况，导致这种原因的形成具体是因为以下几点：（1）水池混凝土结构自身收缩从而形成拉应力（2）水池混凝土在振捣工作时候没有做好处理，从而使得其出现蜂窝最终导致渗水现象。（3）水池底板部分与水池其他部分的混凝土是分开施工的，在分工时没有做好相应的衔接工作，最终导致渗水的情况。（4）地基处理存在问题，水池自身结构不稳定出现沉降，导致出现裂缝。
        3 优化水池结构设计的措施
        3.1抗上浮控制方法
        污水处理池会受到地下水浮力的直接影响，很容易产生上浮的问题，从而使得水池自身不稳定，在具体使用的过程中一旦水池内部上浮性相对比较明显，则会直接影响水池的可靠性。相应的技术人员应该重视这一问题，同时还要采取有效的方法分析地下水浮力情况，从而做好性能对比分析工作，以此确保水池康富丽设计能够满足当前适应性的要求，以此确保水池整体结构的可靠性。
        水池设计的工作中需要考虑到水池抗浮设计能力，特别是针对地下水资源丰富的区域，水池自身会受到对应浮力的影响，而且效果比较明显。在水池建设完成后应该监测其污水处理效果是否稳定，同时还要采取有效污水处理，从而做好相应的分析工作。在设计的过程中应该对水池基础层采取有效的方法做好改善，同时还要分析水池底部的地质条件，以此进一步做好相应的调整。
        3.2防渗漏控制方法
        水池渗透情况是由于自身一些因素导致裂缝，因此，在具体开展的过程中需要做好相应的设计工作，并加强现场的施工工作，以此实现科学的控制与改善，防止水池混凝土结构内部出现问题。具体可以围绕以下几点展开：（1）针对水池结构的设计工作选择科学合适的水池混凝土施工材料（一般均采用防水砼），同时重视污水处理应该采用P8等级，特别是在水泥施工材料的数量方面，应该严格做好控制工作，这样能够减少材料方面形成问题，为了确保其整体使用质量，应该搭配一些对应的添加剂，从而达到防水的效果。（2）符合相关部门要求，根据我国相关部门要求应该进一步对水池的结构进行优化，合理的做好其设计工作提高其伸缩性，应该考虑到水池外界和内部的变换，相应的技术人员需要根据其区域情况以及季节变化和温度变化做出分析，从而防止其出现开裂的现象。（3）在水池结构方面同一个方向尽量选取相同长度的钢筋，这样能够减少因为长度不同造成的裂缝问题，同时还能确保水池内部结构更加稳定。（4）由于水池结构内部一般会安排穿墙管，所以在计划时需要做好预埋处理工作，技术人员需要根据穿墙管的长度、尺寸以及具体位置做好分析，从而加强其细节管理。（5）在水池相关操作完成后，应该根据水池抗裂情况和水池裂缝宽度进行详细检测，一旦出现水池裂缝存在较多的问题，相应的工作人员需要立即采取有效的措施进行补救，从而以免其他的问题形成。（6）在水池结构设计工作中需要结合实质情况考虑水池荷载方面的问题，从而完善相应的工作，做好相关工作的计算，以此使得工作具有一定科学性。
        4 总结
        综上所述，在当前城市的快速发展下应该重视我国的整体发展，同时还要采取有效的方法做好相应的治理工作，城市废水污染给我国发展带来极大的影响，应该给予一定的重视，同时还要采取有效的手段进行改善，从而加强对污水的治理工作。在具体开展的过程中应该重视废水处理厂水池结构的设计工作，同时还要其整体改善，以此加强对污水的治理效果，促进我国城市发展建设。
参考文献：
[1]张茂诚.市政污水处理厂水池结构设计要点及措施[J].工程技术研究,2018(14):150-151.
[2]许文博,张国栋,周阳.预应力技术在市政污水厂水池结构设计中应用[J].建材与装饰,2017(41):91-92.