哈喆
天津市政工程设计研究总院有限公司 天津市 300000
摘要：在城市的发展建设中，各类污水需要进行处理，由于水池结构设计不合理，使得市政的污水处理厂很难处理各类污水的排放，只能采取后期补救处理的措施来处理污水。为此，建筑设计人员在对水池本身的结构设计时要把握好设计要点。结构设计可以说是污水处理厂建造工作中最核心的部分，只有科学合理的设计污水处理池的结构，才能提高城市污水处理的效果。本文分析了水池结构设计中的要点以及在设计中存在的问题，提出了优化水池结构设计的方案，供相关人士参考。
关键词：市政；污水处理厂；水池结构；设计要点
引言：
随着这几年城市建设的加快，污染问题日趋严重，其中水污染就是环境治理中一大难题。即便我国这些年已经建立了不少的污水处理厂，但是，在循环利用水资源、科学处理污水方面还需要不断改进，这是解决环境污染问题的关键点。在污水处理厂中，水池结构的设计合理性，会影响到污水处理的效果。因此，把握好水池设计的关键要素很重要，需要对水池结构的设计进行研究。
一、水池结构设计中的要点
（一）把握水池截面设计的核心
在水池的截面设计中，一定要考虑到设计的核心内容，要保证水池池壁及底板的强度满足设计要求，在尽可能实现经济效益的同时，还要适应水池的最小结构厚度标准。设计师要针对污水处理池的不同形式，建造不同的水池模型进行模拟示范，再根据实际施工中荷载组合情况对受力情况进行分析。这样不仅使水池壁和底板能满足承载能力要求，而且也满足水池在正常使用下的裂缝要求。
（二）水池结构设计要符合规定
对于市政污水处理厂而言，在进行水池结构设计过程中，水池本身的结构大小不同，其工艺的处理方面也有不同的施工要求。从水池的平面布局结构划分，有圆形和矩形结构水池。从水池的顶部位置来区分，可分为无顶板的是敞口水池，有顶板的则有盖水池。如果水池中间存有隔墙，可将其分为单格与多格结构水池。在进行钢筋混凝土水池结构设计中，需要结合实际的工程与荷载条件来设计，确保设计的结构在验算过程中准确稳定，同时，还要详细验算其裂缝的宽度。在水池结构使用阶段中，由于受到荷载的作用，其构件的截面处于受弯的状态时，需要详细验算其裂缝宽度。在预应力混凝土水池结构的设计中，需要对混凝土的抗裂性能进行测验，从而减少裂缝现象的发生率。
（三）荷载取值计算
水池的荷载主要是体现在池内的水压上，在进行荷载取值时，除了要考虑到设计与建造时候的荷载设计值，还要考虑到使用中的液位计算与实际荷载值。因此，要从几个方面考虑再进行计算，一是池内水的压力，要根据处理厂的建造规模、处理污水的能力来确定，再根据当地农业用水与生活用水的分布计算出整体的荷载值。二是测算水池外侧地下水的压力，避免水位降低，对地基造成影响;三是受到当地温度、湿度的影响，要对水的密度，热胀冷缩等效应进行一并考虑，同时，要考虑到污水蒸发、辐射、防洪防旱等的影响，既要使荷载值达标，还要兼顾环境保护与污染治理。
二、水池结构设计工作中存在的问题
（一）抗浮能力差
污水处理厂一般会建设在当地的河道附近，其周边地下水位一般比较高。而对于那些埋地式的污水处理水池而言，在设计中需要充分考虑水池的地下水位会有哪些不利的负面影响，以免因为水池的底板位置在整体抗浮与局部抗浮过程中出现计算不足，而严重影响到污水处理池的正常运行。首先，在实际的设计过程中，设计师如果不结合地勘报告再开展水位取值工作的话就会影响抗浮能力。因为，水池构筑物情况不同与那些建筑物，池体本身存在自重较轻的情况，而水池附近的地下水位一般会出现较大的变化，使得当地的地质勘察单位难以开展勘测工作。
其次，就算水池构筑物符合了整体抗浮要求，可一旦池体本身的平面尺寸如果出现问题，那么局部的抗浮能力达不到设计标准，从而使得水池的底板出现开裂。
（二）水池防腐能力不足
传统污水处理厂的水池结构设计只注重结构的稳定性，从而减少因为不均匀沉降而引起的裂缝现象，却忽略了对施工材料方面的选择。当前污水池使用过程中，因污水具有腐蚀性强、极易渗漏等特点，会使水池表面产生许多裂缝，对水池内部结构造成进一步破坏。因此，在设计污水处理厂的水池时，对污水池表面涂料进行严格删选，做好污水处理池表面的防渗、防腐的设计。
（三）防渗漏问题
导致水池结构产生裂缝的因素较多，主要因素如下：①由于混凝土结构自身在收缩过程中会产生拉应力，加之混凝土抗拉强度比较低，极易诱发裂缝；②水池池壁与底板的混凝土一般是分开浇筑的，且未按照规范和标准来对中间水平施工缝止水钢板进行焊接，也会诱发渗水现象；③混凝土振捣不均匀，也会由于蜂窝的存在而诱发渗水；④地基未按照要求进行处理，也会因为基础出现不均匀沉降而诱发裂缝[1]。
三、优化污水处理厂水池的设计
（一）解决底板抗浮稳定性问题
对水池的抗浮进行计算时，一定要优先考虑自重抗浮。使其在土中埋深较浅，当地下的水浮力与水池的自重之间相差不大时，能获得良好的应用效果。提高底板抗浮稳定性的具体对策如下：①适当增加底板或池壁厚度，提高水池自重。该方案中虽然增加了混凝土的用量，增加了水池的截面，但是可以减少钢筋用量，不会增加太多的成本，从而让水池结构的整体刚度得到提升。②增加配重以防上浮。通过增加水池顶面的覆土来增加配重，在中小型污水处理池中得到了广泛的应用。但在比较大的污水处理池体中应用效果并不理想，因为这样会造成底板局部的抗浮效果达不到水池结构的设计要求。③采用抗拔桩或抗拔锚杆来抗浮。它能有效地解决水池的抗浮问题，使得水池的一般抗浮达到了设计标准，有效地解决了水池的局部抗浮问题。然而，这个设计方案的造价成本很高。
（二）抓好施工阶段的各项措施
一是抓好防水措施，合理安排混凝土浇筑顺序，严格按照标准施工，对池底、池壁、池顶的施工，做好材料的选择与防水介质的选用，如止水钢板，砂浆浇筑等等，可以提高水池结构的防水渗漏能力。二是抓好防裂设计，要求做好地基处置，避免结构发生不均匀沉降，完善防水层，避免因介质不均出现的荷载不均而造成裂缝现象。三是保证施工的连续性，在水泥浇筑以及防水层的建造的过程中，要严格按照时间节点来施工，并且保证各项施工之间都能衔接到位，避免留有严重的施工缝，施工缝要在受荷载较小的地方设置[2]。
（三）合理选择施工材料
在水池结构的设计中，施工负责人要选择合适的水池混凝土材料，对施工材料的质量进行严格检查。同时，在施工时对水泥材料的质量要进行严格的控制，减少因为施工材料方而引发的质量安全问题。对于设计方案进行优化，选用活性掺合料作为添加剂，有效防止水泥在施工过程中出现各类施工问题。
四、结束语
综上所述，污水处理池作为污水处理厂的核心，其结构必须具有高强度、防水防渗性，并在长期使用中具有水密性、抗腐蚀性与抗冻性。因此，在进行水池结构设计时，需要综合考虑相关的条件因素，根据当地的实际情况，采用合理的设计方案，以满足大型污水处理厂的使用要求。
参考文献
[1]黄博.市政污水处理厂水池结构设计要点及措施[J].信息周刊,2020,000(011):P.1-1.
[2]刘梁,何青相.市政污水处理厂水池结构设计要点探究[J].冶金丛刊,2019,004(015):181-182.
[3]贺成刚,郑伟光,王志华.市政污水处理厂水池结构设计要点分析[J].建筑技术开发,2019,046(013):86-87.
[4]邱照舒.市政污水处理厂水池结构设计要点探究[J].居业,2020,No.153(10):45-46.