建筑施工中鋼筋混凝土矩形水池設計研究

劉江

摘 要：在工業建筑和民用建筑中，給水、污水以及消防設計中經常會采用鋼筋混凝土矩形水池這種非常特殊的結構類型。在進行這種特殊的結構類型施工時，要保證施工的工藝達到要求，同時，要把保證其在施工完成以后能夠進行正常的使用，在施工成本方面也是要進行控制，對設計中出現的一些問題一定要進行很好的分析和解決，這樣能夠更好的促進這項施工工藝獲得更好的發展。

關鍵詞：矩形水池；設計要點；解決措施

在建筑工程施工中，鋼筋混凝土矩形水池施工工藝的應用并不十分多，在施工過程中，這種施工工藝面臨的問題非常多，而且，在施工中設計方面也會出現很多的問題，因此，對出現的問題進行很好的解決，能夠促進這種施工工藝獲得廣泛的應用，同時也能促進建筑行業獲得更好的發展。

1 關于荷載取值的問題分析

1.1 池內的水壓力問題

水池構筑物出現的主要荷載來自于池內的水壓，因此，在進行設計時可以按照安全的水高來對水壓進行計算，但是，在實際的工作中經常會出現很多的問題。在很多的時候，工作人員經常會導致出現滿池的問題，這樣就會導致液位計出現失靈的情況。同時，在以后的發展過程中也會出現技術方面的改造，導致出現超過原來設計水位的情況。因此，池內的水壓荷載情況，在進行取值的時候對整個下端的矩形也有很大影響。

1.2 池外水浮力的問題

在池體進行修筑的時候，會遇到有地下水的情況，在這種情況下，池壁外側要對地下水的壓力進行考慮，同時，也要對地下水位以下的土體情況進行考慮，水出現浮力會導致土壓力的有效重度出現降低的情況，因此，地下水對池體的浮拖力也要進行重視。對地下水位的情況沒有進行很好的掌握，這樣會導致施工中出現結構選型方面的錯誤，同時，也會導致工程事故出現。在對施工現場進行地質勘查時，通常地下水的情況只能夠反映一段時間的情況。在進行勘查時在枯水期進行，這樣就會導致提供的地下水位情況無法在設計中進行使用，導致結構設計中出現計算失誤的情況。在實際工作中，要對地方的水文資料進行了解，這樣能夠對地下水的水位情況進行掌握，同時，也能在進行設計的時候對其進行重視。對地下水水位情況進行掌握，能夠在進行設計的時候保證結構的安全性，同時也能對出現的不利情況進行更正，這樣也能實現降低工程造價的目的。在對水廠的清水池進行設計時，可能會遇到不同的地下水水位情況，在水位比較淺的情況下，對水池采用無梁蓋設計，在對水池的抗浮情況進行計算時，要對存在著的局部抗浮問題進行重視，在進行設計時可以將覆土的厚度進行增加。在設計時也要考慮到每年進行檢修時可能會遇到的問題，這樣解決能夠保證在地下水水位比較高的情況下也能進行正常的生產和檢修，同時也能對出現的水池抗浮問題進行更好的。

1.3 溫度和濕度的影響作用

在混凝土澆筑以后，混凝土在硬化的過程中會出現水化熱的情況，同時，在施工中工藝方面比較特殊，對施工的季節也要進行考慮，這些因素的影響是會導致水池的池壁出現膨脹或者收縮問題。在變形受到一定的約束時是會導致池體中的相對溫度和濕度出現很大的變化，這樣非常容易出現裂縫。在進行設計時，在夏季施工的時候，要對濕度差的情況進行考慮，在冬季進行施工要對溫度差的問題進行考慮。濕度的變化會導致出現低溫收縮的情況，在冬季進行施工的時候，由于外界的溫度會出現過低的情況，因此，會導致水池內的水分向外進行移動，這樣也會導致內側的濕度出現增加的問題。在施工中，混凝土出現內外溫差和濕差的變化都會導致很多的問題出現，因此，也會出現更大的問題。

2 對水池壁板邊界條件的分析

池體結構通常情況下由池壁、底板和頂蓋所組成，通常情況下，頂蓋是否進行封閉加蓋由施工的工藝來進行決定。在進行設計的時候，對結構計算簡圖和計算的公式進行確定，能夠更好的保證結構設計的準確性和可靠性。對水池內的壓力情況進行分析和計算，要做到更好的將外界的條件和實際情況進行吻合，這樣對水池進行頂蓋設計的時候，池壁的頂端外界條件要和頂板以及池壁的鏈結構造來進行確定。

開敞式水池的池壁邊界條件可假定為三邊支承，頂邊自由的板。比較兩種邊界條件假定的內力計算結果，設置頂蓋的池壁所承受的彎矩要小很多。因此當采用頂蓋結構有困難時，應盡可能從池壁挑出走道板。走道板滿足規程要求時，可以假定為不動鉸支承，否則可按照彈性支承計算。池壁與底板整體澆筑時，也應根據兩者的線剛度比確定池壁底端的邊界條件。規程中規定，底板的抗彎剛度10倍于池壁的抗彎剛度就可以滿足作為嵌固端的要求。底板對池壁的嵌固作用效應的程度與池壁高度有關，也與底板單位截條的彈性特征有關，而底板單位截條的彈性特征又與底板的厚度、地基的基床系數有關，還與材料的彈性模量有關。規程規定，當滿足嵌固要求時，底板厚度選取為池壁厚度的1.2-1.5倍。當土質較好，比如密實性土壤時采用1.2倍池壁厚度；當土質一般，比如中等密實性土壤時，采用1.5倍池壁厚度。

3 底板內力計算模式的選擇

對于池體容積小，短跨尺寸在6m以內時，計算底板內力可以按地基反力直線分布計算。一般情況下，直接作用于底板上的池內水重和底板自重與它們引起的那部分地基反力直接抵消，而不產生彎曲應力。只有由池壁和池頂、支柱作用在底板上的力所引起的地基反力才會使底板產生彎曲應力。當存在多格水池分格盛水時，地基反力可按照局部均布荷載下的直線分布的原則計算。此時應分格滿池最不利布置按照單向板或雙向板進行靜力結構計算。當池底為軟土地基或板的跨度較大，根據上一種計算模式，不考慮彈性地基上的地板在荷載作用下的彈性變形，也不顧及地基土的彈性沉陷。

4 構造措施

池壁、底板的受力鋼筋宜采用小直徑鋼筋和較密的間距，盡可能采用采用HRB335和RRB400級鋼筋。水池各部位的鋼筋間距應在100-250mm范圍內。如果鋼筋間距太密，會影響混凝土振搗，而鋼筋間距太大，容易產生裂縫。“暗梁”、“暗柱”。現澆鋼筋混凝土水池最容易在角隅處出現裂縫，因此必須在池壁轉角處、池壁與底板相交處設置“暗梁”、“暗柱”。敞口水池頂端也宜配置水平向加強鋼筋。根據規程的規定要求，敞口水池在溫差或地基變形作用下池壁頂端是結構的薄弱點，宜設置暗梁，高度不得小于池壁厚度。在水池四周設散水坡，防止地面水滲入引起地基不均勻沉降。北方地區的沉淀池等應做成封閉式，以防冬季水池上部結冰，發生凍脹水池的事故。

5 結束語

在進行鋼筋混凝土矩形水池設計的時候要注意的問題非常多的，這些問題的出現對這種水池的使用情況有很大影響。對水池內的壓力情況進行計算，能夠對水池的使用效果進行保證，避免出現壓力過大的情況，導致水池出現裂縫情況。同時對水池周圍的地下水水位情況也要進行很好的分析，這樣能夠對水池周圍的土體的受力情況進行更好的分析，這樣也能夠起到保護的效果。

參考文獻

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