市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計要點探究

邱照舒

摘 要：近年來，我國現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，使環(huán)境污染形勢進(jìn)一步加劇，特別是污水排放方面，給人們的身體健康及用水安全帶來了極大威脅。在市政污水處理廠中的排放污水往往要進(jìn)行沉沙、生化等一系列的處理后方可排放，所以其水池結(jié)構(gòu)能否得到合理設(shè)計，對于污水處理工作有著巨大影響。鑒于此，本文便分析污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，探討設(shè)計過程中存在的具體問題，在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞：市政工程;污水處理廠;水池結(jié)構(gòu);設(shè)計要點

文章編號：2095-4085（2020）10-0039-02

由于城市污水的處理難度很大，花費成本較高，并且對城市污水的源頭化管理無法有效實施，這使得城市污水只能進(jìn)行后期處理。而在城市污水處理廠中，對水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有確保水池結(jié)構(gòu)得到合理的設(shè)計，才能使其功能及作用得到有效發(fā)揮。為此，以下便深入探討市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計要點。

1 市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵設(shè)計要素

1.1 水池結(jié)構(gòu)形式

在市政污水處理廠中，對水池具體結(jié)構(gòu)與尺寸的確定是按照工藝專業(yè)來進(jìn)行的，不同工藝專業(yè)有著相應(yīng)的工藝要求，而工藝要求的不同也會使水池產(chǎn)生不同的結(jié)構(gòu)形式。并且以水池的平面形式來進(jìn)行劃分，可分為矩形水池與圓形水池;而按照是否具有頂板，則可將水池劃分成有蓋水池與敞口水池;按照水池是否設(shè)立隔墻，可將其劃分成多格水池和單格水池。

1.2 荷載組合

水池受到的荷載作用主要包括三種，一種是水池結(jié)構(gòu)的自身自重，即其結(jié)構(gòu)中的鋼筋混凝土容重和其截面尺寸的乘積，另一種是土壓力，可通過朗肯土壓力公式來對其具體值進(jìn)行計算，而水池的地下水位以下的土壓力則可通過土的浮重度來進(jìn)行計算。最后一種是水池中水的壓力，可通過設(shè)計水位的靜水壓力來進(jìn)行具體值的計算。

如果水池設(shè)置了頂板，并且頂板上還用一層土進(jìn)行了覆蓋，則需對頂板所受到的土的荷載進(jìn)行計算。并且，污水處理池中的水在溫度與濕度上的不同，也會使其對水池的作用力發(fā)生變化。對于上述荷載來說，其荷載組合形式主要包括四種，其一是池內(nèi)無水，池外無土;其二是池內(nèi)無水但池外有土;其三是池內(nèi)滿水但池外無土;其四是池內(nèi)滿水并且池外有土。在設(shè)計水池結(jié)構(gòu)時必須要對上述四種常見的荷載組合形式進(jìn)行充分考慮，并且按照其中荷載組合最為不利的情況下來開展設(shè)計工作。

1.3 截面設(shè)計

在市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對其截面進(jìn)行科學(xué)設(shè)計是非常關(guān)鍵的，在確保水池池壁和其底盤達(dá)到設(shè)計強度的基礎(chǔ)上，最大限度的降低成本，并且能夠滿足最小構(gòu)造要求。在此過程中，應(yīng)對不同的水池結(jié)構(gòu)形式實施模型假設(shè)，并分析不同工況下的水池荷載組合的作用力，以確保水池池壁與底板能夠同時滿足正常狀態(tài)下的裂縫要求與承載強度。

2 市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的問題

在市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，對其進(jìn)行力學(xué)計算較為簡單，不過仍有一些事項和細(xì)節(jié)需要進(jìn)行重視，其中以防滲漏問題與水池底板抗浮問題最為常見，因此在水池結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中需要將這兩個問題作為考慮的重點，以此實現(xiàn)對水池結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。

2.1 底板抗浮問題

對于市政污水處理廠來說，其選址通常處于河道周邊，而這些地方一般有著較高的地下水位。在對埋地式水池進(jìn)行設(shè)計時，便要對地下水位可能造成的不利影響進(jìn)行充分考慮，以避免水池的底板受到地下水位的上升作用而浮起，為此需要對水池底板開展整體與局部的抗浮計算，防止水池在使用過程中受到影響。通常來說，水池底盤的抗浮性不足問題會在兩種情況下出現(xiàn)，第一種情況是設(shè)計人員在對水池進(jìn)行設(shè)計時是依據(jù)地勘報告中提供的水位來進(jìn)行取值的，因水池構(gòu)筑物和建筑物有著本質(zhì)的不同，水池的重量是比較輕的，但其所在位置由于處于河道周邊，這使得水池位置中的地下水位會出現(xiàn)較大的變化，而地質(zhì)勘察單位又無法對該位置的地下水位最高值進(jìn)行準(zhǔn)確勘測，這便會導(dǎo)致水池底盤抗浮性不足問題的出現(xiàn)。為了解決該問題，一般要將水池地面下方0.5m處的水位作為其底盤的抗浮水位。第二種情況是構(gòu)筑物雖然能夠滿足整體抗浮，但因池體具有較大的平面尺寸，這使得池體中的局部會因難以達(dá)到設(shè)計規(guī)范中的抗浮要求而造成底板出現(xiàn)開裂，進(jìn)而影響到底板的抗浮性。

2.2 防滲漏問題

市政污水處理廠在通過水池進(jìn)行污水處理時，水池基本都是有水的，但由于水池是采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而鋼筋混凝土中的裂縫寬度如果不在施工過程中加以控制，便會產(chǎn)生滲漏問題。鋼筋混凝土之所以會產(chǎn)生裂縫，其原因可能來自于以下方面，其一是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中會因混凝土收縮短變形而產(chǎn)生較大的內(nèi)部拉應(yīng)力，拉應(yīng)力會降低混凝土的抗拉強度，進(jìn)而造成混凝土表面產(chǎn)生裂縫;其二是沒有對混凝土進(jìn)行均勻的振搗，進(jìn)而使混凝土形成類似蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，從而造成水分滲入到混凝土結(jié)構(gòu)中;其三是在澆筑水池底板時，沒有和池墻一起澆筑，因兩者在澆筑中是相互分開的，而水施工縫止水板在施工中也未嚴(yán)格按照要求進(jìn)行焊接，便會出現(xiàn)滲水問題;其四是沒有對地基進(jìn)行科學(xué)的處理，進(jìn)而造成水池會因地基沉降不夠均勻而產(chǎn)生裂縫。

3 市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)要點分析

在市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，需要高度重視底盤抗浮與防滲透問題，在此過程中，需要結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，明確設(shè)計中的相關(guān)要點，以使這兩大問題得到切實的解決。

3.1 底板抗浮設(shè)計要點

在對水池的抗浮性進(jìn)行計算過程中，需要對其自重抗浮進(jìn)行優(yōu)先考慮，該設(shè)計方案通常適用于水池埋深較淺、地下水浮力和水池自重相接近的情況。在這種情況下，水池的抗浮設(shè)計有三種方法，一種方法是對水池的池壁進(jìn)行加大處理，也可增加底板厚度，以使水池池體自重增加，這種方法雖然會使水池截面增加，但相應(yīng)的也會提高混凝土用量，而且能夠降低鋼筋使用量，因此不會增加較多的成本，同時水池結(jié)構(gòu)剛度也能有所提高，如果是以構(gòu)造配筋來對水池截面進(jìn)行設(shè)計，則不適宜采用該方法，否則會使成本大幅增加。另一種方法是增加水池的配重，以此提高池體抗浮能力，如果水池設(shè)置有頂蓋，則可在頂蓋上部用厚土覆蓋，或是對底板外挑墻趾進(jìn)行加大，以此提高配重的重量，該方法適用于規(guī)模中等或較小的水池，如果水池有著較大的平面尺寸，則不適宜采用該方法，這是因為該方法會造成水池底板的局部無法達(dá)到抗浮要求，并且當(dāng)水池周邊存在其他構(gòu)筑物或建筑物時，會給施工帶來較大難度，而且也會對管線布置造成一定的不利影響。最后一種方法則是通過抗拔樁或抗拔錨桿來提高水池抗浮能力，這種方法是最為實用的，可使水池池體的整體性與局部性抗浮問題得到徹底解決，不過該方法需要花費較高的成本?，F(xiàn)階段 ，在市政污水處理廠水池設(shè)計工作中已廣泛采用上述三種方法來提高水池抗浮能力，并通過相應(yīng)的排水措施來進(jìn)行輔助降水，不過在雨季時仍要對水池的抗浮問題進(jìn)行高度重視。

3.2 防滲漏設(shè)計要點

當(dāng)鋼筋混凝土中的裂縫較多或裂縫較寬時，便會導(dǎo)致水池滲透問題，為了提高水池的防滲漏能力，就需要采用以下方法來進(jìn)行裂縫控制。其一是將混合料適量摻入到混凝土中，并降低水泥用量，這樣混凝土的水化熱反應(yīng)便會有效減少，從而有效控制混凝土開裂;其二是在施工過程中應(yīng)用減水劑來減少混凝土的收縮變形，使其在抗裂性能上有更好的表現(xiàn);其三是在混凝土澆筑過程中進(jìn)行分層澆筑，并嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行充分振搗，防止漏振、振搗不密實等現(xiàn)象的出現(xiàn);其四是對施工縫位置上的剛性止水板進(jìn)行雙面滿焊，在此之前需要先清除穿墻對拉螺栓止片表面上的油漬，然后實施雙面滿焊;其五是確保水池底板能夠處于相同持力層，以此防止水池基礎(chǔ)可能出現(xiàn)的不均勻沉降。

4 結(jié) 語

總而言之，市政污水處理廠水池結(jié)構(gòu)是否能夠得到合理設(shè)計，會對污水處理廠的處理效率及處理質(zhì)量造成直接影響。因此污水處理廠必須要重視水池的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，掌握其中的設(shè)計要點，并結(jié)合水池周邊環(huán)境條件及水池的使用要求，遵循因地制宜的原則來對水池結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷優(yōu)化，這樣才能充分發(fā)揮水池的作用。

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