給水排水構筑物結構設計分析

莊旭東

沈陽市市政工程設計研究院有限公司 遼寧沈陽 110000

目前來看，在當前的城市給排水工程施工中，需要關注給排水構筑物結構相關設計，這樣才能確保工程能夠順利施工，給排水工程才符合出色的性能要求。同時針對給排水施工技術提出更高要求，并保障整個施工都符合設計要求與建造原則，這樣才能保障施工效果最佳化，推動行業的發展與進步。

1 給排水工程施工研究

在目前的建筑施工中，給排水工程十分重要，并發揮著關鍵性作用。給排水工程施工環節復雜、流程多、技術要求高，特別是工程施工容易出現問題，常見的問題就涉及到了裂縫、滲漏等，同時引發問題的誘因很多，需要設計施工時特別重視。在給排水工程施工中常出現的問題可以大致分為兩類，一種是荷載作用下產生的撓度過大，一種是裂縫無法控制。尤其是對于水中建筑物而言，這類建筑的設計與施工需要考慮復雜的水源環境與地質情況，設計施工通常會采用地下式或半地下式露天結構，而這類建筑施工對于建筑防滲漏要求更高，需要控制裂縫的開展。而在具體的給排水工程施工中，為了符合設計要求，往往會考慮很多綜合性因素，導致結構池體規格變長，因此施工中很難預設伸縮縫來抵消混凝土的收縮[1]。

給排水施工作為當前建筑基礎建設中重要的一個環節，需要特別關注工程的結構設計與施工工藝，這樣才能有效保障工程給排水系統發揮作用。所以，現代城市設計與規劃，往往會首先考慮給排水工程的設計與施工，這樣可以更好的控制水資源，利用水資源，符合現代城市可持續性發展要求。隨著我國人口不斷增長，建筑規模不斷提高，未來對于給排水施工將越來越重視，只有確保給排水施工的有效性，建筑體才能有效發揮設計的功能。如果通過良好的給排水結構設計，能夠提高建筑的整體質量，能夠很好的處理水資源，避免建筑因自然災害（洪水、暴雨、泥石流）等因素導致建筑體受破壞，那時才能體現給排水工程的設計發揮著關鍵性作用[2]。

2 從給排水構筑物結構設計整體規劃面研究

在給排水工程設計施工中，需要從整體規劃面對工程提出總體結構設計要求，以滿足當前城市可持續性發展要求。這些主要包括了水源及其保護，以及給排水工程區域水資源平衡及區域供水規劃；此外，還涉及到了建筑排水面的規劃，這些包括了防洪排澇等規劃設計以及河網區域污染控制等內容。所以在對給排水工程設計施工中需要具備宏觀的設計要求與創新性系統思維。

在對建筑進行相關設計施工時，需要考慮建筑整理體設計規劃，并結合給排水工程設計要求考慮建筑設計，按照承載力的極限狀態和正常使用的極限狀態進行計算，并根據具體設計要求來考慮采取的設計組合形式，如標準組合或者永久組合、基本組合。總的來說，何種組合就采用標準值乘以相應作用分項系數。另外，在各類組合施工中，還需要對工況進行考慮，一般來說會利用計算確定構件截面的最不利受力狀態，這些包括應力、應變、變形等參數的計算。此外，在對核算的工況也需要考慮到構筑物的運行功能、結構形式（水塔、沉井、盾構等）、敷設條件（地上、地下等）以及施工形式等條件，除此之外，施工的環境條件、溫度環境、水壓等綜合性因素都需要考慮在內。

除了以上涉及的內容，還需要考慮工程材料在結構設計中問題。在對構筑物管道設計中，行業逐步推行新管材，這種新技術材料的應用更符合我國的各項環保要求，同時也對的設計規劃要求，這給工程施工提供了新的條件，也有利于技術的創新。在具體的給排水工程中，常被應用的新型管材就涉及到了PCCP管、PVC-U管、PE管、聚丙烯（PP）等新型塑料復合管材。這些新型建材的應用符合目前我國提倡的節能環保要求，更重要的是，新型材料的應用有助于新工藝技術的更迭，同時新型建材的有點也更受人矚目。如管道的排水量大、重量更小、施工更方便、磨阻更小等都受到了行業的推崇，同時隨著新型建材的被大量推廣，其成本也更低。不過在實際施工中，需要關注新型建材管道易變形的問題，因此在對管道回填施工時要按照施工設計要求進行操作，并保障整個夯實密實，符合施工標準[3]。

3 從給排水構筑物結構設計功能面研究

總得來看，我國的整個給排水工程中都大量采用鋼筋混凝土與預應力混凝土結構進行工程施工。而不同環境、地質對于給排水工程的設計要求不同，既需要考慮相關承載能力以及極限狀態設計要求，同時也需要考慮給排水工程的功能作用效果與耐穩定性，如抗震特性與耐久性等特征，下面就做具體的分析。

3.1 給排水構建筑物需要考慮耐久性要求

在給排水工程中，需要確保整個工程建筑具備足夠的耐久性，因此需要確保施工建材符合質量要求，尤其是混凝土的質量。因此對混凝土的使用有明確的相關規定與標準，一般來說，混凝土中的水泥應采用普通硅酸鹽水泥；同時施工中需要考慮抗凍融作用，因此對于施工水泥的選擇不應該采取火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；而對于混凝土骨料的選擇也有相應的要求，如在對混凝土的調配比應該維持水灰比在0.50范圍內；由于工程需要，還需要對混凝土中加入相應的補償收縮膨脹劑，而類型選擇一般是明礬石、硫氯酸鈣等類型的；另外對于相應膨脹劑的使用，應該在水泥用量的百分之十二以內；而施工中若采用了堿活性骨料，應該對堿的含量進行控制，保證整個混凝土的堿含量不高于三千克。

其次，在給排水施工中相關的澆筑管道與構筑物需要具備一定的抗水壓能力，所以需要考慮抗滲性能。雖然水泥有一定的抗滲性能，不過還需要進行具體試驗，以滿足設計的要求。另外也可以加入膨脹劑在混凝土中填充也提高抗滲性。

最后，還需要保障混凝土具備足夠的抗凍能力，這主要針對于我國北方地區，溫度低于零下三度的區域需要做好防凍處理。因此在混凝土調配中，需要參入相應的防凍劑，同時加入一定的引氣劑，以提高建筑體的抗凍能力。

3.2 給排水構建筑物需要考慮抗震要求

在施工中，需要對相應的結構抗震能力進行計算，以滿足設計要求與施工要求；具體施工中，會將大型構筑物劃分成多個單元時，確保給個單元具備良好的性能與抗震要求，以保障建筑具備整體抗震能力；對于給排構建筑物存在的局部削弱或者突變，應該及時應對，采取加固處理；最后在進行混凝土結構構件的截面設計時，應該及時應對剪切先于彎曲破壞、混凝土壓潰先于鋼筋屈服等問題。

4 從給排水構筑物結構設計技術實踐層分析

給排水工程直接影響著建筑的好壞，尤其是城市建筑規劃，都將優先考慮給排水工程。若給排水工程施工不佳，則容易導致構筑物管道出現跑、冒、滴、漏等問題，這不僅影響建筑的質量，也對建筑的功能、結構帶來嚴重的影響。因此在實際施工中，就需要從技術層面進行分析，結合實際施工要求，對施工常見的問題進行研究，確保解決這些問題，嚴格把關質量，提高工程的整體質量效果。

這些年，城市化發展被提前速，給排水施工技術應用面越來越廣。尤其是排水工程設計的水工構筑物早已超過了規范設計標要求，加之現代建筑材料工藝的創新以及技術方法的提高，給目前的超長水工構筑物不設縫、少設縫提供了技術支持。所以，對于當前的給排水構建筑物的設計，需要綜合性分析當地的環境地理特性，并綜合性考慮是否設縫及施工方法，并做好相應的計算與應對處理。

在很多的給排水工程領域，對于構建筑的設計，需要有效考慮采取無縫設計，這樣既可以降低工程難度，又可以提高施工效率。所以在具體的施工設計階段，設計人員需要對工程的實際場合進行勘察，收集相關水文、環境資料，尤其是對于地基軟硬及溫差大小，需要綜合性研究從而選擇合理的伸縮縫的間距。總得來說，水池壁在小于或者等于500mm時，就不需要再考慮水化熱的影響，而主要針對施工環境的溫差影響以及混凝土的收縮問題進行考慮，確保這些影響在安全可控范圍，對整個混凝土的力學性能不夠產生影響，如混凝土的極限抗拉能力與混凝土的拉應力應該維持在一個科學的比例水平，符合建筑設計的安全要求。

5 結語

綜上所述，給排水構筑物結構設計需要考慮很多問題，如常見的如何防滲漏、防裂紋、以及耐久性都需要充分考慮，因此在設計施工時需要科學性規劃，做好技術性分析與處理，這樣才能保障施工的整體質量要求。