預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用研究

劉振超

山東碧水源環(huán)保科技有限公司

引言

污水處理是城市的重要工作之一，為保障城市污水處理效果，需要對(duì)污水廠進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是市政污水廠水池設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，在實(shí)際應(yīng)用過程中需要將其與水池結(jié)構(gòu)相結(jié)合，以保證水池的穩(wěn)定性。本文分析了預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的必要性，并探討了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施，希望提高市政污水廠水池的安全性與穩(wěn)定性。

一、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池中應(yīng)用的必要性

在市政污水處理廠的建設(shè)過程中，需要對(duì)污水進(jìn)行處理，并將其轉(zhuǎn)化為符合城市標(biāo)準(zhǔn)的水資源，以此來保證城市居民的日常生活用水需求。而在污水處理廠建設(shè)過程中，水池作為其重要組成部分，也需要得到重視。一般來說，市政污水廠水池的主要作用是將污水進(jìn)行有效處理。在水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)水池進(jìn)行合理的布置，從而確保水池中的水能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用，以此來保證城市居民日常用水需求得到滿足。而在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，通常會(huì)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但是，這種方式在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)導(dǎo)致池體出現(xiàn)裂縫問題，從而嚴(yán)重影響了市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果。而預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為一種有效的處理方法，在水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中具有十分重要的作用。

（一）預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠?qū)Τ伢w內(nèi)部應(yīng)力問題進(jìn)行有效解決

在市政污水廠水池設(shè)計(jì)過程中，由于池體結(jié)構(gòu)具有較大的跨度，因此在設(shè)計(jì)過程中會(huì)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行池體布置，這也導(dǎo)致池體內(nèi)部存在著較大的應(yīng)力問題。在市政污水廠水池施工過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升水池結(jié)構(gòu)質(zhì)量，從而確保施工質(zhì)量得到有效保證。由于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也具有較大的跨度，因此在實(shí)際施工過程中會(huì)導(dǎo)致池體內(nèi)部存在著較大的應(yīng)力問題。而在市政污水廠水池施工過程中，由于受到地下水影響，池體內(nèi)部會(huì)存在著較大的應(yīng)力問題[1]。通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池中的應(yīng)用可以有效解決池體出現(xiàn)裂縫問題。因此，在市政污水廠水池施工過程中需要對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用。

（二）預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠有效減少池體混凝土結(jié)構(gòu)收縮變形

在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，池體混凝土結(jié)構(gòu)的收縮問題是影響池體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要因素之一，如果池體混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中出現(xiàn)收縮問題，會(huì)導(dǎo)致池體內(nèi)部出現(xiàn)一定的壓力和拉力，從而導(dǎo)致池體內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致池體出現(xiàn)裂縫問題。而在實(shí)際應(yīng)用過程中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能夠有效降低池體混凝土結(jié)構(gòu)收縮變形問題，從而有效避免池體出現(xiàn)裂縫問題。具體來說，在市政污水廠水池建設(shè)過程中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以將池體內(nèi)部的應(yīng)力問題進(jìn)行有效解決，從而避免由于池體混凝土結(jié)構(gòu)收縮問題而導(dǎo)致的池體出現(xiàn)裂縫問題。

（三）解決池壁裂縫問題

市政污水廠水池的池壁在施工過程中，由于受到鋼筋混凝土的約束，導(dǎo)致池壁產(chǎn)生裂縫問題。在池壁施工過程中，為了解決池壁裂縫問題，需要對(duì)池壁進(jìn)行留縫處理。首先，在施工過程中，應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行預(yù)壓處理。其次，應(yīng)對(duì)池壁進(jìn)行充分的振搗，以排除混凝土的氣泡，并在池壁上均勻地涂上一層薄水泥砂漿。同時(shí)，應(yīng)采用一定的技術(shù)措施控制鋼筋混凝土的收縮變形和溫度變形[2]。當(dāng)澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)避免水泥砂漿與鋼筋直接接觸。為了防止鋼筋混凝土中出現(xiàn)裂縫問題，應(yīng)采用相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行預(yù)防。首先，通過對(duì)混凝土進(jìn)行預(yù)壓處理，可以有效地防止混凝土的收縮變形和溫度變形；其次，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以有效地解決池壁裂縫問題；最后，采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以有效地提高池壁的結(jié)構(gòu)剛度和抗裂性能。

二、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）結(jié)構(gòu)安全度高

在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，能夠有效控制水池結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)，從而提高市政污水廠水池結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。市政污水廠水池結(jié)構(gòu)屬于大型構(gòu)筑物，具有體積大、荷載重、施工難度大等特點(diǎn)，這些因素均會(huì)對(duì)其結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，在進(jìn)行市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格控制好水池的整體穩(wěn)定性和安全性。采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以充分發(fā)揮混凝土自身的抗拉強(qiáng)度，使其抗裂能力得到顯著提升，從而有效降低了混凝土裂縫的出現(xiàn)幾率，為提高市政污水廠水池結(jié)構(gòu)安全性提供保障。

（二）質(zhì)量易把控

市政污水廠水池結(jié)構(gòu)屬于大型構(gòu)筑物，其使用時(shí)間較長且受到外界因素影響較大，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)或者施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，將會(huì)導(dǎo)致市政污水廠水池結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重的安全隱患。因此，在進(jìn)行市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格控制好混凝土材料的質(zhì)量，避免混凝土材料在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)裂縫情況[3]。為了有效控制好混凝土材料的質(zhì)量，可在施工前采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行施工。例如：在進(jìn)行鋼筋混凝土施工時(shí)采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)能有效提高混凝土材料的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，使其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到C40 和C60。同時(shí)，為了避免鋼筋混凝土裂縫出現(xiàn)的幾率加大、裂縫寬度增加等情況出現(xiàn)，可采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)其進(jìn)行施工。通過采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可有效控制好混凝土裂縫出現(xiàn)的幾率增加、裂縫寬度增加等情況發(fā)生。

（三）施工速度快

市政污水廠水池結(jié)構(gòu)屬于大型構(gòu)筑物，其在進(jìn)行施工時(shí)通常需要大量的勞動(dòng)力。由于采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)市政污水廠水池結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)能有效降低鋼筋混凝土材料的用量以及水泥用量，從而使其施工成本得到有效降低。此外，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工時(shí)通常采用先張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)市政污水廠水池結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)能有效避免鋼筋混凝土材料出現(xiàn)收縮變形情況發(fā)生。

（四）適用范圍廣

在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)通常采用的是后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用不僅能有效控制好鋼筋混凝土材料的收縮變形情況發(fā)生，還能有效降低鋼筋混凝土材料的收縮變形對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響。另外在采用后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)市政污水廠水池進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)通常采用后張法先預(yù)應(yīng)力技術(shù)、后張法后預(yù)應(yīng)力技術(shù)和先張法先預(yù)應(yīng)力技術(shù)三種施工技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)能有效降低鋼筋混凝土材料在實(shí)際使用過程中收縮變形情況發(fā)生。其中，后張法先預(yù)應(yīng)力技術(shù)適用于各種類型的市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；后張法后預(yù)應(yīng)力技術(shù)適用于各種類型的市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；先張法后預(yù)應(yīng)力技術(shù)適用于各類類型的市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；先張法先預(yù)應(yīng)力技術(shù)適用于各種類型的市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過采用先張法先預(yù)應(yīng)力技術(shù)能有效降低鋼筋混凝土材料收縮變形發(fā)生概率，從而有效避免鋼筋混凝土材料出現(xiàn)收縮變形情況發(fā)生，為提高市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中合理運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以有效提高市政污水廠水池結(jié)構(gòu)的抗腐蝕能力，有效避免預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件因受到腐蝕性介質(zhì)的作用而出現(xiàn)裂縫、腐蝕等現(xiàn)象。相關(guān)工作人員應(yīng)盡量將張拉時(shí)間控制在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力合理的范圍之內(nèi)。例如：可以采用預(yù)張拉的方式來降低溫度應(yīng)力對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生的不利影響。在具體施工中，應(yīng)根據(jù)市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙要求以及相關(guān)施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行張拉施工操作。在具體張拉過程中，應(yīng)先確定張拉端和錨固端位置，并根據(jù)位置和方向選擇合適的預(yù)應(yīng)力筋類型和數(shù)量。然后按照施工圖紙要求進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋布置；最后根據(jù)相關(guān)施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混凝土澆筑操作。

（一）確定池壁厚度

在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，池壁厚度是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。池壁厚度的大小決定了市政污水廠水池結(jié)構(gòu)的具體使用功能。例如，在進(jìn)行水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，如果池壁厚度過小，則會(huì)降低工程的穩(wěn)定性；而如果池壁厚度過大，則會(huì)導(dǎo)致工程造價(jià)過高。因此，在進(jìn)行市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)池壁厚度進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算。在確定市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的池壁厚度時(shí)，需要從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。首先，需要結(jié)合市政污水廠水池結(jié)構(gòu)的具體功能來確定池壁厚度。在進(jìn)行容積計(jì)算時(shí)，需要按照市政污水廠水池結(jié)構(gòu)中不同位置所產(chǎn)生的荷載情況來確定池壁厚度[4]。其次，需要結(jié)合具體的池壁厚度來確定預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的使用范圍。例如，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，其主要作用是為預(yù)應(yīng)力筋提供錨固條件；而在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，主要作用是為預(yù)應(yīng)力筋提供錨固條件。

（二）確定池壁截面尺寸

市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的池壁截面尺寸主要是由池壁的厚度以及跨度來決定。如果在進(jìn)行市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，池壁的厚度超過了50 cm，那么在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用時(shí)，則需要在池壁截面尺寸確定之后再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用。但是如果在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，池壁的厚度小于20 cm，則可以不需要使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來進(jìn)行處理。如果市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沒有考慮到池壁的厚度以及跨度問題，則可以通過加大池壁厚度來提升預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量。

（三）確定預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量和位置

市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土，這種技術(shù)的應(yīng)用對(duì)市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要影響。在采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要在設(shè)計(jì)過程中對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行控制。在進(jìn)行施工材料選擇過程中，可以采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的施工材料，從而保證工程質(zhì)量能夠得到有效控制。在對(duì)施工材料進(jìn)行選擇時(shí)，需要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)施工材料進(jìn)行合理選擇，從而保證市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量能夠得到有效控制。此外，還需要對(duì)市政污水廠水池結(jié)構(gòu)中的鋼筋等材料進(jìn)行合理控制，并采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的施工材料來滿足施工需要。

（四）確定預(yù)應(yīng)力筋的具體張拉值

在實(shí)際的市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的張拉值進(jìn)行確定，并根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求合理選擇施工材料。一般情況下，在進(jìn)行市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況確定預(yù)應(yīng)力筋的張拉值，從而確保市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求[5]。在確定具體的張拉值時(shí)，需要綜合考慮預(yù)應(yīng)力筋的類型、構(gòu)件的尺寸和施工方法等因素。例如，在確定預(yù)應(yīng)力筋張拉值時(shí)，需要結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求以及施工現(xiàn)場情況進(jìn)行考慮，并確保預(yù)應(yīng)力筋張拉值滿足市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。在確定具體的張拉值時(shí)，一般需要結(jié)合施工現(xiàn)場情況和預(yù)應(yīng)力筋的類型進(jìn)行考慮。例如，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉值確定時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)預(yù)應(yīng)力筋張拉值進(jìn)行合理確定。

（五）預(yù)應(yīng)力筋的布置

通常情況下，在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力筋主要有兩種，一種是高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，另一種是低強(qiáng)度高松弛鋼絞線。在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線時(shí)，需要注意以下內(nèi)容：（1）在選擇高強(qiáng)度低松弛鋼絞線時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注其價(jià)格與性能，并結(jié)合市政污水廠水池的實(shí)際情況選擇合適的高強(qiáng)度低松弛鋼絞線。（2）在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用低強(qiáng)度高松弛鋼絞線時(shí)，需要在不影響市政污水廠水池使用功能與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上合理選擇合適的預(yù)應(yīng)力筋。（3）在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用低強(qiáng)度高松弛鋼絞線時(shí)，需要注意其直徑與長度，避免其出現(xiàn)過大的彎折。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，市政污水廠建設(shè)的數(shù)量也在不斷增多，為了確保市政污水廠建設(shè)質(zhì)量，有效提高我國城市環(huán)境質(zhì)量，我們需要充分認(rèn)識(shí)到市政污水廠建設(shè)的重要性，并要保障市政污水廠建設(shè)的順利開展。其中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對(duì)提高我國市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平具有十分重要的意義。因此，我們需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)勢和設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析，從而有效提高預(yù)應(yīng)力技術(shù)在市政污水廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用效果，進(jìn)而為我國城市可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。