市政污水处理厂水池结构设计要点探究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

市政污水处理厂水池结构设计要点探究

发表时间：2021/3/16 来源：《城市建设》2021年1月作者：江海

[导读] 随着时代的进步，市政工程也蓬勃发展起来。市政污水处理厂是处理城市生活和工业污水的重要场所，市政污水处理厂的运行质量直接影响着当地的水环境，污水池是污水处理厂的核心，因此污水处理厂的水池结构设计在一定程度上决定了污水处理厂的运行质量。本文对市政污水处理厂水池结构设计要点进行研究，希望能够为相关工作人员提供一些参考。

湖北省城建设计院股份有限公司江海 430051

摘要：随着时代的进步，市政工程也蓬勃发展起来。市政污水处理厂是处理城市生活和工业污水的重要场所，市政污水处理厂的运行质量直接影响着当地的水环境，污水池是污水处理厂的核心，因此污水处理厂的水池结构设计在一定程度上决定了污水处理厂的运行质量。本文对市政污水处理厂水池结构设计要点进行研究，希望能够为相关工作人员提供一些参考。
关键词：市政污水处理厂；水池结构；设计要点
        引言
        当前城市内部的污水处理问题是现阶段城市发展面临的重要难题，一方面是城市污水难以处理，城市污水处理的经济成本比较高，另一方面是在城市发展过程中难以从源头上控制污水的排放，因此只能通过后期处理的方式处理污水。水池结构设计是污水处理厂结构设计中最主要的环节，把握水池的结构设计，让其更好地发挥作用，是市政污水处理厂结构设计的主要问题。
        1水池结构设计关键点
        1.1规范性
        水池结构设计应保持规范性，设计建造需符合国家相关规定，水池结构及类型得应经专业测算后落实，检测水池强度是否符合要求，结合周围地质环境、荷载环境及水文合理设计，确保污水处理水池结构的规范性。
        1.2荷载及荷载组合
        作用在水池上面的荷载主要有三种：（1）结构自重，自重为钢筋混凝土的容重乘以其截面尺寸；（2）土压力，按朗肯土压力公式计算，地下水位以下按照土的浮重度计算；（3）池内水压力，按设计水位的静水压力计算。对于有顶板且顶板上有覆土的水池，还要考虑顶板覆土荷载。同时，池内水的温度和湿度变化也会产生相应的作用力。不同的荷载有如下四种常见的荷载组合形式：（1）池外无土，池内无水；（2）池外有土，池内无水；（3）池外无土，池内满水；（4）池外有土，池内满水。在水池的结构设计过程中要充分考虑不同荷载的组合，取最不利荷载组合值进行设计。
        1.3截面设计
        水池结构界面上，应重视水池设计强度的安全系数。实际设计中，包含对水池顶盖的强度设计，要求附有科学安全系数，对底板设计，也应满足合理的设计强度，有可靠的安全系数支撑。此外，水池截面是否有裂缝产生，配筋率是否科学等都需要在截面设计中合理考虑。
        2水池结构设计中常见的问题
        2.1抗浮稳定性问题
        产生抗浮稳定性问题的因素如下：（1）在进行水池结构设计过程中，设计人员一般根据地质勘查报告的水位来进行取值，然而与建筑物不同，水池结构本身自重较轻，但河流附近地下水位会出现比较大的变化，导致地质勘查单位无法对其最高地下水位进行准确勘测，不利于抗浮计算工作的开展。（2）在水池构筑物满足整体抗浮的基础上，如果池体平面尺寸相对比较大时，将会导致局部抗浮无法满足水池结构设计要求而诱发底板开裂现象。
        2.2防渗漏问题
        市政污水处理厂在通过水池进行污水处理时，水池基本都是有水的，但由于水池是采用的钢筋混凝土结构，而钢筋混凝土中的裂缝宽度如果不在施工过程中加以控制，便会产生渗漏问题。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

钢筋混凝土之所以会产生裂缝，其原因可能来自于以下方面，其一是钢筋混凝土结构在施工过程中会因混凝土收缩短变形而产生较大的内部拉应力，拉应力会降低混凝土的抗拉强度，进而造成混凝土表面产生裂缝;其二是没有对混凝土进行均匀的振捣，进而使混凝土形成类似蜂窝状的结构，从而造成水分渗入到混凝土结构中;其三是在浇筑水池底板时，没有和池墙一起浇筑，因两者在浇筑中是相互分开的，而水施工缝止水板在施工中也未严格按照要求进行焊接，便会出现渗水问题;其四是没有对地基进行科学的处理，进而造成水池会因地基沉降不够均匀而产生裂缝。
        3污水处理厂水池结构设计优化措施
        3.1抗上浮控制
        水池受地下水浮力影响，易出现上浮事故，影响水池稳定性。实际使用中，如果水池上浮性能比较明显，必然会严重影响其稳定性，对于水池的应用也会产生明显威胁，这也就需确保水池结构的抗上浮效果较为理想。基于此，针对地下水浮力及水池结构的抗浮力进行对比分析，确保抗浮力设计能够具备较强的适应性，有助于保障整体结构的稳定性。水池设计中需考虑抗浮设计，在地下水丰富地区，市政污水处理厂水池受到的浮力影响也就越大，建设完成后，需检测水池抗浮效果是否稳定。对中间有柱或多格水池，对相连顶板及底板抗浮性验算分析。设计需对基础叠层科学选取，分析水池底部及周围地质特征，设计中考虑多方面不利因素，以此找出最不利荷载，优化抗浮设计。施工中需严格按照设计图纸进行施工，做好监督管理，严禁不合理利用材料。施工中，应设计建设完善的排水系统，设计管井降水，在水池四周设置管井，提高降水效率。将地下水控制在最低水位线以下。此外，可以在垫层中灌输水泥泥浆，水池底板设计的保护层，避免雨水在水池附近积聚，导致地下水位发生明显变化，从而使水池发生上浮。水池结构施工完成后，还需对水池周围的土壤回填，之后分层对土体进行夯实处理。
        3.2水池结构的渗漏措施
        因为水池的结构产生渗漏的情况一般是因为变形缝或者混凝土结构的问题而产生的裂缝，所以在设计的最初就需要对于水池的变形缝以及混凝土的裂缝都做好一切控制措施，以此来有效地防止各种渗漏现象的可能。在水池的施工过程中，需要对于混凝土的强度等级进行合理的选择，同时严格控制水泥的使用量。混凝土水池在硬化的过程中也会产生水化热的现象而导致池壁收缩变形，这种情况就传导致池体出现裂缝，所以在水池设计中需要注意温差的影响，夏季需要考虑低温收缩与湿涨的问题，冬季则需要考虑外界气温低，外侧湿度较大而带来的影响。例如，在过程中使用活性掺合料来减少水泥的使用量，在建设的过程中根据相关的规范对沉降以及伸缩缝进行严格的控制，同时在使用的过程中避免外界的各种条件变化而引起水池结构中产生不规则的应力而导致裂缝，而且在设计时在同一个方向也要使用直径相同的钢筋，充分考虑穿墙管道的位置以及数量，避免在施工以后再重新开凿，同时进行好钢筋混凝土的裂缝宽度检验。
        3.3耐久性措施
        从以往的工程经验来看，使用常规混凝土进行水池建设虽然前期成本投入低，但是通常情况下在15a之后就要进行大修，修复的费用远远超出水池的建设费用，而一般市政污水处理厂的水池都要求使用寿命在30-50a，由此可见，如果采用常规混凝土建设的话，在后期要付出至少4倍左右的维修成本，还会影响水池的正常使用，因此需要对池体采取耐久性的设计措施。例如可以加入钢筋阻锈剂以硅灰，虽然会增加建设阶段的成本，但是这种结构在水池使用寿命期限内基本不需要进行大修，节省了后期的维修费用，也不会影响水池的正常使用。
        结语
        综上所述，市政污水处理厂水池结构设计中，采用无粘结预应力筋设计方式，可有效解决树池池壁作用影响下，对强度、刚度的要求，满足污水水池设计强度需求，提高水池池壁强度，降低松弛率，进而提高混凝土抗裂刚度，减少预应力筋使用量，强化水池结构的同时，节省成本，推动市政污水处理工作可持续发展。
参考文献
[1]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，2019，46（13）：86-87．
[2]陶俊．市政污水处理厂水池结构设计要点及措施[J]．房地产导刊，2019（18）：157．
[3]丁思，刘鹏．市政污水处理厂水池结构设计的分析应用探析[J]．建筑工程技术与设计，2020（13）：3229．
[4]郭懿．分析市政污水处理厂水池结构设计[J]．中国战略新兴产业，2020（6）：40，42．