建筑施工中鋼筋混凝土矩形水池設(shè)計(jì)研究

劉江

摘 要：在工業(yè)建筑和民用建筑中，給水、污水以及消防設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)采用鋼筋混凝土矩形水池這種非常特殊的結(jié)構(gòu)類型。在進(jìn)行這種特殊的結(jié)構(gòu)類型施工時(shí)，要保證施工的工藝達(dá)到要求，同時(shí)，要把保證其在施工完成以后能夠進(jìn)行正常的使用，在施工成本方面也是要進(jìn)行控制，對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題一定要進(jìn)行很好的分析和解決，這樣能夠更好的促進(jìn)這項(xiàng)施工工藝獲得更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：矩形水池；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；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(yīng)用并不十分多，在施工過(guò)程中，這種施工工藝面臨的問(wèn)題非常多，而且，在施工中設(shè)計(jì)方面也會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題，因此，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行很好的解決，能夠促進(jìn)這種施工工藝獲得廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也能促進(jìn)建筑行業(yè)獲得更好的發(fā)展。

1 關(guān)于荷載取值的問(wèn)題分析

1.1 池內(nèi)的水壓力問(wèn)題

水池構(gòu)筑物出現(xiàn)的主要荷載來(lái)自于池內(nèi)的水壓，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可以按照安全的水高來(lái)對(duì)水壓進(jìn)行計(jì)算，但是，在實(shí)際的工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題。在很多的時(shí)候，工作人員經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)滿池的問(wèn)題，這樣就會(huì)導(dǎo)致液位計(jì)出現(xiàn)失靈的情況。同時(shí)，在以后的發(fā)展過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)技術(shù)方面的改造，導(dǎo)致出現(xiàn)超過(guò)原來(lái)設(shè)計(jì)水位的情況。因此，池內(nèi)的水壓荷載情況，在進(jìn)行取值的時(shí)候?qū)φ麄€(gè)下端的矩形也有很大影響。

1.2 池外水浮力的問(wèn)題

在池體進(jìn)行修筑的時(shí)候，會(huì)遇到有地下水的情況，在這種情況下，池壁外側(cè)要對(duì)地下水的壓力進(jìn)行考慮，同時(shí)，也要對(duì)地下水位以下的土體情況進(jìn)行考慮，水出現(xiàn)浮力會(huì)導(dǎo)致土壓力的有效重度出現(xiàn)降低的情況，因此，地下水對(duì)池體的浮拖力也要進(jìn)行重視。對(duì)地下水位的情況沒(méi)有進(jìn)行很好的掌握，這樣會(huì)導(dǎo)致施工中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)選型方面的錯(cuò)誤，同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致工程事故出現(xiàn)。在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，通常地下水的情況只能夠反映一段時(shí)間的情況。在進(jìn)行勘查時(shí)在枯水期進(jìn)行，這樣就會(huì)導(dǎo)致提供的地下水位情況無(wú)法在設(shè)計(jì)中進(jìn)行使用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)計(jì)算失誤的情況。在實(shí)際工作中，要對(duì)地方的水文資料進(jìn)行了解，這樣能夠?qū)Φ叵滤乃磺闆r進(jìn)行掌握，同時(shí)，也能在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行重視。對(duì)地下水水位情況進(jìn)行掌握，能夠在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候保證結(jié)構(gòu)的安全性，同時(shí)也能對(duì)出現(xiàn)的不利情況進(jìn)行更正，這樣也能實(shí)現(xiàn)降低工程造價(jià)的目的。在對(duì)水廠的清水池進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可能會(huì)遇到不同的地下水水位情況，在水位比較淺的情況下，對(duì)水池采用無(wú)梁蓋設(shè)計(jì)，在對(duì)水池的抗浮情況進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要對(duì)存在著的局部抗浮問(wèn)題進(jìn)行重視，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可以將覆土的厚度進(jìn)行增加。在設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮到每年進(jìn)行檢修時(shí)可能會(huì)遇到的問(wèn)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(jìn)行正常的生產(chǎn)和檢修，同時(shí)也能對(duì)出現(xiàn)的水池抗浮問(wèn)題進(jìn)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(guò)程中會(huì)出現(xiàn)水化熱的情況，同時(shí)，在施工中工藝方面比較特殊，對(duì)施工的季節(jié)也要進(jìn)行考慮，這些因素的影響是會(huì)導(dǎo)致水池的池壁出現(xiàn)膨脹或者收縮問(wèn)題。在變形受到一定的約束時(shí)是會(huì)導(dǎo)致池體中的相對(duì)溫度和濕度出現(xiàn)很大的變化，這樣非常容易出現(xiàn)裂縫。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在夏季施工的時(shí)候，要對(duì)濕度差的情況進(jìn)行考慮，在冬季進(jìn)行施工要對(duì)溫度差的問(wèn)題進(jìn)行考慮。濕度的變化會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)低溫收縮的情況，在冬季進(jìn)行施工的時(shí)候，由于外界的溫度會(huì)出現(xiàn)過(guò)低的情況，因此，會(huì)導(dǎo)致水池內(nèi)的水分向外進(jìn)行移動(dòng)，這樣也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)側(cè)的濕度出現(xiàn)增加的問(wèn)題。在施工中，混凝土出現(xiàn)內(nèi)外溫差和濕差的變化都會(huì)導(dǎo)致很多的問(wèn)題出現(xiàn)，因此，也會(huì)出現(xiàn)更大的問(wèn)題。

2 對(duì)水池壁板邊界條件的分析

池體結(jié)構(gòu)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(jìn)行封閉加蓋由施工的工藝來(lái)進(jìn)行決定。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和計(jì)算的公式進(jìn)行確定，能夠更好的保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)水池內(nèi)的壓力情況進(jìn)行分析和計(jì)算，要做到更好的將外界的條件和實(shí)際情況進(jìn)行吻合，這樣對(duì)水池進(jìn)行頂蓋設(shè)計(jì)的時(shí)候，池壁的頂端外界條件要和頂板以及池壁的鏈結(jié)構(gòu)造來(lái)進(jìn)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(nèi)力計(jì)算結(jié)果，設(shè)置頂蓋的池壁所承受的彎矩要小很多。因此當(dāng)采用頂蓋結(jié)構(gòu)有困難時(shí)，應(yīng)盡可能從池壁挑出走道板。走道板滿足規(guī)程要求時(shí)，可以假定為不動(dòng)鉸支承，否則可按照彈性支承計(jì)算。池壁與底板整體澆筑時(shí)，也應(yīng)根據(jù)兩者的線剛度比確定池壁底端的邊界條件。規(guī)程中規(guī)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(duì)池壁的嵌固作用效應(yīng)的程度與池壁高度有關(guān)，也與底板單位截條的彈性特征有關(guān)，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(shù)有關(guān)，還與材料的彈性模量有關(guān)。規(guī)程規(guī)定，當(dāng)滿足嵌固要求時(shí)，底板厚度選取為池壁厚度的1.2-1.5倍。當(dāng)土質(zhì)較好，比如密實(shí)性土壤時(shí)采用1.2倍池壁厚度；當(dāng)土質(zhì)一般，比如中等密實(shí)性土壤時(shí)，采用1.5倍池壁厚度。

3 底板內(nèi)力計(jì)算模式的選擇

對(duì)于池體容積小，短跨尺寸在6m以內(nèi)時(shí)，計(jì)算底板內(nèi)力可以按地基反力直線分布計(jì)算。一般情況下，直接作用于底板上的池內(nèi)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(chǎn)生彎曲應(yīng)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(huì)使底板產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。當(dāng)存在多格水池分格盛水時(shí)，地基反力可按照局部均布荷載下的直線分布的原則計(jì)算。此時(shí)應(yīng)分格滿池最不利布置按照單向板或雙向板進(jìn)行靜力結(jié)構(gòu)計(jì)算。當(dāng)池底為軟土地基或板的跨度較大，根據(jù)上一種計(jì)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(gòu)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(jí)鋼筋。水池各部位的鋼筋間距應(yīng)在100-250mm范圍內(nèi)。如果鋼筋間距太密，會(huì)影響混凝土振搗，而鋼筋間距太大，容易產(chǎn)生裂縫。“暗梁”、“暗柱”。現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池最容易在角隅處出現(xiàn)裂縫，因此必須在池壁轉(zhuǎn)角處、池壁與底板相交處設(shè)置“暗梁”、“暗柱”。敞口水池頂端也宜配置水平向加強(qiáng)鋼筋。根據(jù)規(guī)程的規(guī)定要求，敞口水池在溫差或地基變形作用下池壁頂端是結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)，宜設(shè)置暗梁，高度不得小于池壁厚度。在水池四周設(shè)散水坡，防止地面水滲入引起地基不均勻沉降。北方地區(qū)的沉淀池等應(yīng)做成封閉式，以防冬季水池上部結(jié)冰，發(fā)生凍脹水池的事故。

5 結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行鋼筋混凝土矩形水池設(shè)計(jì)的時(shí)候要注意的問(wèn)題非常多的，這些問(wèn)題的出現(xiàn)對(duì)這種水池的使用情況有很大影響。對(duì)水池內(nèi)的壓力情況進(jìn)行計(jì)算，能夠?qū)λ氐氖褂眯ЧM(jìn)行保證，避免出現(xiàn)壓力過(guò)大的情況，導(dǎo)致水池出現(xiàn)裂縫情況。同時(shí)對(duì)水池周圍的地下水水位情況也要進(jìn)行很好的分析，這樣能夠?qū)λ刂車耐馏w的受力情況進(jìn)行更好的分析，這樣也能夠起到保護(hù)的效果。

參考文獻(xiàn)

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