裝配式鋼筋混凝土廢水池模塊設(shè)計(jì)

張 玲 田 源 蘇有文

(西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621000)

裝配式鋼筋混凝土廢水池模塊設(shè)計(jì)

張 玲 田 源 蘇有文

(西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621000)

論述了研究裝配式鋼筋混凝土廢水池的意義，結(jié)合水池的形式，對(duì)裝配式鋼筋混凝土廢水池模塊設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并總結(jié)了施工中的注意事項(xiàng)，為裝配式鋼筋混凝土廢水池的推廣應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。

裝配式，鋼筋混凝土，廢水池，模塊設(shè)計(jì)

1 研究裝配式鋼筋混凝土廢水池的意義

現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池存在工序多、工期長(zhǎng)、不能周轉(zhuǎn)使用、不夠環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益不高等缺點(diǎn)；裝配式鋼筋混凝土構(gòu)件具有工期短、成本低、施工簡(jiǎn)便、快捷靈活、可循環(huán)利用及環(huán)保性較好[1]等優(yōu)點(diǎn)。故將裝配式鋼筋混凝土構(gòu)件的理念運(yùn)用于此水池，作出研究。

2 水池標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)

2.1 水池選型

川渝地區(qū)工程中常用現(xiàn)澆水池容積為200 m3，結(jié)合該地區(qū)土質(zhì)情況，選用下埋式放坡型水池，而裝配式水池實(shí)際運(yùn)用時(shí)可根據(jù)需要變動(dòng)模塊數(shù)量調(diào)整水池容積。為便于后面選取模塊尺寸，水池放坡系數(shù)取1∶0.58，即60°放坡。

2.2 模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)SHT 3132—2002鋼筋混凝土水池設(shè)計(jì)規(guī)程、GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、JGJ T14—2011混凝土小型空心砌塊建筑技術(shù)規(guī)程，以及模塊種類(lèi)要少、形狀簡(jiǎn)單、預(yù)制容易、安拆方便、受力性能好等多項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，將模塊設(shè)計(jì)為6種不同尺寸，水池整體效果圖如圖1所示。

水池結(jié)構(gòu)采用C30防水混凝土[2]。為了實(shí)現(xiàn)裝配式水池的工業(yè)化生產(chǎn)，使不同形狀的預(yù)制混凝土模塊具有一定通用性和互換性，引入“模數(shù)”的概念。取基本模數(shù)為300 mm。模塊寬度多為300 mm整數(shù)倍，結(jié)合預(yù)制模塊構(gòu)件自重、鋼筋保護(hù)層厚度、造價(jià)成本等，模塊厚度皆取60 mm+60 mm。為了配筋計(jì)算簡(jiǎn)便，此方案中的模塊簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支板，底面的標(biāo)準(zhǔn)塊受力最大，為最不利模塊，選取它來(lái)作為配筋標(biāo)準(zhǔn)。最后計(jì)算可得，模塊下部鋼筋采用雙向配置φR10@200，上部采用Φ6@200的鋼筋網(wǎng)片。板搭接部分預(yù)留孔洞，模塊之間通過(guò)專(zhuān)用連接件連接。

各模塊設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2～圖7(單位：mm)。

模塊1設(shè)計(jì)說(shuō)明：模塊1為該裝配式水池的標(biāo)準(zhǔn)模塊，為提高水池的整體性、抵抗不均勻變形造成的影響，且使模塊安拆方便，將之設(shè)計(jì)成“凸”字形，同時(shí)用于水池底面及側(cè)壁，提高模塊利用率，減少模塊塊型。該模塊存在正面拼裝和反面拼裝兩種狀態(tài)，故配筋采用雙層均為φR10@200。

模塊2設(shè)計(jì)說(shuō)明：底面采用標(biāo)準(zhǔn)模塊錯(cuò)縫1/2正反搭接拼裝，在端頭存在1/2標(biāo)準(zhǔn)模塊缺口，將模塊2設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)模塊的一半，滿(mǎn)足水池底面的整體性。

模塊3設(shè)計(jì)說(shuō)明：當(dāng)模塊1和模塊2平鋪底面后，沿長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度為700+n(700+500)(n為正整數(shù))，兩邊各加一列模塊3，為使長(zhǎng)度方向滿(mǎn)足模數(shù)要求(即600的倍數(shù)),故將模塊3長(zhǎng)度方向的尺寸設(shè)計(jì)為550+100。

模塊4設(shè)計(jì)說(shuō)明：模塊4為與底板相連接的側(cè)模，圖5為模塊4與模塊3的連接圖示。土質(zhì)不良、預(yù)制模塊自重、廢水重力和注水沖力等原因，皆易造成水池下方土地不均勻沉降，故底側(cè)模之間不采用連接件連接，僅在空間位置上緊靠。

模塊5設(shè)計(jì)說(shuō)明：標(biāo)準(zhǔn)模塊在側(cè)壁錯(cuò)縫1/2正反搭接拼裝，側(cè)壁為梯形形狀，端頭存在三角形缺口。在60°情況下根據(jù)空間幾何關(guān)系設(shè)計(jì)出模塊5及其尺寸，幾何尺寸恰好與模塊2沿對(duì)角線(xiàn)剖切后一致。在川渝地區(qū)土質(zhì)情況可選放坡范圍內(nèi)，60°恰好滿(mǎn)足模塊5幾何尺寸要求，并且沿坡方向增加值和長(zhǎng)度方向增加值存在1∶1關(guān)系，使得側(cè)壁模塊每排實(shí)現(xiàn)一標(biāo)準(zhǔn)塊的規(guī)律性增長(zhǎng)，從而使水池深度可根據(jù)需求調(diào)節(jié)。結(jié)合尺寸、形狀及受力情況，該模塊不配筋。

模塊6設(shè)計(jì)說(shuō)明：模塊6與模塊5鏡像對(duì)稱(chēng)。其他說(shuō)明同模塊5。圖6為模塊5與模塊6的空間位置圖示，不采用連接件連接。

2.3 模塊連接

模塊之間通過(guò)模板支出部分預(yù)留孔洞連接，孔洞設(shè)計(jì)直徑為32 mm。在模塊重疊處豎向穿插連接件，左右模塊間連接時(shí)注意錯(cuò)縫搭接。考慮到模塊所受的剪切和擠壓?jiǎn)栴}，設(shè)計(jì)的連接件如圖8所示。連接件直徑25 mm、高110 mm，底端焊接40 mm×40 mm×1 mm矩形墊板，使用時(shí)有墊板一面在土體面，既防止土

向上的反向作用力將連接件擠出連接位置影響連接，又防止土擠壓作用損壞土工膜。

2.4 施工注意事項(xiàng)

1)鋪設(shè)底板前，基坑底面應(yīng)具有較好的平整度和強(qiáng)度，以防地基處理不當(dāng)，廢水池產(chǎn)生不均勻沉降發(fā)生變形[3]。實(shí)際施工中建議澆筑一層C10素混凝土墊層[4]。

2)側(cè)壁與側(cè)壁之間緊靠不連接。放坡應(yīng)盡可能完全準(zhǔn)確，在側(cè)壁模塊拼接的同時(shí)，通過(guò)人工挖土或填沙對(duì)放坡面微調(diào)。

3)模塊拼裝時(shí)，連接件應(yīng)從模塊底部向上穿插。使焊接的鋼片處在土坡一側(cè)擋住土，防止土擠進(jìn)孔內(nèi)阻塞孔洞。

4)預(yù)制模塊時(shí)，按照5 mm～7 mm減少模塊尺寸以適應(yīng)實(shí)際的拼裝縫。

5)模塊內(nèi)鋼筋在混凝土澆搗時(shí)不易固定，可使用鋼套管預(yù)留孔，將鋼筋與套管外側(cè)焊接，通過(guò)模具固定套管位置間接固定鋼筋位置。拆模后鋼套管即是模塊的一部分，鋼套管暴露部位還需防銹處理。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)裝配式鋼筋混凝土廢水池模塊進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，并結(jié)合后續(xù)工程實(shí)踐，成功實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)，使進(jìn)度快、成本低、安全環(huán)保、可循環(huán)利用等。隨著川渝地區(qū)石油鉆井規(guī)模逐年擴(kuò)大，以及對(duì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)環(huán)境等要求的提高，鋼筋混凝土裝配式水池將得到廣泛的應(yīng)用。

[1] 蔣勤儉.國(guó)內(nèi)外裝配式混凝土建筑發(fā)展綜述[J].建筑技術(shù),2010(12):1074-1077.

[2] 王淑慧,楊 濤.水池設(shè)計(jì)及計(jì)算要點(diǎn)[J].河南科技,2010(9):77-78.

[3] 蘇培東,王 奇,蒲海波,等.川渝地區(qū)鉆前工程砌體結(jié)構(gòu)廢水池滲漏原因分析[J].四川建筑,2012(4):134-135，138.

[4] 張振義,趙玉華,艾 勇,等.大容積裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋砼清水池施工[J].沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2001(1):44-46，49.

The module’s design of prefabricated reinforced concrete wastewater pool

Zhang Ling Tian Yuan Su Youwen

(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621000,China)

The paper indicates that it is meaningful to research the assembly reinforced concrete wastewater pool, illustrates the design schemes for the assembly reinforced concrete wastewater pool by combining with the pool forms, and sums ups some precautions in the construction, so as to provide some technical support for the application of the assembly reinforced concrete wastewater pool.

assembly, reinforced concrete, wastewater pool, module design

1009-6825(2015)32-0057-02

2015-09-06

張 玲(1993- )，女，在讀本科生； 田 源(1994- )，男，在讀本科生； 蘇有文(1970- )，男，副教授

TU375

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