從結構專業看水工構筑物的設計

李道平

摘要：水工構筑物設計是基于土建專業的結構配套設計內容，因此相關建設人員應通過合理確定地下水的水位設計以及構筑物伸縮縫設計和相關的混凝土施工技術應用方法，來實現其設計應用的作用價值。文章針對目前土建工程建設過程中對水工構筑物等配套設置的使用要求，從結構專業的角度分析了水工構筑物的設計穩定性問題。

關鍵詞：水工構筑物；地下水位；伸縮縫；后澆帶；加強帶 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV222 文章編號：1009-2374（2016）36-0165-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.082

隨著我國市場經濟發展進程的不斷加快，人員對水工構筑物的設計穩定性需求越來越大。然而在實際設計過程中，各地區污水處理工程給生態環境帶來的影響逐年上升。由于水工構筑物設計是基于土建專業的結構配套設計內容，因此相關建設人員應通過合理確定地下水的水位設計以及構筑物伸縮縫設計和相關的混凝土施工技術應用方法來實現其設計應用的作用價值。此外，相關人員還要注重土建與水專業工藝設計和施工間的配合，以此來滿足土建專業對配套設施的要求。這是促進我國各類工程建設快速穩定發展的關鍵，相關設計建設人員應將其重視起來。

1 設計地下水位的合理確定

相關研究表明，土建工程的水池構筑物設計與地下水位的標高設置有著密切關系。具體來說，當地下水位未掌握好，這就會引起結構選型錯誤或是抗浮能力不夠等事故問題的發生。地下水位不僅與土建設計有關，與水專業工藝設計也有關。因此，根據現行國家設計規范，地下水位應根據地方水文資料，考慮可能出現的最高地下水位。通常情況下，設計人員可采用水文資料中的最高地下水位。與此同時，地下水位設計人員還要充分考慮當地的氣候條件以及歷年暴雨、臺風的影響程度。這樣一來，就能避免水工構筑物因受暴雨、臺風的影響而出現地表水無法及時排出的問題發生。值得注意的是，一些土建工程所提供的地質勘察資料，僅反映了勘測期間地下水受惡劣氣候條件的影響，并不能代表真實的地下水位情況。例如，當地下水位的調查處在地區氣候條件的枯水期，這就使得地下水位的標高難以進行準確獲取。針對這一問題，水工構筑物的設計要在獲取不同季節地下水位標高的情況下，為水工構筑物結構設計提供準確而又充足的數據信息。

2 構筑物設置伸縮縫及混凝土施工技術

2.1 伸縮縫的設置

對于構筑物伸縮縫的設置，結構專業設計人員要將其間距控制在20～30m。據相關統計證實，近幾年，水專業工藝要求的水工構筑物長度已經超出了規范間距，這就在一定程度上降低了伸縮縫結構的使用壽命。針對這一問題，相關建設人員應根據當前市場環境的新型施工方法和建筑材料，來解決超長水工構筑物伸縮縫問題的影響。具體來說，水工構筑物伸縮縫設計人員的設計要根據氣溫、地基以及其他土建工程的因素，來提高伸縮縫施工方法的結構適用性。以水池類水工構筑物的伸縮縫設計過程為例，在計算裂縫開展寬度、結構強度以及抗浮等數據的過程中，人員可按照相關的規范要求來提高結果的設計精確性。此外，在工程建設過程中，常常遇到溫度、變形以及不均勻沉降引起的開裂問題。基于此，相關建設人員可應用混凝土施工技術以及溫度變化控制技術等，來控制伸縮縫作用效果的不穩定性因素影響。

2.2 混凝土施工技術應用方法

對于水工輸水箱涵一體化施工技術的混凝土原料，必須進行精選。從招標階段開始，就要慎重選擇混凝土材料的供應商。具體來說，要考察砂石料、粉煤灰、水泥以及鋼材原料的優選。此外，還要在施工現場建立儲存料的倉遮陽棚。這樣一來，就可以通過地壟取料來降低骨料的溫度。對于拌合系統的選擇，施工技術人員要配備電子稱量、投料攪拌、地壟取料、計算機控制以及膠帶機輸送等相關設備。如表1所示為混凝土拌合系統材料的檢驗內容：

對于膠帶輸送機的運送，要在機架的兩邊配備豎向的轉軸。例如，在進料口的周邊位置通過設置集料槽，并在膠帶運輸機之間設置擋板，來提高混凝土輸送的精準性。對于起重機布料的應用，需要按照設計要求的混凝土澆筑方法來設置分料口位置和數量。此外，還要通過吊筒來對混凝土進行快速分配。

設備運用的養護工作就是在對混凝土進行澆筑施工前，對設備的運行狀態進行系統全面的檢查。在進行混凝土澆筑施工時，施工人員還要對設備進行保養以及維護工作。具體來說，就是要時刻注意布料機的運行情況，這是提高設備運行效果的關鍵。值得注意的是，在開機作業前，必須保證皮帶處在清潔的使用狀態；在停機時，還要檢查皮帶是否卸干了混凝土。與此同時，布料的使用過程必須保證均勻，這是將膠帶機的運行狀態控制在一定范圍內的關鍵。

3 土建與水專業工藝設計與施工間的配合

在設計水池類水工構筑物的過程中，相關設計人員要根據土建工程施工建設的要求來進行具體設計。具體來說，在設計水池類構筑物時，設計人員要明確土建工程較大水池壁與壁之間以及底板與壁板之間構造的加腋角要求。如果土建工程的施工工藝要求不能加腋，水工構筑物設計人員要對其進行設計處理，從而達到水工結構專業的配套目的。與此同時，設計人員還要對建筑結構中的大、中型水池進行相應的加強處理。由此可見，對于土建與水專業工藝設計與施工間的配合，要以設計規范作為主要依據，從而實現各個專業技術之間的聯合作用。這樣一來，就能提高工程各個結構專業之間的配合靈活性，從而降低環境條件對水工構筑物結構穩定性的影響。

在進行具體的設計施工配合的過程中，工程設計人員需要向全體施工人員進行安全施工技術交底工作。具體來說，就是土建工程的實際建設特點和施工危險點進行危險源辨識。此外，施工技術人員還要針對這些施工危險源制定出相應的防范措施、應急避難以及急救措施。與此同時，工程施工現場還應配備相關的防護用品。在對一體化施工技術進行實際應用的過程中，比如布料以及運輸等設備的操作人員，應在經過正確作業方法培訓合格后持證上崗，并嚴格按照設備操作說明書來進行實際操作。在應用混凝土布料機械設備時，應配備專門的技術人員進行指揮，這是保證設備運行上下協調的關鍵。從安全的角度分析，配備專門的人員進行監督操作，還能有效降低安全事故的發生率。

4 結語

總而言之，水工構筑物的作用效果要從結構專業的角度，來實現土建工程的配套設置建設目標。此過程中，設計人員需通過合理手段確保水工構筑物設計建造的地下水位，只有對其進行控制，才能使水工構筑物的設計應用不受外界因素的影響，從而發揮出配合土建工程的作用。此外，設計人員還要對水工構筑物的伸縮縫進行優化設計，以提高其實際應用的安全性和耐久性，這是提高土建工程項目建設使用壽命的關鍵，因此相關建設人員應加大對其的研究力度，從而滿足各類工程建設對其的配套要求。

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（責任編輯：小 燕）