市政污水處理廠水池結構設計要點探究

邱照舒

摘 要：近年來，我國現代工業化的發展和城市化進程的不斷推進，使環境污染形勢進一步加劇，特別是污水排放方面，給人們的身體健康及用水安全帶來了極大威脅。在市政污水處理廠中的排放污水往往要進行沉沙、生化等一系列的處理后方可排放，所以其水池結構能否得到合理設計，對于污水處理工作有著巨大影響。鑒于此，本文便分析污水處理廠水池結構設計工作，探討設計過程中存在的具體問題，在此基礎上提出相應的解決策略。

關鍵詞：市政工程;污水處理廠;水池結構;設計要點

文章編號：2095-4085（2020）10-0039-02

由于城市污水的處理難度很大，花費成本較高，并且對城市污水的源頭化管理無法有效實施，這使得城市污水只能進行后期處理。而在城市污水處理廠中，對水池結構的設計是關鍵環節，只有確保水池結構得到合理的設計，才能使其功能及作用得到有效發揮。為此，以下便深入探討市政污水處理廠水池結構的相關設計要點。

1 市政污水處理廠水池結構的關鍵設計要素

1.1 水池結構形式

在市政污水處理廠中，對水池具體結構與尺寸的確定是按照工藝專業來進行的，不同工藝專業有著相應的工藝要求，而工藝要求的不同也會使水池產生不同的結構形式。并且以水池的平面形式來進行劃分，可分為矩形水池與圓形水池;而按照是否具有頂板，則可將水池劃分成有蓋水池與敞口水池;按照水池是否設立隔墻，可將其劃分成多格水池和單格水池。

1.2 荷載組合

水池受到的荷載作用主要包括三種，一種是水池結構的自身自重，即其結構中的鋼筋混凝土容重和其截面尺寸的乘積，另一種是土壓力，可通過朗肯土壓力公式來對其具體值進行計算，而水池的地下水位以下的土壓力則可通過土的浮重度來進行計算。最后一種是水池中水的壓力，可通過設計水位的靜水壓力來進行具體值的計算。

如果水池設置了頂板，并且頂板上還用一層土進行了覆蓋，則需對頂板所受到的土的荷載進行計算。并且，污水處理池中的水在溫度與濕度上的不同，也會使其對水池的作用力發生變化。對于上述荷載來說，其荷載組合形式主要包括四種，其一是池內無水，池外無土;其二是池內無水但池外有土;其三是池內滿水但池外無土;其四是池內滿水并且池外有土。在設計水池結構時必須要對上述四種常見的荷載組合形式進行充分考慮，并且按照其中荷載組合最為不利的情況下來開展設計工作。

1.3 截面設計

在市政污水處理廠水池結構設計中，對其截面進行科學設計是非常關鍵的，在確保水池池壁和其底盤達到設計強度的基礎上，最大限度的降低成本，并且能夠滿足最小構造要求。在此過程中，應對不同的水池結構形式實施模型假設，并分析不同工況下的水池荷載組合的作用力，以確保水池池壁與底板能夠同時滿足正常狀態下的裂縫要求與承載強度。

2 市政污水處理廠水池結構設計中需要注意的問題

在市政污水處理廠水池結構的設計中，對其進行力學計算較為簡單，不過仍有一些事項和細節需要進行重視，其中以防滲漏問題與水池底板抗浮問題最為常見，因此在水池結構設計工作中需要將這兩個問題作為考慮的重點，以此實現對水池結構的優化設計。

2.1 底板抗浮問題

對于市政污水處理廠來說，其選址通常處于河道周邊，而這些地方一般有著較高的地下水位。在對埋地式水池進行設計時，便要對地下水位可能造成的不利影響進行充分考慮，以避免水池的底板受到地下水位的上升作用而浮起，為此需要對水池底板開展整體與局部的抗浮計算，防止水池在使用過程中受到影響。通常來說，水池底盤的抗浮性不足問題會在兩種情況下出現，第一種情況是設計人員在對水池進行設計時是依據地勘報告中提供的水位來進行取值的，因水池構筑物和建筑物有著本質的不同，水池的重量是比較輕的，但其所在位置由于處于河道周邊，這使得水池位置中的地下水位會出現較大的變化，而地質勘察單位又無法對該位置的地下水位最高值進行準確勘測，這便會導致水池底盤抗浮性不足問題的出現。為了解決該問題，一般要將水池地面下方0.5m處的水位作為其底盤的抗浮水位。第二種情況是構筑物雖然能夠滿足整體抗浮，但因池體具有較大的平面尺寸，這使得池體中的局部會因難以達到設計規范中的抗浮要求而造成底板出現開裂，進而影響到底板的抗浮性。

2.2 防滲漏問題

市政污水處理廠在通過水池進行污水處理時，水池基本都是有水的，但由于水池是采用的鋼筋混凝土結構，而鋼筋混凝土中的裂縫寬度如果不在施工過程中加以控制，便會產生滲漏問題。鋼筋混凝土之所以會產生裂縫，其原因可能來自于以下方面，其一是鋼筋混凝土結構在施工過程中會因混凝土收縮短變形而產生較大的內部拉應力，拉應力會降低混凝土的抗拉強度，進而造成混凝土表面產生裂縫;其二是沒有對混凝土進行均勻的振搗，進而使混凝土形成類似蜂窩狀的結構，從而造成水分滲入到混凝土結構中;其三是在澆筑水池底板時，沒有和池墻一起澆筑，因兩者在澆筑中是相互分開的，而水施工縫止水板在施工中也未嚴格按照要求進行焊接，便會出現滲水問題;其四是沒有對地基進行科學的處理，進而造成水池會因地基沉降不夠均勻而產生裂縫。

3 市政污水處理廠水池結構設計的相關要點分析

在市政污水處理廠水池結構設計工作中，需要高度重視底盤抗浮與防滲透問題，在此過程中，需要結合現有技術，明確設計中的相關要點，以使這兩大問題得到切實的解決。

3.1 底板抗浮設計要點

在對水池的抗浮性進行計算過程中，需要對其自重抗浮進行優先考慮，該設計方案通常適用于水池埋深較淺、地下水浮力和水池自重相接近的情況。在這種情況下，水池的抗浮設計有三種方法，一種方法是對水池的池壁進行加大處理，也可增加底板厚度，以使水池池體自重增加，這種方法雖然會使水池截面增加，但相應的也會提高混凝土用量，而且能夠降低鋼筋使用量，因此不會增加較多的成本，同時水池結構剛度也能有所提高，如果是以構造配筋來對水池截面進行設計，則不適宜采用該方法，否則會使成本大幅增加。另一種方法是增加水池的配重，以此提高池體抗浮能力，如果水池設置有頂蓋，則可在頂蓋上部用厚土覆蓋，或是對底板外挑墻趾進行加大，以此提高配重的重量，該方法適用于規模中等或較小的水池，如果水池有著較大的平面尺寸，則不適宜采用該方法，這是因為該方法會造成水池底板的局部無法達到抗浮要求，并且當水池周邊存在其他構筑物或建筑物時，會給施工帶來較大難度，而且也會對管線布置造成一定的不利影響。最后一種方法則是通過抗拔樁或抗拔錨桿來提高水池抗浮能力，這種方法是最為實用的，可使水池池體的整體性與局部性抗浮問題得到徹底解決，不過該方法需要花費較高的成本?，F階段 ，在市政污水處理廠水池設計工作中已廣泛采用上述三種方法來提高水池抗浮能力，并通過相應的排水措施來進行輔助降水，不過在雨季時仍要對水池的抗浮問題進行高度重視。

3.2 防滲漏設計要點

當鋼筋混凝土中的裂縫較多或裂縫較寬時，便會導致水池滲透問題，為了提高水池的防滲漏能力，就需要采用以下方法來進行裂縫控制。其一是將混合料適量摻入到混凝土中，并降低水泥用量，這樣混凝土的水化熱反應便會有效減少，從而有效控制混凝土開裂;其二是在施工過程中應用減水劑來減少混凝土的收縮變形，使其在抗裂性能上有更好的表現;其三是在混凝土澆筑過程中進行分層澆筑，并嚴格按照施工要求進行充分振搗，防止漏振、振搗不密實等現象的出現;其四是對施工縫位置上的剛性止水板進行雙面滿焊，在此之前需要先清除穿墻對拉螺栓止片表面上的油漬，然后實施雙面滿焊;其五是確保水池底板能夠處于相同持力層，以此防止水池基礎可能出現的不均勻沉降。

4 結 語

總而言之，市政污水處理廠水池結構是否能夠得到合理設計，會對污水處理廠的處理效率及處理質量造成直接影響。因此污水處理廠必須要重視水池的結構設計工作，掌握其中的設計要點，并結合水池周邊環境條件及水池的使用要求，遵循因地制宜的原則來對水池結構進行不斷優化，這樣才能充分發揮水池的作用。

參考文獻：

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