污水處理廠中水池結構設計實踐研究

韓 強

(中化環境科技工程有限公司,遼寧 沈陽 110021)

0 引 言

現如今，人們環境意識得到強化，對環境有了更高的要求，環境污染問題得到了政府及社會大眾的高度重視，制定出臺了相應的法律法規。在所有的污水處理措施中，建立污水處理廠是非常重要的，成為諸多方面污水凈化的關鍵措施，比如醫療與石油行業。所以，保證污水處理廠的穩定、可行及安全，是設計人員的主要任務。

1 水池結構設計介紹

在污水處理廠中，針對污水池結構設計而言，其包括諸多方面的設計，比如防滲與防裂設計。在進行設計時，對于不一樣的水池，要充分考慮不一樣的結構要求，同時做好對結構強度的檢查。在設計上，要滿足不同方面的要求，不但要考慮地質條件，而且要分析地震效應。此外，要重視結構與水池荷載問題，對截面進行認真的設計，以便促使池的安全強度得到提升。充分依據具體情況，對于水池的有關問題進行考慮，比如截面裂縫。

2 水池結構設計現狀

對于水池結構設計現狀，本文主要從水池防滲系數較低，無法確保抗滲性能、不夠重視表面材料的施工設計、防滲防漏問題分析、抗上浮問題等方面進行分析，以供參考。

2.1 水池防滲系數較低，無法確保抗滲性能

以實際效果來分析，在混凝土強度設計方面，得到了大多數設計者的重視，不過對防滲設計的重視程度并不高，由此，難以確保污水池的防滲能力，而且在很大程度上，難以符合施工要求，基于這些情況，導致水池的作用得不到積極發揮。在建設水池的過程中，鋼筋混凝土是主要的材料，由此對于結構的設計，應嚴格遵守有關的規范，來選取最合適的抗滲等級，同時有效掌控施工，以便能滿足水池的防滲要求，而且能保障水池得到正常使用。

2.2 不夠重視表面材料的施工設計

以往在對處理池進行設計時，針對水池結構，設計人員需對其裂縫與可靠性進行考慮。實際上，對于表面涂層材料而言，并未得到較高的重視程度，或者采用質量較差的材料，在這樣的情況下，在使用水池的過程中，極有可能會出現較大的腐蝕情況，進而有礙于對水池的使用，縮短水池的使用年限。

2.3 防滲防漏問題分析

對于池機構組成而言，大多數是鋼筋混凝土。在對水池結構進行設計時，針對混凝土結構，若要達到一定的抗壓強度，并具備較好的抗滲透性，則需加大水泥量，并提高混凝土強度。在這樣的情況下，不但能加大混凝土變形，同時也能提高水化熱，在兩者的作用下，將導致混凝土變形更加嚴重。當混凝土出現裂縫之后，會對水池不滲透性造成影響；在對變形縫進行設計時，若沒有依據相關的規格，在外部條件存在變化的情況下，則變形縫結構將難以滿足變形需要，進而出現裂縫的現象；針對水池結構，在對加固結構進行設計的過程中，若沒有結合圓形池，就直接對水池進行建造加固，則極有可能會發生貫通裂縫；在對結構進行設計時，若選用的荷載組合不夠科學、合理，則會影響到水池結構，若情況較為嚴重，甚至會對結構造成極大的破壞；對于水池體結構的設計，針對嵌入部分，若未進行科學、合理的設計，則不易壓實混凝土，由此針對混凝土和構件，兩者之間極有可能會形成裂縫；此外，對于水池壁混凝土，若不夠重視對其變形的約束，再加上水池體較為堅硬，在這樣的情況下，則會促使混凝土結構形成較大的變形，尤其在應力集中的位置，極有可能會出現裂縫的現象。

2.4 抗上浮問題分析

水池抗浮問題，是埋地水池設計的一個重點。設計中主要考慮抗浮水位的選擇，可以根據地勘報告并結合場區地坪內外高差進行選取選取。抗浮水位的確定會直接影響到水池的后期設計方案和工程量，應慎重。抗浮設計的原理是水池最不利工況下的重力應大于地下水的浮力，并依據規范取1.05的安全系數。

基于以上原理，可采用的設計方案有：

(1) 增加水池的底板自重即加大底板厚度，此方案增加混凝土和鋼筋的用量。

(2) 增加水池飛邊挑出長度，即可增加水池覆土量，抗浮力增加。

(3) 增加水池底板抗浮塊設計，即采用低標號混凝土澆筑于底板下，并采用鋼筋錨固于底板，增加水池配重。

(4) 當地下水對水池作用的浮力較大時，水池基礎可采用抗浮樁設計，即抗浮樁的摩阻力平衡地下水的浮力作用。

(5) 對于水池底板局部跨度較大時，還需進行“局部抗浮驗算”，以免地下水浮力作用使底板開裂導致工程事故。

此外在施工的過程中。應當具備健全的排水系統，比如管井降水，并保證排水系統能順利進行。

3 水池結構設計策略

對于水池結構設計策略，本文主要從強化結構設計和校核驗算、裂縫成因和結構策略、表面材料的設計與施工要點等方面進行探討，以供參考。

3.1 強化結構設計和校核驗算

在對結構進行計算時，應加以考慮不同方面的因素，做好對建設區域有關情況的勘察，比如水文地質，充分掌握施工的條件，依據工程荷載要求，針對水池結構強度，來執行演算，并進行校核驗算，此外對于混凝土的裂縫寬度，要認真做好檢查。若屬于預應力結構，還要實施抗裂計算，同時組合荷載，最終促使污水池的設計，能滿足有關的施工要求。

3.2 裂縫成因和結構策略

依據有關調查得知，國內已經建成了很多的污水處理廠，污水處理池正處于應用狀態。極有可能會形成垂直裂縫，這會直接影響到污水處理效益。在使用處理池的過程中，往往會形成2種裂縫，一是污水池表面裂縫，這主要源于外壁應力，之后增加至水池界面；二是因為收縮力不夠均勻，進而形成的裂縫。出現這樣的裂縫，在影響到美觀的同時，更為主要的是，針對水池滲水性能，裂縫可對其造成不好的影響。對形成裂縫的原因進行全面的分析，為避免水池出現裂縫的現象，可參考以下內容。針對預制的人行道板，向其中提供伸縮縫，人行道板通常包括兩種，也就是現澆與裝配式道板，道板間距一般介于3～4 cm。針對無蓋水池情況，一般置于池頂部的側面，避免因為出現開裂的現象，而對結構產生影響。針對處理池結構設計，若采用矩形設計方式，在水池的水平方向，要對配筋率進行有效的控制，基于設計要求，配筋率不可低于0.15%。

3.3 表面材料的設計與施工要點

通常而言，在城市中，污水污染是很嚴重的。基于此，在進行設計時，要對防腐進行有效的規劃。在水池的表面，可以抹上適量的防腐涂層，以便能更好保護水池墻，避免污水對水池造成影響。此外，在結構設計方面，要確保具有較好的防滲性能，防止污水污染到地下水。在對混凝土進行選擇時，應選取相應的防滲等級，基于防腐涂層，有效應用環保材料，由此針對池內壁，在具有較好防腐性能的同時，也能有著較強的防滲能力。

4 結 論

通過以上分析得知，要重視結構與水池荷載問題，對截面進行認真的設計，以便促使池的安全強度得到提升；對于水池結構的設計，應嚴格遵守有關的規范，來選取最合適的抗滲等級，同時有效掌控施工質量，以便能滿足水池的防滲要求，同時保證水池得到正常使用；當建完水池結構時，需對池進行回填處理，并第一時間進行分層。