市政給排水工程超長不設(shè)縫 水池結(jié)構(gòu)設(shè)計方法分析

于孔瑜 宋照樺

近幾年來，我國城市化發(fā)展進程逐步推進，城市內(nèi)部配套設(shè)施給排水工程的規(guī)模也呈現(xiàn)了逐年擴展的趨勢，在這一情況下，有必要對市政改造工程結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工相關(guān)內(nèi)容作出分析，本文主要針對市政給排水工程超長不設(shè)縫水池的結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工相關(guān)內(nèi)容作出探究，望本文所做分析能為業(yè)內(nèi)研究人士提供參考。

自進入21世紀(jì)以來，我國社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展，取得了顯著成效，這一過程中城市內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施也在不斷完善，以市政給排水工程為例，工程規(guī)模逐步拓展，并且實施結(jié)構(gòu)尺寸逐年增大，在水池結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計要求，進行全面系統(tǒng)化的分析，而水池結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中影響較為顯著的貫通式伸縮縫如何設(shè)置是設(shè)計人員必須思考的問題，在設(shè)計過程中要充分考慮水池結(jié)構(gòu)的整體性，盡可能使得伸縮縫的設(shè)計與整體的施工標(biāo)準(zhǔn)相一致，從而構(gòu)造高質(zhì)量的水池結(jié)構(gòu)，而本文主要針對某個市政給排水工程超長不設(shè)縫水池結(jié)構(gòu)設(shè)計案例進行分析，探究了不設(shè)伸縮縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路，期望能為相關(guān)的設(shè)計人員提供參考。

一、某市政設(shè)施工程的實際情況

以某市中的水池工程為典型對工程中超長不設(shè)縫設(shè)計結(jié)構(gòu)進行分析，該水池屬于吸水井與集水井并存的工程類型，垂直高度在11米到15米的范圍內(nèi)，吸水井地上高度約為8米，集水井地面高度約為8米，水池內(nèi)配備了相應(yīng)的保溫措施，并且地面池壁也做出了相應(yīng)的保溫處理，水池內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流墻，有針對性地進行了抗裂性能的設(shè)計，預(yù)計使用年限為50年。

針對以上市政給排水工程設(shè)計情況分析集水池與吸水井結(jié)構(gòu)方案，在方案設(shè)計的過程中需要充分考慮設(shè)縫方案與不設(shè)縫方案兩者之間的對比，其中設(shè)縫方案是相對常規(guī)的方案類型，該方案主要將底板與頂板等分開處理，并且有針對性地設(shè)置伸縮縫，將整個池體分為若干部分。而另一方面，頂板不設(shè)縫方案則是指在水池結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中不設(shè)置伸縮縫，頂部采取預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)計方案，并且底板不設(shè)置變形縫。

二、市政給排水工程水池結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

對兩種方案的優(yōu)缺點進行分析與探究，第一，設(shè)縫方案其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在無論是施工技術(shù)手段還是設(shè)計理念都已相對成熟，不必運用特殊的處理方式，施工手段趨于簡潔化、便捷化，不必采用過于繁雜的施工手段，可以大大提高施工效率，有助于施工進度的有力推進。但是該方案也存在許多的不足，主要體現(xiàn)在伸縮縫的設(shè)置長度都會在15米到30米的范圍之內(nèi)，所以設(shè)計人員在伸縮縫設(shè)計過程中要考慮設(shè)置多個伸縮縫，而伸縮縫過多的設(shè)置將會導(dǎo)致水池內(nèi)部結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，如若未能進行有效的處理將會伴隨著縫內(nèi)漏水等問題，給日后的維護帶來極大的難度。

第二，針對不設(shè)縫方案的優(yōu)缺點進行分析，該方案主要運用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，可以規(guī)避裂縫等安全隱患，且整個水池的結(jié)構(gòu)為擋墻結(jié)構(gòu)，池壁與底部間形成較強的應(yīng)力，使得整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固、可靠。該方案的整體優(yōu)點體現(xiàn)在無需設(shè)置擋墻結(jié)構(gòu)，對于水流條件的影響相對較小。但是這一方案也存在相應(yīng)的不足，由于將整個結(jié)構(gòu)分成了若干個模塊，因此沉降效果以及施工質(zhì)量都會存在一定的差異性，如若受外在條件影響，其中包括溫度影響等，極易產(chǎn)生變形等問題。

第三，整體結(jié)構(gòu)不設(shè)縫方案的優(yōu)點主要體現(xiàn)在實體中不必設(shè)置阻水墻體，并且水池雖被分成了各個模塊，但模塊產(chǎn)生變形的幾率相對較小。而其不足則表現(xiàn)在受外在條件影響相對明顯，尤其是溫度變化所造成的影響，很大程度上會影響工期，亦或是涉及投入大量的資金，進而提高工程施工成本。

對以上幾種市政給排水水池結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行對比與分析，而后可知基于現(xiàn)階段市政給排水工程施工需求，有必要參照工藝使用的標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合現(xiàn)階段水池的使用情況，予以系統(tǒng)化思考，經(jīng)對比分析后發(fā)現(xiàn)設(shè)計環(huán)節(jié)不設(shè)縫方案的應(yīng)用優(yōu)勢較為突出，尤其是針對超長不設(shè)縫水池結(jié)構(gòu)設(shè)計，該方案的專業(yè)性較強，并且可以極大地保證水池結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性與合理性。

三、超長不設(shè)縫結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

水池設(shè)計過程中采取超長不設(shè)縫方案，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中主要采取分縫設(shè)計的形式，然后有針對性地設(shè)計多道伸縮縫，進而完成整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化。很多時候由于水池高度以及水位高度較深，以不設(shè)縫方案來減少裂縫等問題，并且確保剛度中心的均衡性，與分縫設(shè)計相比，大大提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，也一定程度上減少了施工任務(wù)量。所以，在市政給排水工程施工過程中超長不設(shè)縫水池結(jié)構(gòu)設(shè)計已成必然趨勢，應(yīng)根據(jù)水池設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，重點解決溫度應(yīng)力等相關(guān)問題。從以下三方面入手確保處理效率，第一，結(jié)合混凝土強度對結(jié)構(gòu)的抗拉力進行控制與調(diào)整，通過預(yù)應(yīng)壓力以及混凝土收縮等施工措施，最大程度地降低變形等問題，避免因溫度變化造成必要的影響；第二，采用永久性伸縮縫，減少溫度的影響，并降低結(jié)構(gòu)變形的概率；第三，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中通過工藝手段的控制、混凝土配合比的調(diào)整、養(yǎng)護措施的優(yōu)化、添加劑的摻和等應(yīng)對結(jié)構(gòu)變形的問題。如若溫度應(yīng)力相對顯著，那么則要對相關(guān)區(qū)域設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋，確保其強度達到結(jié)構(gòu)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)。

對具體的設(shè)計方案進行分析，細(xì)化處理內(nèi)容，應(yīng)從以下幾方面入手予以落實。其一，相應(yīng)的增加配筋。對于水池結(jié)構(gòu)中可能出現(xiàn)裂縫的位置，有針對性地提高防滲性能，以增設(shè)配筋的方法，確保區(qū)域強度符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)；其二，設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋。以有限元程序為載體，計算水池內(nèi)部溫度變化，從而掌握水池不同區(qū)域受溫度的影響情況，在此之后，掌握溫度變化所帶來的應(yīng)力變化規(guī)律，最后則要參考規(guī)律，進一步優(yōu)化水池頂板設(shè)計方案，采取預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)置方式，重點控制內(nèi)水作用；其三，預(yù)留后澆帶。在方案設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)確定施工過程中的區(qū)域范圍、具體措施以及施工規(guī)模等，在確定結(jié)構(gòu)設(shè)計整體思路的前提下，確保施工溫度的適應(yīng)性，并采取相對合理的封閉時間，確保該階段施工質(zhì)量與施工效率；其四，合理控制混凝土結(jié)構(gòu)。在混凝土設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)有效加工混凝土，采用科學(xué)的控制方案，重點實施材料的配比，在混凝土施工全過程應(yīng)重點控制施工質(zhì)量，在早期規(guī)避裂縫的問題，從而規(guī)避水池內(nèi)部的裂縫隱患。

四、市政給排水工程超長不設(shè)縫水池施工方案

第一，設(shè)置滑動層。超長不設(shè)縫方案施工過程中應(yīng)做好底板施工前的處理，其中滑動層的設(shè)置是重中之重，在施工過程中首先鋪上細(xì)沙，然后在滑動層設(shè)置過程中控制塑料布的密度、伸拉強度以及橫縱向直角撕裂強度等等。

第二，設(shè)置后澆帶。后澆帶的設(shè)置是水池底板質(zhì)量控制中的重點內(nèi)容，在后澆帶設(shè)置環(huán)節(jié)應(yīng)優(yōu)化寬度，保留后澆帶區(qū)域內(nèi)的鋼筋，在施工過程中采取混凝土澆筑的方式，在頂板施工完成后進一步開展施工工作，施工原則應(yīng)為先底板后池壁，而在后澆帶施工環(huán)節(jié)，則要注重混凝土質(zhì)量的控制，通過相應(yīng)的添加膨脹劑，達到更好的施工效果，同時也要選擇在相對低溫的時段內(nèi)完成混凝土澆筑等相關(guān)施工任務(wù)。

第三，混凝土施工控制。混凝土施工控制主要體現(xiàn)在混凝土配比環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)、攪拌運輸環(huán)節(jié)以及溫度控制環(huán)節(jié)等多個方面，如在施工過程中，若要確保混凝土質(zhì)量就要適當(dāng)?shù)靥砑油饧觿瑥亩苊獬霈F(xiàn)混凝土裂縫等問題，而摻入量的控制應(yīng)根據(jù)混凝土使用性能、水池部位、工程等級等進行分析，從而做出最終決定。

第四，頂板施工。頂板主要負(fù)責(zé)承載水池內(nèi)部水荷載拉力，因此在頂板施工過程中要重視與其他模塊之間的銜接，確保頂板有效固定在池壁之上。

五、結(jié)語

綜上所述，文章主要針對市政給排水工程超長不設(shè)縫結(jié)構(gòu)設(shè)計方法相關(guān)內(nèi)容作出分析，分別針對市政給排水工程水池結(jié)構(gòu)設(shè)計方法以及不同設(shè)計方法的特點進行分析，然后重點針對超長不設(shè)縫結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以及施工措施進行探究，期望本文所做分析能為有關(guān)的業(yè)內(nèi)研究人士提供借鑒。