凈水廠水池結構設計與施工的淺析

劉磊

摘要：凈水池結構設計有其特定的技術要求，如防腐抗滲、抗浮等。設計時， 首先要進行各種不同的荷載分析，再進行強度計算、抗裂度、裂縫寬度驗算、抗 浮性驗算等。

關鍵詞：水池結構;設計;施工

一、 水池結構的設計要點

（一） 結構設計應符合規定

根據荷載條件、工程地質條件和水文地質條件，決定是否驗算結構的穩定性 和抗浮性。鋼筋混凝土水池應進行抗裂度或裂縫寬度的驗算。在荷載作用下，構 件截面為軸心受拉或小偏心受拉的狀態時，應進行抗裂度驗算，在構件截面受彎、 大偏心受拉或受壓狀態時，應進行裂縫寬度驗算。在地下水高程較高時，應進行抗浮計算。

（二） 荷載

水壓，就是指池內水壓，是水池的主要載荷之一。設計習慣一般將水池按滿 水計算水壓。主要原因：一方面可能存在誤操作造成滿池，但現在大多數水池在 設計中都考慮溢流;另一方面存在工藝上挖潛可能超過原設計水位。

土壓力，池外有填土的水池，常用朗肯理論計算土的主動壓力。但是土的側 壓力變化因素較多，用這種理論計算的數值往往過大即偏于安全。

地下水壓力，地下水壓對水池底板的托浮力是一種影響底板安全的主要荷 載，水池設計中需要重點考慮。為抵消地下水的抗浮影響，一般采取增加水池抗浮，即在保證水池正常結構安全的情況下，適當增加水池自身的重量，增加混凝土的用量和配筋，以達到抗浮效果，有研究表明，池體需增重 25%以上才能達到抗浮效果。主要措施有：（1）適當增加池壁及底板的厚度、結構構件的截面積等，但通常會引起造價的升高。（2）池頂配重抗浮，但設計時，需要考慮頂部覆土所 帶來的頂板、側壁等荷載增加，從而增加斷面積、配筋導致造價上升，因此池頂 配重抗浮適用于池容、結構負載較小的埋地式水池或半埋地水池來降低造價。為了抗浮，臨沂城第二水源凈水廠采用此種方法，其中平流沉淀池、V 型濾池與 1、2#清水池采用疊加建設以增加自重，并節約了建設用地。采取此種抗浮方法時，施工中應注意，宜在枯水季節施工可以有效降低水泵能耗，達到節約造價的目的。（3）抗拔樁抗浮，即樁體打入地下，通過與其土層的摩擦力來錨固地下水池， 防止水池上浮，但抗拔樁施工過程相對復雜，施工設備占地大、工期較長、造價較高。（4）錨桿抗浮，與抗拔樁的原理類似，此種方法，施工較為方便，錨固效率高，布置靈活，有利于水池底板的防身抗裂。造價相對較低，但對于施工專業 性要求非常高。

溫、濕度荷載，即由于環境的影響，造成結構物產生溫度或濕度的變化，從而引起結構物體的體積變化，當這種體積變化受到約束時，就會產生應力。

一般水池設計中，對結構強度、裂縫開展寬度、抗浮計算，一般均能按照規范要求考慮的較好，但由于溫度、變形以及不均勻沉降所引起的開裂，在工程中 常常遇到。大多數裂縫的工程實例表明，設計對溫度、混凝土收縮變形等因素的 考慮往往少一些。

二、 水池結構施工要點

水池結構施工的重點在于水池底板、池壁施工。對此應有以下要求：

1、混凝土墊層施工前，應檢查地基土質是否與設計資料相符合，是否對地 基進行處理或經過第三方對地基承載力進行過檢測，檢測數值是否符合設計要 求。

2、混凝土墊層在澆筑完成后的2天后，根據設計圖紙進行放線，確定出底 板及柱基的邊線，畫出鋼筋分布線，放置鋼筋并綁扎鋼筋，完成綁扎后，安裝底板模板，固定模板所用的螺栓采用止水螺栓時，一定要求止水螺栓片要有4*4厘米，才能防止此處滲漏，筆者發現，往往好多水池滲漏點出現在這個位置。

3、綁扎鋼筋完成后，應仔細檢查鋼筋直徑、間距、位置、搭接長度或絲接 頭的進絲長度、上下層鋼筋的間距、保護層、預埋件的位置、數量，是否按照圖 紙施工。

4、底板應一次連續澆筑完成，不準留有施工縫，施工的間歇時間不得超過 混凝土的初凝時間，采用插入式振搗棒，特別注意振搗距離、振搗時間。

5、在澆筑混凝土前，應放置止水鋼板并固定，止水鋼板應連續，不準在池 壁垂直方向設置。

6、混凝土澆筑完成后，禁止震動，并及時覆蓋養護，以防止產生裂縫。現 在水池設計中，為了增加混凝土自身的抗滲要求，往往添加幾種添加劑，達到抗滲、防裂要求，必須要求商混站提前做好實驗，并考慮運輸距離;以保證混凝土 的塌落度達到要求;不能在運輸途中或澆筑現場添加水，要嚴格配合比設計及添 加劑使用。

7、在池體固定好模板后，一定要檢查垂直、平整度及頂面的標高，以防止 后期標高過高或過低，引起二次找補。

8、養護時，一定注意水溫的變化。

三、結語

總之，水廠建設中鋼筋混凝土的結構要根據水池的荷載和受力情況合理設 計， 計算荷載、受力并驗算地基承載力和抗浮穩定性， 確定水池結構穩定性。施 工時多注意多個施工要點，嚴格按照規定操作，避免產生問題。

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