鄧 兵

武漢日新科技股份有限公司 湖北 武漢 430000

1 前言

水池在土建工程中，對于給水排水來說至關重要，直接影響著構筑物的水處理，水池構筑物的經費占土建工程造價的65%以上。水池結構設計方案對水池的造價有重要的影響，如何因地制宜，合理選擇適合當地的水池造型以及結構布局的科學性，對水池結構設計來說至關重要。水池構筑物工作不僅關乎土建工程的發(fā)展，而且在土建工程中也占據相當大的一部分，水池結構設計的合理性也與工程款的使用方向密切相關。文章針對水池構筑物的結構設計問題進行分析探究，找出合理的設計方案，不斷更新設計，在保證滿足工藝需求的同時，也能兼顧安全經濟性。

2 水池構筑物結構設計存在的幾個問題

結合水池構筑物結構設計與筆者實地考察的親身經歷，筆者認為，水池的結構設計存在的主要問題有以下幾個方面：

2.1 池壁設計方案考慮不完善

水池池壁是水池的邊界，一方面承受來自水池內的水壓，另一方面承受水池之外土的側向壓力以及地下水壓的側向壓力。在進行水池設計過程中，現行的水池池壁設計方案缺乏對池壁裂縫的多工況場景分析。導致水池池壁出現裂縫的設計方面的因素主要有一下幾點：（1）設計時候未考慮溫度應力；（2）未考慮混凝土凝固收縮；（3）未考慮最不利工況的組合；（4）選擇的池壁結構體系存在問題；（5）對施工縫處的防滲防裂設計不合理；（6）對超長水池膨脹加強帶、后澆帶的設置不合理；（7）結構計算時未按環(huán)境等級考慮裂縫的控制等級；（8）水池設計時候混凝土防滲等級的選擇不準確；（9）內池壁兩側是否對稱注水試驗或者分格注水試驗；（10）池壁與頂板及底板交接處是否合理加腋處理；（11）池壁與池壁交接處是否合理加腋處理；（12）伸縮縫的設置位置及設計的不合理性；以上這些問題在結構設計過程中考慮不完善均會造成水池池壁出現裂縫超標，從而導致水池滲漏，很多工業(yè)廠區(qū)、化工廠區(qū)、自來水廠、污水處理廠如果出現滲漏的現象就會造成水土污染，影響周邊生活的人員的生命健康。

2.2 水池抗浮考慮不完善

對于許多建設在地下水位較高的水池以及一些全埋地水池、半地埋水池，設計師應該充分考慮到地下水的水位變化對水池的不利影響，設計時必須考慮水池整體抗浮與局部抗浮。

2.3 防滲漏問題

水池最重要的功能之一就是水處理，在此過程中，水池的狀態(tài)大多數時候是處于有水狀態(tài)的，在此情況下的鋼筋混凝土結構是帶裂縫工作的，一旦裂縫寬度超過規(guī)定的標準對其裂縫的允許值，就會出現滲漏現象。

2.4 結構設計總體原則出現偏差

混凝土水池開裂是最為常見的問題之一，在結構設計中最好結合全球先進的設計思想，結合水池的使用場景，選擇合適的建筑防水形式和防腐形式，必須執(zhí)行“高標準嚴要求”的原則進行設計優(yōu)化，同時消除主觀因素對結構的不良效應，選擇最合理的結構設計方案，均衡設計與施工兩方面的安全性與經濟性。此外，考慮到水池的超長結構，選擇科學合理的方式方法在最大程度上降低工程成本，為長時間的使用壽命奠定堅厚的基礎。

水池的主要結構是池墻與底板，總體大致上可分為地面以下、地面以上、地上地下各一半三種埋深形式。設計工程師在對水池進行結構設計的時候，專業(yè)的人員應根據場地進行全方位、多角度的實地考察，收集相關數據并輸入計算機進行模擬操作，結合同行業(yè)的多年設計經驗，嘗試多種可能并從中選擇最佳的設計方案。

3 水池構筑物結構設計的幾個要點

針對以上筆者所分析的水池筑建物在結構設計存在的幾方面問題，筆者認為，設計方案的完善應該從以下方面著手，進而對水池建筑物結構設計工作進行有效提升，從水處理工藝設計技術出發(fā)，抓住結構設計中容易出錯的地方、充分解讀地勘報告并實地考察，這樣就能保證前期設計時候的資料輸入的正確性和完整性。從而解決水池設計中最容易出錯的抗浮問題和滲漏問題。

3.1 解決水池抗浮問題

水池抗浮設計優(yōu)先考慮的是自重抗浮，綜合考慮池體埋深較淺，在水池自身重量與當地的地下水浮力相差無幾的時候，就選擇使用該種方案。當地水位較高，水浮力大出水池自重很多時候，就要考慮底板配重抗浮或者底板拉錨抗浮。

第一種方法是通過加大池墻或者底板的厚度，以此來大幅度增加自身重量，雖然截面增加了，并且增加了混凝土的使用量，但相應的可以減少鋼筋使用數量，這樣操作不僅水池建造的成本增加不大，而且大大提高了結構的整體剛度，而且施工簡便。

第二種方法是通過加大配重以提高自身吃水能力，在有上方蓋子的水池頂面增加設備間或者加大底板外挑面積，從而考慮周邊土的壓重。但是這種方法常常在中小型水池的設計方案中出現，對于水池平面面積較大的水池不適用，因為這會導致底板局部抗浮達不到現行標準，而且這種方法對于其他建筑物的施工造成不便，嚴重影響其他建筑物的施工進度，也對有可能周邊的管線設計造成不利影響。

第三種方法是采用拉錨法，在水池底板根據地質情況的不同選擇用樁基或錨桿將水池錨在基底土層上，也可以增加其抗浮能力。采用這種方法能夠有效地解決抗浮問題，不僅使水池在設計上滿足整體抗浮的規(guī)范標準，還能消除水池在局部抗浮的問題，但是此種方法施工難度相對較大，錨桿和樁基施工圖成本會增加不少，一般只有地質情況不好的情況下才會用該方法（樁基既可以豎向抗壓，當高水位時候又可以提供抗拔力）。

3.2 解決防滲漏問題

水池常常出現的問題有滲漏問題，該問題的發(fā)生主要是因為鋼筋混凝土構件隨著時間的推移，慢慢產生了裂縫，通常情況下有下列慣用的方法來減小裂縫：

（1）向混凝土中注入添加劑，盡可能減少水泥的使用劑量，采用這個方式可以大幅度降低水化熱，防止混凝土的開裂，這樣一方面減少了水泥的用量，另一方面提高了混凝土的綜合性能；

（2）科學合理的使用減水劑能夠降低混凝土發(fā)生收縮、形變，大幅度增加混凝土的抗裂、抗壓性能；

（3）分層澆筑混凝土，充分將其振搗，避免出現混凝土混合不均勻、不緊實和缺乏混合的現象；

（4）盡量在水泥縫隙處的剛性止水板處雙面滿焊，將所有的零件進行表面清潔之后在進行雙面焊接；

（5）在設計水池的時候盡可能使水池的底板落在同一持力層上，如果土層分布差異較大，應該對地基土進行換土，改善土質，增加水池的合理性。

3.3 抗凍設計措施

抗凍能力對于給排水工程中的水池結構物至關重要, 工程設計師們需要在這一方面下足功夫, 積極運用各式各樣的手段, 保證在實際的動土施工期間, 科學、合理地解決凍裂問題。例如：在設計地上地下各一半的水池結構物的時候, 工程師們應該綜合考慮嚴寒季節(jié)對于結構的影響,溫度極低的情況下，重視抗凍外加劑的注入并設計保暖系統(tǒng)等相關的保暖措施等，滿足水池在實際生活中的發(fā)展需求。下列淺析水池筑建物抗凍的相關措施：

對于水池構建物的抗凍設計措施，水池的建筑師需要科學、合理地開展抗凍設計工作, 基于結構設計的需求, 科學摻合化學添加劑以增加水池的強度, 加強水池筑建物進的抗凍能力,還可以結合國內外優(yōu)秀的設計方案，選擇購置具有變化土壤物理學性質的添加劑，防止出現結構破壞與形變的現象, 慢慢提升水池的整體性能。同時, 需要對水池所在地的土地基礎進行全面改善, 也就是對水池所在地的土壤質量進行“升級”, 例如:應用換土的方式對地基土進行處理, 改變原先質量差的土壤，應用質量高的土壤，提高水池安全性與可靠性, 消除隱藏存在的各類問題。

3.4 水池結構物構造設計措施

設計師們在繪制工程制圖時，需要具有大局觀，全方面綜合考慮以提高設計工作水平與質量。首先, 設計者需要對池墻的整體進行伸縮測試，使其之間的縫得到全面的處理,避免在長期的工作狀態(tài)之下出現的扭曲現象, 必要時可以使用加強柱的設計方式加強水池結構。最后,設計人員需要有依據的開展明梁與暗柱的設計工作, 提高水池結構抗阻性能與抗裂性能。

4 結束語

綜上所述，現存的水池結構設計或多或少都存在一定的問題，制約了工程效益?；诖耍P者針對水池的具體問題提出幾點促進水池結構設計的措施，提高水池結構質量，加強水池結構設計的合理性與科學性，保證相關設計能夠達到給排水工程的標準。