浅析给水排水工程结构设计

浅析给水排水工程结构设计

张国忠

潍坊市市政工程养护管理处山东潍坊261041

摘要：随着社会经济的飞速发展下，城市化进程也在不断的加快,给排水工程也得到了相应的发展，其工程结构设计作为工程重点，其设计质量高低直接影响到整个工程安全性及其使用效果。所以，我们必须加强对给排水工程的设计优化。下面就对现阶段给水排水工程结构设计中存在的问题进行分析，希望可供相关人士借鉴。

关键词：给水排水；工程项目；结构设计；问题分析

在我国经济飞速发展下，各种工程设计逐渐出现，为确保用水及排水我国也开始对给排水工程进行详细探究，不论在实践部门还是理论学者都较为重视其方面的探讨。本文就对其存在的问题进行分析。

一、给排水工程结构设计中的问题

1.施工结构设计问题的问题

在工程结构设计过程中，要有一个前期性预测工作，只有做好这一工作才能保障工程结构设计的合理性和可行性，进而保障工程的实用性，但是在我国一些给水排水工程结构设计文件中存在着比较大的问题。

1)文件中没有相应数据

工程设计文件要求的就是对该工程的详细报告，以使决定着进行理性的决定，这一行为决定着工程的质量和施工情况。在我国一些给水排水工程结构设计的文件中没有对一些基本内容作出预测，比如该工程能够使用的最长年限是多久？在发生地震等自然灾害时该工程所能承受的能力等。我国建筑工程质量管理条例和勘查设计管理条例以及可靠度设计统一标准中都对给水排水工程结构设计文件中应当包括的内容进行了详细的规定，这些都是文件中必须的内容，而且是设计者对工程负责的重要凭证。

2)文件中没有明确写明混凝土所含的碱及如何控制

混凝土经常是处于比较湿的环境中，经常是在干燥的情况下转变为比较湿的环境下，在这种情况下如果不能够对混凝土所含的碱进行适当的控制将会造成混凝土在使用时出现膨胀的情况，如果膨胀到一定程度不可避免的会造成断裂。所以应当按照混凝土使用规范所规定的配比标准在文件中进行说明。

2.给排水工程结构设计基础及抗震性的问题

1)工程结构设计中的的地基设计问题

在任何工程设计中做好根基问题都是非常重要的，其也是决定工程的稳定与安全，如果在工程设计中对基础工程不能做到充分和有效的考虑后果将不堪设想。但是我国给水排水工程设计中经常出现忽视地基的问题，按照相关的标准在地基设计中应当做到以下几点，第一，增强基地的强度，在重负荷下能够承受住较大的压力，不至于变形或出现塌方。第二，保障地基不会出现沉降的现象，能够使该工程正常使用。

2)对于给水排水工程结构设计中的抗震性设计问题

另外就是对于抗震性的设计，地震属于自然灾害，其发生具有不可预测性和严重破坏性，所以在给水排水工程设计中应当做好抗震性的工作。由于现代化建设的加速，在抗震性上存在着比较大问题，经常是在地震发生后才能评定是否具有抗震性，在建设设计中不会进行充分的考虑。所以按照相应的规定应当在给水排水工程设计时就对抗震性进行全面的考虑，对于抵抗地震的程度应当参照我国对地震整体测量的数据，对于地震高发区和地震高强度区域要在工程设计时做到严格、综合考虑，并对工程的质量和抗震程度在完工前后分别作出评估，以检验是否能够真正达到相应的效果。3.给排水工程结构计算及配筋的问题

1)单向板或者双向板配筋的原因

单向板配筋时应当充分考虑负荷的问题，可以在选择时取每一个板带的平均数，平衡的设计出框架。但是设计施工人员通常是按照给水排水工程的最底端的负荷值，参考工程的高度进行设计，这种方式将造成严重的浪费。双向板不区分支座和工程的内部及外部统一按照同样标准的配置，这种设计将使钢筋的使用量明显增加，耗费了比较大的资源还不能起到应有的效果。

2)该类工程中钢筋的搭接构造不符合相应规范的要求

在该类工程构造和设计中应当做好钢筋彼此之间的搭接问题，这样才能保障工程的稳定和安全使用，但是在现代给水排水工程的设计中，计算相应数据时搭建钢筋时通常不能做到与相应的标准一致。比如在长方形的工程结构中，外部平衡的钢筋搭建问题；竖向的钢筋如何搭建问题；在圆形的水池底板如何搭建钢筋的问题等。

二、给排水管道结构设计分析

1.结构形式。管道的结构形式主要由给排水专业确定，结构专业应根据管道的用途（给水还是排水，污水还是雨水）、工作环境（承压还是非承压）、口径、流量、埋置深度、水文地质情况、敷设方式和经济指标等从专业角度提出参考意见。一般情况下，承压管道常采用预应力钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、玻璃钢管、UPVC管、PE管、现浇钢筋混凝士箱涵。非承压管常采用混凝土管、钢筋混凝土管、砌体盖板涵、现浇钢筋混凝土箱涵等。当污水管道口径较大时应采用现浇钢筋混凝土箱涵，特殊情况、特殊地段（过河渠、公路、铁路等）、局部地段非承压管也采用钢管等形式。大型市政给排水管道工程也有采用盾构结构形式的。

2.结构设计。根据管道规格、埋置深度、地面荷载、地下水位、工作和试验压力对管道的刚度和强度进行计算及复核，提供管道壁厚、管道等级、或结构配筋图。对于一些必须采取加固方法才能满足刚度和强度要求的管道，应根据计算采用具体的加强加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或钢筋混凝土包管等，当钢管计算出的壁厚不经济时，应采用加肋的方法处理。加固的具体方式和方法应根据实际情况和经济指标来确定。

3.敷设方式。敷设方式的选择应根据埋置深度、地面地下障碍物等因素确定，一般有沟埋式、上埋式、顶管及架空，较为常用敷设方式采用沟埋式，当沟埋式有一定的难度时，可选择顶管和架空等敷设方式。不同的敷设方式，其结构设计亦不同。

4.抗震设计。（1）场地和管材的选择。确定管线走向时应尽量避开对抗震不利的场地、地基，如不可避免而必须通过地震断裂带或可液化土地基时，应根据工程的重要性、使用条件综合考虑。给水管道应选择抗拉、抗折强度高且具有较好延性的钢管，并要求做好防腐措施。（2）构造措施。承插管设置柔性连接；砖石砌体的矩形、拱形无压管道，除砌体材料应满足砖石结构抗震要求外，一般可加强整体刚度（顶底板采用整体式）、减少在地震影响下产生的变形，提高管道的抗震性能；圆形排水管应设置不小于l20度的混凝土管基，管道接口采用钢丝网水泥带，液化地段采用柔性接口的钢筋混凝土管；管道附属构筑物应采用符合抗震要求的材料和整体刚度好的结构型式。

三、给排水工程结构设计的展望分析

在现阶段，我国给水排水工程结构设计还远远不符合要求，前面已经对相应的问题进行了分析，但是由于笔者对该问题研究的深度和对相应理论探讨的广度等原因，还不能对该问题进行全面、充分的理解，所以只能根据笔者在施工设计中和对相关问题的理解提供一些建议。

由于该类工程是关系到国计民生的大工程，通常在每个地方都是不可缺少的，所以在该类工程设计时应当引起相应部门的充分认识，做好设计工作。在设计中首先就是对该地区的地貌特征进行充分的勘查，采取地震部门和其他部门的相关数据尽心全面的考虑。尤其是对于抗震性的设计，前面已经进行了论述，由于地震的发生没有可预测性和高强度的破坏性所以应当做好工程设计的防震问题，不能以该地区没有强镇发生就有所懈怠。未来给水排水工程设计时还应当在做好解决上述问题的前提下，充分利用科技的力量，发挥高科技的优势。对于工程设计前、施工中及完工后的效果和结构设计都利用科技进行检测和评估，保证工程的实用性和安全稳定性。

四、结语：

给排水工程的重要性在现代化城市中不言而喻，因此我国相关部门在给排水工程设计的时候，应充分解决上述问题，面对存在的问题工程应及时采取措施进程处理。为进一步的保证工程正确运作及安全，应加强对施工各环节监督，成立专门的监督机构，对设计后、施工前的情况进行审核，及时的提出合理改进的措施，在施工中更加注重监督检查，确保施工人员能够负责、严格按照要求完成工作。

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