市政给排水工程水池构筑物设计分析

市政给排水工程水池构筑物设计分析

马祥

130724199412014433

摘要：为了推动市政给排水工程稳定建设和发展，文章围绕市政给排水工程水池构筑物的结构设计进行分析。首先从现实情况出发，讨论了水池构筑物设计过程中存在的问题，随后分析了水池构筑物的设计要点，最后围绕相关问题，从设计层面入手，提出了问题的应对措施，希望为相关研究提供有益参考。

关键词：市政工程给排水；水池构筑物；结构设计

1 市政给排水工程水池构筑物结构设计存在的问题

1.1 渗漏问题

水池是市政给排水工程的一种典型构筑物，渗漏问题是其结构设计的常见问题。通过做好水池结构防渗漏设计，不仅可以节约大量的水资源，还能防止污水外泄，污染土壤环境。但当下在水池结构防渗设计方面，依然存在很多问题。例如，水池结构设计主要采用了混凝土材料。为了保障水池结构具有良好的承载能力，必须采用大量水泥材料，提升混凝土结构强度。但这种水泥材料与水接触时，会产生大量的水化热。最终导致混凝土内外温差较大，产生结构变形，引起混凝土裂缝问题。这一问题会造成水池构筑物出现渗漏现象，严重破坏水池的抗渗性。在实际设计时，少部分设计工作人员还存在设计不规范问题，从而影响了水池构筑物结构稳定性，引起水池渗漏问题。除此之外，混凝土水池构筑物设计中的配筋设计也非常重要。如果不结合水池构筑物实际形状合理设计配筋，易影响水池构筑物的防渗性，造成贯穿裂缝问题出现。因此，在对市政工程水池构筑物结构设计时，必须提高对防渗问题的重视程度，解决渗漏问题，从而更好地保障水池构筑物设计质量。

1.2 功能问题

在市政给排水工程中，水池构筑物发挥着非常重要的功能。而水池结构设计是保证其功能发挥的重要前提条件。但从实际设计情况看，依然存在水池功能价值难以充分发挥的问题。一般情况下，市政给排水工程中的水池是重要的储水构筑物，整体的结构规模比较大，自身需要承受较大的内部水压力。如果没有做好合理的结构设计，将很容易出现质量问题，导致水池结构功能难以有效发挥。在水池构筑物中，还会连接有很多给排水管道，作为构筑物的组成部分，如果没有做好合理设计，再加上外部环境侵蚀影响，易导致水池管道出现接口松动、裂缝等问题，严重影响给排水管道作用的发挥。除此之外，水池构筑物常年暴露于自然环境中，受种种因素的影响，易出现沉降问题，导致水池正常功能发挥受限，不利于市政给排水工程正常作用的发挥。

1.3 上浮问题

在市政给排水工程中，水池构筑物一般会存储大量水资源。尽管这些水资源的来源和用途有所差异，但核心功能基本一致。当前在进行水池构筑物结构设计时，应提高对水池位置设计的重视程度。若没有做好合理的位置选择，再加上结构设计存在问题，将很容易在完成水池结构设计后出现上浮问题，这对水池构筑物正常运行带来严重的影响。若设计人员没有控制好最低水位，当水池内最低水位比外部区域水位线低时，就会出现水池上浮现象。在整个设计过程中，水池设计位置的选择非常关键。如果选择的水池位置地势较低，在雨季来临时，外部降水增加，大量雨水汇集，地下水位将会高于水池最低水位，从而引起水池上浮。

2 市政给排水工程水池构筑物设计要点

2.1 水池构筑物结构设计

市政给排水工程中的水池构筑物实际运行的过程中，主要负责进行排污、污水处理及储水、供水，实际需求不同，水池构筑物在结构形式设计方面也会有所差异，并且相关水池结构设计措施必须符合国家相关规范规定要求。在结合实际功能需求，确定水池具体的结构形式后，还需要进行水池强度检测验算。在这一过程中，需要结合实际的水文地质条件、荷载条件等，保障水池验算结构的稳定性。水池结构的大小及相关工艺尺寸，也需要参考上述种种条件进行确定。

当前市政给排水工程的水池结构设计形式主要包括两种，一是圆形结构，二是矩形结构。其中以水池的底部是否有挡板作为划分依据，又可以将水池结构形式分为“有盖水池”与“敞口水池”两种结构形式。此外，在划分水池结构形式时，还可以将水池是否有隔离墙作为划分依据，具体分为“单格水池结构”与“双格水池结构”。不同的水池结构设计会对水池功能作用发挥造成较大的影响。

2.2 水池荷载设计

在市政给排水工程中，水池构筑物是一项非常重要的组成部分，在水源供给、污水处理、排水、蓄水等方面发挥着非常重要的作用。为了满足上述作用价值发挥，在实际进行水池构筑物结构设计时，必须提高对荷载设计的重视程度。对水池构筑物而言，荷载压力的来源包括多方面，比如地下水压力、池水压力、土压力等。同时水池荷载组合也比较多变，常见的有水池自重+水压力、水池自重+水压力+温差荷载等。在实际进行荷载设计时，必须提高对上述荷载压力的重视。首先，应注重满足水池水压力设计要求。一般可以在满水状态下，准确计算出水池需要承受的荷载水压，从而避免水池结构难以承受荷载水压出现损毁问题。与此同时，还应考虑到土壤对水池带来的压力。例如，在一些水池结构设计中，需要在水池结构外围进行填土，从而保证水池内外两侧压力均衡。

3 市政给排水工程水池构筑物结构设计问题的应对策略

3.1 渗漏问题处理

通过分析水池渗漏的原因，可以发现主要是因为水池混凝土结构裂缝所造成，因此必须解决混凝土裂缝问题。

应在设计阶段做好水池混凝土材料的科学合理选择。在这一过程中，需要设计人员结合水池实际规模与强度要求，合理确定混凝土材料的强度等级，满足水池结构强度要求。为了避免水泥水化热造成混凝土裂缝，还应注重加强混凝土配比设计，在保证水泥混凝土强度的前提下，合理减少水泥的用量，降低水化热，避免混凝土出现裂缝，造成渗漏问题。

3.2 质量问题处理

在设计过程中，应结合实际情况，科学合理选择水池形态。与此同时，还应结合市政给排水工程的实际规范和相关要求，合理设计水池的长度，做好水池构造的设计，从而确保水池构筑物与整体市政给排水工程有着良好的适配性。

在实际设计池壁时，应以悬臂板设定为主。为保证水池整体设计质量，要求水池池体在地面下1.5～3.0 m。与此同时，要求沉降指数能满足相关的设计标准。在设计池壁与池底的厚度时，同样需要结合储水量大小，合理进行设计。在整个设计过程中，应遵循池体设计的规范，保证水池设计质量。在这一过程中，需要考虑诸多因素，比如温差和池底内部水压等，然后以此为依据，加强对池壁和底板的厚度的科学合理控制。对水池构筑物而言，沉降的产生主要是因为水池在蓄满水后，自重增加，对水池底部荷载压力较大。当水池地基土质松软，难以承受水池蓄水荷载压力时，将会引起沉降问题。为了解决这一问题，在设计阶段，应合理计算水池注满水时的重量，做好水池结构安全系数计算。与此同时，还应对水池底部松软的土壤进行换填，或者开挖至良好的土层。在水池底部，还可以选择加入厚度适中、级配良好的换填土，有效解决软土地质带来的水池沉降质量问题。在水池底板位置处合理设置桩基础，从而有效解决水池沉降质量问题。

结束语

市政给排水工程构筑物结构设计是一项专业系统复杂的内容，在实际设计的过程中，必须结合实际情况，了解存在的设计问题，把握其中一些构筑物的设计要点，保证构筑物设计质量水平。还应结合其中存在的问题，采取有效的应对措施，解决构筑物结构设计中存在的问题，从而促使给排水工程中的构筑物发挥出应有的作用，推动市政给排水工程建设更好地发展。

参考文献

[1]赵欣.预应力混凝土水池优化设计[J].建筑结构,2018,48(S1):581-585.

[2]李飞,孙俊,张飞,等.基于极限平衡法的临河基坑有限主动土压力分析[J].广西大学学报(自然科学版),2019,44(4):1076-1084.