市政污水处理厂水池结构设计要点探究
邱照舒
摘 要：近年来，我国现代工业化的发展和城市化進程的不断推进，使环境污染形势进一步加剧，特别是污水排放方面，给人们的身体健康及用水安全带来了极大威胁。在市政污水处理厂中的排放污水往往要进行沉沙、生化等一系列的处理后方可排放，所以其水池结构能否得到合理设计，对于污水处理工作有着巨大影响。鉴于此，本文便分析污水处理厂水池结构设计工作，探讨设计过程中存在的具体问题，在此基础上提出相应的解决策略。
关键词：市政工程;污水处理厂;水池结构;设计要点
文章编号：2095-4085（2020）10-0039-02
由于城市污水的处理难度很大，花费成本较高，并且对城市污水的源头化管理无法有效实施，这使得城市污水只能进行后期处理。而在城市污水处理厂中，对水池结构的设计是关键环节，只有确保水池结构得到合理的设计，才能使其功能及作用得到有效发挥。为此，以下便深入探讨市政污水处理厂水池结构的相关设计要点。
1 市政污水处理厂水池结构的关键设计要素
1.1 水池结构形式
在市政污水处理厂中，对水池具体结构与尺寸的确定是按照工艺专业来进行的，不同工艺专业有着相应的工艺要求，而工艺要求的不同也会使水池产生不同的结构形式。并且以水池的平面形式来进行划分，可分为矩形水池与圆形水池;而按照是否具有顶板，则可将水池划分成有盖水池与敞口水池;按照水池是否设立隔墙，可将其划分成多格水池和单格水池。
1.2 荷载组合
水池受到的荷载作用主要包括三种，一种是水池结构的自身自重，即其结构中的钢筋混凝土容重和其截面尺寸的乘积，另一种是土压力，可通过朗肯土压力公式来对其具体值进行计算，而水池的地下水位以下的土压力则可通过土的浮重度来进行计算。最后一种是水池中水的压力，可通过设计水位的静水压力来进行具体值的计算。
如果水池设置了顶板，并且顶板上还用一层土进行了覆盖，则需对顶板所受到的土的荷载进行计算。并且，污水处理池中的水在温度与湿度上的不同，也会使其对水池的作用力发生变化。对于上述荷载来说，其荷载组合形式主要包括四种，其一是池内无水，池外无土;其二是池内无水但池外有土;其三是池内满水但池外无土;其四是池内满水并且池外有土。在设计水池结构时必须要对上述四种常见的荷载组合形式进行充分考虑，并且按照其中荷载组合最为不利的情况下来开展设计工作。
1.3 截面设计
在市政污水处理厂水池结构设计中，对其截面进行科学设计是非常关键的，在确保水池池壁和其底盘达到设计强度的基础上，最大限度的降低成本，并且能够满足最小构造要求。在此过程中，应对不同的水池结构形式实施模型假设，并分析不同工况下的水池荷载组合的作用力，以确保水池池壁与底板能够同时满足正常状态下的裂缝要求与承载强度。
2 市政污水处理厂水池结构设计中需要注意的问题
在市政污水处理厂水池结构的设计中，对其进行力学计算较为简单，不过仍有一些事项和细节需要进行重视，其中以防渗漏问题与水池底板抗浮问题最为常见，因此在水池结构设计工作中需要将这两个问题作为考虑的重点，以此实现对水池结构的优化设计。
2.1 底板抗浮问题
对于市政污水处理厂来说，其选址通常处于河道周边，而这些地方一般有着较高的地下水位。在对埋地式水池进行设计时，便要对地下水位可能造成的不利影响进行充分考虑，以避免水池的底板受到地下水位的上升作用而浮起，为此需要对水池底板开展整体与局部的抗浮计算，防止水池在使用过程中受到影响。通常来说，水池底盘的抗浮性不足问题会在两种情况下出现，第一种情况是设计人员在对水池进行设计时是依据地勘报告中提供的水位来进行取值的，因水池构筑物和建筑物有着本质的不同，水池的重量是比较轻的，但其所在位置由于处于河道周边，这使得水池位置中的地下水位会出现较大的变化，而地质勘察单位又无法对该位置的地下水位最高值进行准确勘测，这便会导致水池底盘抗浮性不足问题的出现。为了解决该问题，一般要将水池地面下方0.5m处的水位作为其底盘的抗浮水位。第二种情况是构筑物虽然能够满足整体抗浮，但因池体具有较大的平面尺寸，这使得池体中的局部会因难以达到设计规范中的抗浮要求而造成底板出现开裂，进而影响到底板的抗浮性。
2.2 防渗漏问题
市政污水处理厂在通过水池进行污水处理时，水池基本都是有水的，但由于水池是采用的钢筋混凝土结构，而钢筋混凝土中的裂缝宽度如果不在施工过程中加以控制，便会产生渗漏问题。钢筋混凝土之所以会产生裂缝，其原因可能来自于以下方面，其一是钢筋混凝土结构在施工过程中会因混凝土收缩短变形而产生较大的内部拉应力，拉应力会降低混凝土的抗拉强度，进而造成混凝土表面产生裂缝;其二是没有对混凝土进行均匀的振捣，进而使混凝土形成类似蜂窝状的结构，从而造成水分渗入到混凝土结构中;其三是在浇筑水池底板时，没有和池墙一起浇筑，因两者在浇筑中是相互分开的，而水施工缝止水板在施工中也未严格按照要求进行焊接，便会出现渗水问题;其四是没有对地基进行科学的处理，进而造成水池会因地基沉降不够均匀而产生裂缝。
3 市政污水处理厂水池结构设计的相关要点分析
在市政污水处理厂水池结构设计工作中，需要高度重视底盘抗浮与防渗透问题，在此过程中，需要结合现有技术，明确设计中的相关要点，以使这两大问题得到切实的解决。
3.1 底板抗浮设计要点
在对水池的抗浮性进行计算过程中，需要对其自重抗浮进行优先考虑，该设计方案通常适用于水池埋深较浅、地下水浮力和水池自重相接近的情况。在这种情况下，水池的抗浮设计有三种方法，一种方法是对水池的池壁进行加大处理，也可增加底板厚度，以使水池池体自重增加，这种方法虽然会使水池截面增加，但相应的也会提高混凝土用量，而且能够降低钢筋使用量，因此不会增加较多的成本，同时水池结构刚度也能有所提高，如果是以构造配筋来对水池截面进行设计，则不适宜采用该方法，否则会使成本大幅增加。另一种方法是增加水池的配重，以此提高池体抗浮能力，如果水池设置有顶盖，则可在顶盖上部用厚土覆盖，或是对底板外挑墙趾进行加大，以此提高配重的重量，该方法适用于规模中等或较小的水池，如果水池有着较大的平面尺寸，则不适宜采用该方法，这是因为该方法会造成水池底板的局部无法达到抗浮要求，并且当水池周边存在其他构筑物或建筑物时，会给施工带来较大难度，而且也会对管线布置造成一定的不利影响。最后一种方法则是通过抗拔桩或抗拔锚杆来提高水池抗浮能力，这种方法是最为实用的，可使水池池体的整体性与局部性抗浮问题得到彻底解决，不过该方法需要花费较高的成本。现阶段 ，在市政污水处理厂水池设计工作中已广泛采用上述三种方法来提高水池抗浮能力，并通过相应的排水措施来进行辅助降水，不过在雨季时仍要对水池的抗浮问题进行高度重视。
3.2 防渗漏设计要点
当钢筋混凝土中的裂缝较多或裂缝较宽时，便会导致水池渗透问题，为了提高水池的防渗漏能力，就需要采用以下方法来进行裂缝控制。其一是将混合料适量掺入到混凝土中，并降低水泥用量，这样混凝土的水化热反应便会有效减少，从而有效控制混凝土开裂;其二是在施工过程中应用减水剂来减少混凝土的收缩变形，使其在抗裂性能上有更好的表现;其三是在混凝土浇筑过程中进行分层浇筑，并严格按照施工要求进行充分振捣，防止漏振、振捣不密实等现象的出现;其四是对施工缝位置上的刚性止水板进行双面满焊，在此之前需要先清除穿墙对拉螺栓止片表面上的油渍，然后实施双面满焊;其五是确保水池底板能够处于相同持力层，以此防止水池基础可能出现的不均匀沉降。
4 结 语
总而言之，市政污水处理厂水池结构是否能够得到合理设计，会对污水处理厂的处理效率及处理质量造成直接影响。因此污水处理厂必须要重视水池的结构设计工作，掌握其中的设计要点，并结合水池周边环境条件及水池的使用要求，遵循因地制宜的原则来对水池结构进行不断优化，这样才能充分发挥水池的作用。
参考文献：
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