市政給排水工程超長不設(shè)縫水池的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點分析

高陽

（貴州省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 貴州貴陽 550001）

現(xiàn)代城市給排水工程規(guī)模不斷擴大，這也使水池結(jié)構(gòu)尺寸不斷向更大方向發(fā)展。針對較大水池設(shè)計過程中，通常采取不設(shè)置伸縮縫結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計方式，與設(shè)施都到伸縮縫的水池結(jié)構(gòu)有著較大區(qū)別，因此為了確保最終設(shè)計的合理性，應當做好相應的分析工作。

1 工程概況

以某市政給排水工程中的水池為例進行分析，工程由集水池和吸水井兩部分結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成。水池的具體結(jié)構(gòu)情況如表1所。

表1 水池結(jié)構(gòu)的具體情況

水沖地面池壁和頂板處都安裝了相應的保溫措施，結(jié)構(gòu)抗震烈度等級Ⅷ度，應用年限為50年。

2 水池方案對比與選擇

2.1 設(shè)縫方案

設(shè)縫方案在具體應用過程中優(yōu)點在于，無論是設(shè)計，還是施工，技術(shù)的都十分成熟，并且在實際操作過程中，并需要進行特殊處理，實際施工相對來說比較簡單，工程的施工進度較快，工期較短[1]。但是，在水池設(shè)計過程中，因為鋼筋混凝土水池中的伸縮縫通常要保持在14～28m之間，所以采用該設(shè)計方案，需要設(shè)置多條伸縮縫，這也將會使水池結(jié)構(gòu)變得更加復雜，同時，還會出現(xiàn)伸縮處漏水難以修補等多項問題，這都會對水池工程竣工的應用造成不良影響。

2.2 頂板不設(shè)縫

頂板不設(shè)縫就是對預應力結(jié)構(gòu)進行項應用，同過對該結(jié)構(gòu)進行應用，能夠橫好的緩解水荷載原因引起的裂縫。水池作為一種擋墻結(jié)構(gòu)，在施工過程中，可以將池壁與頂板都作為滑動支座，這一方面有利于張拉預應力，另一方面在是應用期間可以合理的轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ㄟB接[2]。該方案在是實際應用過程中的優(yōu)點是，不需要在水池內(nèi)部設(shè)置阻水墻體，因此，并不會對水流造成硬性。但是，需要注意的是，該方案在是應用過程中，下部存在分塊，因此，將會導致分塊的實際沉降，以及質(zhì)量會出現(xiàn)較為嚴重的問題，同時，因為受溫度影響，將會發(fā)生變形等不良起情況，最終將會使池壁出現(xiàn)彎矩，對水池結(jié)構(gòu)造成影響，對其應用會造成影響。

2.3 整體不設(shè)縫

該方案在實際應用過程中的一項最重要的優(yōu)點就是在池體中可以不設(shè)置阻水墻體，并且水池中各部位結(jié)構(gòu)的變化相對較小[3]。但是，受溫度影響，在水池頂板的作用下，會導致池壁出現(xiàn)彎矩，同時后澆帶的設(shè)置，也將會對工程工期造成一定影響，并且該方案的成本相對較高。

通過對以上三種設(shè)計方案進行對比分析，依據(jù)水池的具體特點，滿足工藝專業(yè)要求，因此，最終采取整體不設(shè)縫方案，具體采用的方案為雙向超長均不設(shè)置伸縮縫方案，能夠滿足工藝專業(yè)的實際需求。

3 超長不設(shè)縫水池結(jié)構(gòu)設(shè)計

水池在實際設(shè)計過程中采用的為分縫設(shè)計，要在雙向進行多道伸縮縫設(shè)計，這將會引起較為嚴重的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，會對水池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以及后期應用造成較為嚴重的影響。

通過對水池進行分析，可以發(fā)現(xiàn)水池及水位相當比較高，在完成相應的分縫操作后，各個分塊的質(zhì)量中心，以及剛度中心都會呈現(xiàn)出不均勻現(xiàn)象，此時，要將抗側(cè)力構(gòu)件設(shè)置在分縫處，這一方面會影響工藝流水條件，另一方面也會增加工作量，這對于水池工程的建設(shè)來說會造成較為嚴重影響。因此，在實際設(shè)計過程中，選擇雙向超生不設(shè)縫設(shè)計方案，通過該方式方案，能夠解決溫度應力引起等各項問題，提高水池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保其在日后應用過程中能夠發(fā)揮不錯的作用[4]。從目前我國建筑行業(yè)的實際發(fā)展情況來看，針對建筑中的大型溫度應力問題，在實際解決過程中，通常采用以下三種方式進行處理：

（1）“抗”

通過提高結(jié)構(gòu)配筋率以及混凝土強度，從而使結(jié)構(gòu)的極限抗彎應變力與抗拉力都能夠得到進一步提高；通過對受損混凝土和預應力進行合理應用，抵消結(jié)構(gòu)施工過程中形成的受拉應變力，同時還應適當?shù)募哟笫軠囟扔绊戄^大的部位的強度，最終使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能夠得到進一步提高。

（2）“放”

在設(shè)計過程中，設(shè)置永久性伸縮縫，通過該方式降低溫度對結(jié)構(gòu)的影響，降低結(jié)構(gòu)在應用過程中具體變形量，使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能夠得到進一步提升。

（3）“調(diào)”

所謂“調(diào)”就是對“抗”和“放”兩者的合理綜合，在實際設(shè)計過程中，通過科學設(shè)計混凝土比例、留著施工縫、摻入添加劑、養(yǎng)護措施等各項措施，以及相應的養(yǎng)護措施，從而實現(xiàn)對水池在應用過程中變形情況的合理控制，避免水池出現(xiàn)較為嚴重的變形，對其應用造成不良影響。針對溫度應力較大的區(qū)域，可以通過設(shè)置預應力鋼筋方式，使其強度得到進一步提高[5]。與此同時，還可以通過對便捷處理與支撐措施進行合理應用，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形情況的合理控制，避免發(fā)生較為嚴重的變形，也就是通過進行滑動層設(shè)施的方式，使結(jié)構(gòu)的自由變形量得到極大，減少溫度應力。在具體設(shè)計過程中，采用的主要措施如下：

①頂板設(shè)置預應力鋼筋

利用有限元程序計算水池整體升溫以及降溫情況，對計算結(jié)果進行應用，從而完成對水池中不同部位在溫度下溫度應力的具體變化規(guī)律，再依據(jù)實際變化規(guī)律，在水池頂板處設(shè)置相應的預應力鋼筋，通過對預應力鋼筋進行合理應用，完成對內(nèi)水作用及拉力的合理抵抗，從而確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

②滑動層的設(shè)置

在底板處設(shè)置滑動層，通過該方式能夠有效降低地基土對底板的約束力，可以提高池體自由度，同時也降低了溫度對結(jié)構(gòu)造成的影響。

③留設(shè)后澆帶

在具體設(shè)計期間，要設(shè)計出施工期間的后澆帶部位、數(shù)量、方法等，同時在該過程中要結(jié)構(gòu)的封閉時間，以及溫度等各項要求加以明確。

④控制混凝土

具體設(shè)計期間，要對混凝土施工中應用的原材料，以及相應的配比情況進行合理控制。同時，在該過程中還應當控制好混凝土生產(chǎn)、養(yǎng)護等各個方面的控制，避免構(gòu)成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)早起裂縫，從而提高水池抗拉防滲性能。

⑤適當增加配筋

針對溫度差較大的區(qū)域，可以依據(jù)水池結(jié)構(gòu)的實際情況，增加配筋，從而使該部位的強度能夠得到進一步提高。

4 結(jié)束語

近幾年，我國市政工程建筑行業(yè)的快速發(fā)展，超出不設(shè)縫結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了廣泛應用。在實際應用過程中，應當對針對設(shè)計過程中涉及到的各項內(nèi)容進行合理分析，從而確保最終設(shè)計結(jié)構(gòu)的合理性。