給水排水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

莊旭東

沈陽市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司 遼寧沈陽 110000

目前來看，在當(dāng)前的城市給排水工程施工中，需要關(guān)注給排水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)，這樣才能確保工程能夠順利施工，給排水工程才符合出色的性能要求。同時(shí)針對(duì)給排水施工技術(shù)提出更高要求，并保障整個(gè)施工都符合設(shè)計(jì)要求與建造原則，這樣才能保障施工效果最佳化，推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

1 給排水工程施工研究

在目前的建筑施工中，給排水工程十分重要，并發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。給排水工程施工環(huán)節(jié)復(fù)雜、流程多、技術(shù)要求高，特別是工程施工容易出現(xiàn)問題，常見的問題就涉及到了裂縫、滲漏等，同時(shí)引發(fā)問題的誘因很多，需要設(shè)計(jì)施工時(shí)特別重視。在給排水工程施工中常出現(xiàn)的問題可以大致分為兩類，一種是荷載作用下產(chǎn)生的撓度過大，一種是裂縫無法控制。尤其是對(duì)于水中建筑物而言，這類建筑的設(shè)計(jì)與施工需要考慮復(fù)雜的水源環(huán)境與地質(zhì)情況，設(shè)計(jì)施工通常會(huì)采用地下式或半地下式露天結(jié)構(gòu)，而這類建筑施工對(duì)于建筑防滲漏要求更高，需要控制裂縫的開展。而在具體的給排水工程施工中，為了符合設(shè)計(jì)要求，往往會(huì)考慮很多綜合性因素，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)池體規(guī)格變長(zhǎng)，因此施工中很難預(yù)設(shè)伸縮縫來抵消混凝土的收縮[1]。

給排水施工作為當(dāng)前建筑基礎(chǔ)建設(shè)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，需要特別關(guān)注工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工工藝，這樣才能有效保障工程給排水系統(tǒng)發(fā)揮作用。所以，現(xiàn)代城市設(shè)計(jì)與規(guī)劃，往往會(huì)首先考慮給排水工程的設(shè)計(jì)與施工，這樣可以更好的控制水資源，利用水資源，符合現(xiàn)代城市可持續(xù)性發(fā)展要求。隨著我國(guó)人口不斷增長(zhǎng)，建筑規(guī)模不斷提高，未來對(duì)于給排水施工將越來越重視，只有確保給排水施工的有效性，建筑體才能有效發(fā)揮設(shè)計(jì)的功能。如果通過良好的給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠提高建筑的整體質(zhì)量，能夠很好的處理水資源，避免建筑因自然災(zāi)害（洪水、暴雨、泥石流）等因素導(dǎo)致建筑體受破壞，那時(shí)才能體現(xiàn)給排水工程的設(shè)計(jì)發(fā)揮著關(guān)鍵性作用[2]。

2 從給排水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體規(guī)劃面研究

在給排水工程設(shè)計(jì)施工中，需要從整體規(guī)劃面對(duì)工程提出總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，以滿足當(dāng)前城市可持續(xù)性發(fā)展要求。這些主要包括了水源及其保護(hù)，以及給排水工程區(qū)域水資源平衡及區(qū)域供水規(guī)劃；此外，還涉及到了建筑排水面的規(guī)劃，這些包括了防洪排澇等規(guī)劃設(shè)計(jì)以及河網(wǎng)區(qū)域污染控制等內(nèi)容。所以在對(duì)給排水工程設(shè)計(jì)施工中需要具備宏觀的設(shè)計(jì)要求與創(chuàng)新性系統(tǒng)思維。

在對(duì)建筑進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)施工時(shí)，需要考慮建筑整理體設(shè)計(jì)規(guī)劃，并結(jié)合給排水工程設(shè)計(jì)要求考慮建筑設(shè)計(jì)，按照承載力的極限狀態(tài)和正常使用的極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求來考慮采取的設(shè)計(jì)組合形式，如標(biāo)準(zhǔn)組合或者永久組合、基本組合。總的來說，何種組合就采用標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)作用分項(xiàng)系數(shù)。另外，在各類組合施工中，還需要對(duì)工況進(jìn)行考慮，一般來說會(huì)利用計(jì)算確定構(gòu)件截面的最不利受力狀態(tài)，這些包括應(yīng)力、應(yīng)變、變形等參數(shù)的計(jì)算。此外，在對(duì)核算的工況也需要考慮到構(gòu)筑物的運(yùn)行功能、結(jié)構(gòu)形式（水塔、沉井、盾構(gòu)等）、敷設(shè)條件（地上、地下等）以及施工形式等條件，除此之外，施工的環(huán)境條件、溫度環(huán)境、水壓等綜合性因素都需要考慮在內(nèi)。

除了以上涉及的內(nèi)容，還需要考慮工程材料在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問題。在對(duì)構(gòu)筑物管道設(shè)計(jì)中，行業(yè)逐步推行新管材，這種新技術(shù)材料的應(yīng)用更符合我國(guó)的各項(xiàng)環(huán)保要求，同時(shí)也對(duì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃要求，這給工程施工提供了新的條件，也有利于技術(shù)的創(chuàng)新。在具體的給排水工程中，常被應(yīng)用的新型管材就涉及到了PCCP管、PVC-U管、PE管、聚丙烯（PP）等新型塑料復(fù)合管材。這些新型建材的應(yīng)用符合目前我國(guó)提倡的節(jié)能環(huán)保要求，更重要的是，新型材料的應(yīng)用有助于新工藝技術(shù)的更迭，同時(shí)新型建材的有點(diǎn)也更受人矚目。如管道的排水量大、重量更小、施工更方便、磨阻更小等都受到了行業(yè)的推崇，同時(shí)隨著新型建材的被大量推廣，其成本也更低。不過在實(shí)際施工中，需要關(guān)注新型建材管道易變形的問題，因此在對(duì)管道回填施工時(shí)要按照施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行操作，并保障整個(gè)夯實(shí)密實(shí)，符合施工標(biāo)準(zhǔn)[3]。

3 從給排水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能面研究

總得來看，我國(guó)的整個(gè)給排水工程中都大量采用鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程施工。而不同環(huán)境、地質(zhì)對(duì)于給排水工程的設(shè)計(jì)要求不同，既需要考慮相關(guān)承載能力以及極限狀態(tài)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也需要考慮給排水工程的功能作用效果與耐穩(wěn)定性，如抗震特性與耐久性等特征，下面就做具體的分析。

3.1 給排水構(gòu)建筑物需要考慮耐久性要求

在給排水工程中，需要確保整個(gè)工程建筑具備足夠的耐久性，因此需要確保施工建材符合質(zhì)量要求，尤其是混凝土的質(zhì)量。因此對(duì)混凝土的使用有明確的相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)，一般來說，混凝土中的水泥應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥；同時(shí)施工中需要考慮抗凍融作用，因此對(duì)于施工水泥的選擇不應(yīng)該采取火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；而對(duì)于混凝土骨料的選擇也有相應(yīng)的要求，如在對(duì)混凝土的調(diào)配比應(yīng)該維持水灰比在0.50范圍內(nèi)；由于工程需要，還需要對(duì)混凝土中加入相應(yīng)的補(bǔ)償收縮膨脹劑，而類型選擇一般是明礬石、硫氯酸鈣等類型的；另外對(duì)于相應(yīng)膨脹劑的使用，應(yīng)該在水泥用量的百分之十二以內(nèi)；而施工中若采用了堿活性骨料，應(yīng)該對(duì)堿的含量進(jìn)行控制，保證整個(gè)混凝土的堿含量不高于三千克。

其次，在給排水施工中相關(guān)的澆筑管道與構(gòu)筑物需要具備一定的抗水壓能力，所以需要考慮抗?jié)B性能。雖然水泥有一定的抗?jié)B性能，不過還需要進(jìn)行具體試驗(yàn)，以滿足設(shè)計(jì)的要求。另外也可以加入膨脹劑在混凝土中填充也提高抗?jié)B性。

最后，還需要保障混凝土具備足夠的抗凍能力，這主要針對(duì)于我國(guó)北方地區(qū)，溫度低于零下三度的區(qū)域需要做好防凍處理。因此在混凝土調(diào)配中，需要參入相應(yīng)的防凍劑，同時(shí)加入一定的引氣劑，以提高建筑體的抗凍能力。

3.2 給排水構(gòu)建筑物需要考慮抗震要求

在施工中，需要對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)抗震能力進(jìn)行計(jì)算，以滿足設(shè)計(jì)要求與施工要求；具體施工中，會(huì)將大型構(gòu)筑物劃分成多個(gè)單元時(shí)，確保給個(gè)單元具備良好的性能與抗震要求，以保障建筑具備整體抗震能力；對(duì)于給排構(gòu)建筑物存在的局部削弱或者突變，應(yīng)該及時(shí)應(yīng)對(duì)，采取加固處理；最后在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該及時(shí)應(yīng)對(duì)剪切先于彎曲破壞、混凝土壓潰先于鋼筋屈服等問題。

4 從給排水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)踐層分析

給排水工程直接影響著建筑的好壞，尤其是城市建筑規(guī)劃，都將優(yōu)先考慮給排水工程。若給排水工程施工不佳，則容易導(dǎo)致構(gòu)筑物管道出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等問題，這不僅影響建筑的質(zhì)量，也對(duì)建筑的功能、結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重的影響。因此在實(shí)際施工中，就需要從技術(shù)層面進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際施工要求，對(duì)施工常見的問題進(jìn)行研究，確保解決這些問題，嚴(yán)格把關(guān)質(zhì)量，提高工程的整體質(zhì)量效果。

這些年，城市化發(fā)展被提前速，給排水施工技術(shù)應(yīng)用面越來越廣。尤其是排水工程設(shè)計(jì)的水工構(gòu)筑物早已超過了規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)要求，加之現(xiàn)代建筑材料工藝的創(chuàng)新以及技術(shù)方法的提高，給目前的超長(zhǎng)水工構(gòu)筑物不設(shè)縫、少設(shè)縫提供了技術(shù)支持。所以，對(duì)于當(dāng)前的給排水構(gòu)建筑物的設(shè)計(jì)，需要綜合性分析當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境地理特性，并綜合性考慮是否設(shè)縫及施工方法，并做好相應(yīng)的計(jì)算與應(yīng)對(duì)處理。

在很多的給排水工程領(lǐng)域，對(duì)于構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)，需要有效考慮采取無縫設(shè)計(jì)，這樣既可以降低工程難度，又可以提高施工效率。所以在具體的施工設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)工程的實(shí)際場(chǎng)合進(jìn)行勘察，收集相關(guān)水文、環(huán)境資料，尤其是對(duì)于地基軟硬及溫差大小，需要綜合性研究從而選擇合理的伸縮縫的間距?？偟脕碚f，水池壁在小于或者等于500mm時(shí)，就不需要再考慮水化熱的影響，而主要針對(duì)施工環(huán)境的溫差影響以及混凝土的收縮問題進(jìn)行考慮，確保這些影響在安全可控范圍，對(duì)整個(gè)混凝土的力學(xué)性能不夠產(chǎn)生影響，如混凝土的極限抗拉能力與混凝土的拉應(yīng)力應(yīng)該維持在一個(gè)科學(xué)的比例水平，符合建筑設(shè)計(jì)的安全要求。

5 結(jié)語

綜上所述，給排水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮很多問題，如常見的如何防滲漏、防裂紋、以及耐久性都需要充分考慮，因此在設(shè)計(jì)施工時(shí)需要科學(xué)性規(guī)劃，做好技術(shù)性分析與處理，這樣才能保障施工的整體質(zhì)量要求。