污水处理厂中水池结构设计实践研究

2021-03-31韩强

工程与建设 2021年3期

韩强

(中化环境科技工程有限公司,辽宁沈阳 110021)

0 引言

现如今，人们环境意识得到强化，对环境有了更高的要求，环境污染问题得到了政府及社会大众的高度重视，制定出台了相应的法律法规。在所有的污水处理措施中，建立污水处理厂是非常重要的，成为诸多方面污水净化的关键措施，比如医疗与石油行业。所以，保证污水处理厂的稳定、可行及安全，是设计人员的主要任务。

1 水池结构设计介绍

在污水处理厂中，针对污水池结构设计而言，其包括诸多方面的设计，比如防渗与防裂设计。在进行设计时，对于不一样的水池，要充分考虑不一样的结构要求，同时做好对结构强度的检查。在设计上，要满足不同方面的要求，不但要考虑地质条件，而且要分析地震效应。此外，要重视结构与水池荷载问题，对截面进行认真的设计，以便促使池的安全强度得到提升。充分依据具体情况，对于水池的有关问题进行考虑，比如截面裂缝。

2 水池结构设计现状

对于水池结构设计现状，本文主要从水池防渗系数较低，无法确保抗渗性能、不够重视表面材料的施工设计、防渗防漏问题分析、抗上浮问题等方面进行分析，以供参考。

2.1 水池防渗系数较低，无法确保抗渗性能

以实际效果来分析，在混凝土强度设计方面，得到了大多数设计者的重视，不过对防渗设计的重视程度并不高，由此，难以确保污水池的防渗能力，而且在很大程度上，难以符合施工要求，基于这些情况，导致水池的作用得不到积极发挥。在建设水池的过程中，钢筋混凝土是主要的材料，由此对于结构的设计，应严格遵守有关的规范，来选取最合适的抗渗等级，同时有效掌控施工，以便能满足水池的防渗要求，而且能保障水池得到正常使用。

2.2 不够重视表面材料的施工设计

以往在对处理池进行设计时，针对水池结构，设计人员需对其裂缝与可靠性进行考虑。实际上，对于表面涂层材料而言，并未得到较高的重视程度，或者采用质量较差的材料，在这样的情况下，在使用水池的过程中，极有可能会出现较大的腐蚀情况，进而有碍于对水池的使用，缩短水池的使用年限。

2.3 防渗防漏问题分析

对于池机构组成而言，大多数是钢筋混凝土。在对水池结构进行设计时，针对混凝土结构，若要达到一定的抗压强度，并具备较好的抗渗透性，则需加大水泥量，并提高混凝土强度。在这样的情况下，不但能加大混凝土变形，同时也能提高水化热，在两者的作用下，将导致混凝土变形更加严重。当混凝土出现裂缝之后，会对水池不渗透性造成影响；在对变形缝进行设计时，若没有依据相关的规格，在外部条件存在变化的情况下，则变形缝结构将难以满足变形需要，进而出现裂缝的现象；针对水池结构，在对加固结构进行设计的过程中，若没有结合圆形池，就直接对水池进行建造加固，则极有可能会发生贯通裂缝；在对结构进行设计时，若选用的荷载组合不够科学、合理，则会影响到水池结构，若情况较为严重，甚至会对结构造成极大的破坏；对于水池体结构的设计，针对嵌入部分，若未进行科学、合理的设计，则不易压实混凝土，由此针对混凝土和构件，两者之间极有可能会形成裂缝；此外，对于水池壁混凝土，若不够重视对其变形的约束，再加上水池体较为坚硬，在这样的情况下，则会促使混凝土结构形成较大的变形，尤其在应力集中的位置，极有可能会出现裂缝的现象。

2.4 抗上浮问题分析

水池抗浮问题，是埋地水池设计的一个重点。设计中主要考虑抗浮水位的选择，可以根据地勘报告并结合场区地坪内外高差进行选取选取。抗浮水位的确定会直接影响到水池的后期设计方案和工程量，应慎重。抗浮设计的原理是水池最不利工况下的重力应大于地下水的浮力，并依据规范取1.05的安全系数。

基于以上原理，可采用的设计方案有：

(1) 增加水池的底板自重即加大底板厚度，此方案增加混凝土和钢筋的用量。

(2) 增加水池飞边挑出长度，即可增加水池覆土量，抗浮力增加。

(3) 增加水池底板抗浮块设计，即采用低标号混凝土浇筑于底板下，并采用钢筋锚固于底板，增加水池配重。

(4) 当地下水对水池作用的浮力较大时，水池基础可采用抗浮桩设计，即抗浮桩的摩阻力平衡地下水的浮力作用。

(5) 对于水池底板局部跨度较大时，还需进行“局部抗浮验算”，以免地下水浮力作用使底板开裂导致工程事故。

此外在施工的过程中。应当具备健全的排水系统，比如管井降水，并保证排水系统能顺利进行。

3 水池结构设计策略

对于水池结构设计策略，本文主要从强化结构设计和校核验算、裂缝成因和结构策略、表面材料的设计与施工要点等方面进行探讨，以供参考。

3.1 强化结构设计和校核验算

在对结构进行计算时，应加以考虑不同方面的因素，做好对建设区域有关情况的勘察，比如水文地质，充分掌握施工的条件，依据工程荷载要求，针对水池结构强度，来执行演算，并进行校核验算，此外对于混凝土的裂缝宽度，要认真做好检查。若属于预应力结构，还要实施抗裂计算，同时组合荷载，最终促使污水池的设计，能满足有关的施工要求。

3.2 裂缝成因和结构策略

依据有关调查得知，国内已经建成了很多的污水处理厂，污水处理池正处于应用状态。极有可能会形成垂直裂缝，这会直接影响到污水处理效益。在使用处理池的过程中，往往会形成2种裂缝，一是污水池表面裂缝，这主要源于外壁应力，之后增加至水池界面；二是因为收缩力不够均匀，进而形成的裂缝。出现这样的裂缝，在影响到美观的同时，更为主要的是，针对水池渗水性能，裂缝可对其造成不好的影响。对形成裂缝的原因进行全面的分析，为避免水池出现裂缝的现象，可参考以下内容。针对预制的人行道板，向其中提供伸缩缝，人行道板通常包括两种，也就是现浇与装配式道板，道板间距一般介于3～4 cm。针对无盖水池情况，一般置于池顶部的侧面，避免因为出现开裂的现象，而对结构产生影响。针对处理池结构设计，若采用矩形设计方式，在水池的水平方向，要对配筋率进行有效的控制，基于设计要求，配筋率不可低于0.15%。

3.3 表面材料的设计与施工要点

通常而言，在城市中，污水污染是很严重的。基于此，在进行设计时，要对防腐进行有效的规划。在水池的表面，可以抹上适量的防腐涂层，以便能更好保护水池墙，避免污水对水池造成影响。此外，在结构设计方面，要确保具有较好的防渗性能，防止污水污染到地下水。在对混凝土进行选择时，应选取相应的防渗等级，基于防腐涂层，有效应用环保材料，由此针对池内壁，在具有较好防腐性能的同时，也能有着较强的防渗能力。