[12-11 16:58:43] 来源：http://www.tmgc8.com 工程设计 阅读：3423次
随着科学的进步和社会的发展，对环境保护的要求也越来越高，水池类的工程建设也逐年增多。在建筑工程中，水池类构筑物属于特种结构，其在方案设计、施工阶段均要受到工艺要求、现场条件、施工方法等因素的影响。文章从地下水位设计、初期结构方案优化、设计计算等方面对钢筋混凝土矩形水池设计及施工要素进行分析。
关键词：矩形水池；设计；施工矩形水池分为：敞口水池，有盖水池，无梁板式水池，多格水池，双层水池，带斗底水池，装配式水池等等。水池还可以是地下式、半地下式、地面式。水池按材料分可以分为：钢筋混凝土水池、砌体结构水池、钢结构水池。就场地布置来说，矩形水池对场地地形的适应性较强，便于节约用地及减少场地开挖的土方量。矩形水池结构的整体性比较差，池体受力的组成因素复杂，导致矩形水池的节点设计及构造也比较复杂。矩形水池对于地基的不均匀沉降反应敏感。在温差和湿差的作用下，经常产生显著的附加应力。早期干缩效应也很明显，易于出现裂缝，需要严格地限制变形缝的间距。
1、合理确定设计地下水位
水池的设计与地下水位的标高密切相关。所以水池设计前，设计人员应详细了解当地的水文情况，应向甲方索取该场地的地质勘察报告；还要考虑当地有无暴雨、台风，是否会出现由于地表水不能及时排除而引起地下水位提高。土建设计人员应结合地下水位和地质情况，与工艺设计人员一起确定水池的基底标高，综合工艺流程要求、土建造价、运营成本、投产年限等诸多因素，制定出合理的方案。如南通冠峰印染布业有限公司一地下池(调节池和污泥浓缩池合建)，由于当时设计人员未详细了解当地的水文情况，而该场地地下水位又很浅，所以当水池建出来两年后，水池发生整体倾斜，南北两侧顶面标高相差1 m。
2、设计初期结构方案的优化
对钢筋混凝土矩形水池而言，池壁对于敞口水池可视为三边固定一边自由的双向板或单向板，池底板可视为四边简支的单向板或双向板；当池子平面尺寸较大或池子较深时，则需要相应的增大其池壁厚度、底板厚度以及较大的配筋才能满足其强度和裂缝宽度的要求。但是，若将池壁和底板用梁和柱分隔成若干区格单元，使单向板变成双向板，使其受力减小或受力情况改变，可使池壁和底板的厚度减小及钢筋用量减少，从而达到降低工程造价的目的。
3、设计计算的主要内容
确定其结构情况，通常有：池外有土池内空、池外无土池内满水、池外有土池内满水三种情况；以及多格水池里部分满水部分放空的情况，露天水池还应考虑温(湿)差作用；荷载计算及其组合；地基承载力及变形计算，地基反力计算；结构静力分析；截面计算；变形及裂缝控制验算；抗浮、抗滑移、抗倾覆计算。
4、温差和湿差造成的的不利影响采取的措施
设置伸缩缝或后浇带，以减少对温度或湿度变形的约束；配置适量的构造钢筋，以抵抗可能出现的温度或湿度应力；通过计算来确定温差和湿差造成的内力，在承载力和抗裂计算中加以考虑。
5、伸缩缝的设置
根据设计规范，矩形钢筋混凝土水池的最大伸缩缝间距一般为20 m～30 m(地下水池的最大伸缩缝间距一般为30 m，地上水池的最大伸缩缝间距一般为20 m)。从设计方案来讲，设计应尽可能采用无缝设计以满足施工的连续性及减少施工难度，但一般水池设计中，对结构强度、裂缝开展宽度、抗浮等计算，一般均能按规范要求考虑得较好，但由于温度、变形以及不均匀沉降所引起的开裂，在工程中却常常遇到。所以要设置伸缩缝来控制裂缝的产生。对设计考虑设置伸缩缝情况，建议伸缩缝从基础垫层就断开，这样计算底板伸缩缝间距时，基底土对混凝土底板的约束系数值才切合实际。从功能上说，伸缩缝必须满足两个基本要求：①保证伸缩缝两侧的温度区段具有充裕的伸缩余地；②具有严密的抗漏能力。在符合上述要求的前提下，构造处理和材料的选用要力求经济耐久，施工方便。缝处的防水构造应由止水板材、填缝材料和嵌缝材料组成；止水板材宜采用橡胶或塑料止水带，止水带与构件混凝土表面的距离不宜小于止水带埋人混凝土内的长度，当构件的厚度较小时，宜在缝的端部局部加厚。并宜在加厚截面的突缘外侧设置可压缩性板材；填缝材料应采用具有适应变形功能的板材；嵌缝材料应采用具有适应变形功能、与混凝土表面粘结牢固的柔性材料，并具有在环境介质中不老化、不变质的性能。如通州市金红化纤印染有限公司一地下水池(地下为调节池，上部居中叠混凝沉淀池)，总长42.9m，因考虑到上述诸多因素，将水池分两块浇筑，一段长34.15 m，另一段长7.75 m，中间一段2m长作为后浇带，施工结束后未出现任何裂缝。www.tmgc8.com
6、关键施工工序的检验、验收
混凝土浇筑前的工作是验收钢筋和模板工程，而且至关重要。首先，支模前要确认钢筋保护层的厚度及垫块的密度，池壁转角及池壁与底板处腋角加强筋不能省。池壁竖筋长度一般情况下同池深加底板厚扣除上下保护层厚度，而壁柱如遇地基梁(地基梁顶部标高同底板上表面)，则其竖筋长度为池深加梁高并扣除上下保护层厚度。其次，钢筋的搭接长度和锚固长度均要满足规范要求，钢筋的接头宜设置在受力较小处，并满足钢筋接头率要求。池壁上留有预埋套管时，各节点均要满足G101图集要求。
模板表面应平整，其接缝不应漏浆；与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂，但不得采用影响结构性能或妨碍装饰工程施工的隔离剂；木模在浇筑混凝土之前应浇水湿润，但不得有积水。
7、开孔处加固处理措施
水池如要留设预留洞时，开孔处应做如下措施：
①当开孔的直径或宽度小于等于300 mm时，孔口受力钢筋不需切断，让受力钢筋直接绕过即可；②当开孔的直径或宽度大于300 mm但不超过1000 mm时，孔口的每侧沿受力钢筋方向应配置加强钢筋，其钢筋截面积不应小于开孔切断的受力钢筋截面积的75％；对矩形孔口的四周尚应加设斜筋；对圆形孔口尚应加设环筋；③当开孔的直径或宽度大于1000 mm时，宜对孔口四周加设肋梁；当开孔的直径或宽度大于构筑物壁、板计算跨度的1／4时，宜对孔口设置边梁，梁内配筋应按计算确定。
8、施工要点
①水池如位于地下水位以下，应采用明沟集水井或井点将地下水位降至底板以下50 cm直至施工完成；②底板施工前应认真检查地基土质情况，如局部有松软土应采取换土加固处理，地基如为湿陷性黄土，应采取强夯消除湿陷性或加30－60 cm厚三七灰土作垫层，池底、池壁做成封闭式使其起整体防渗作用。③现浇矩形水池的底板和池壁均应一次分层连续浇灌完成，并振捣密实，不留施工缝。④底板与池壁间施工缝以及后浇带，在继续浇
筑混凝土前应按施工缝处理方法进行处理，以保证不渗漏。⑤混凝土应加强养护，表面护盖草垫，洒水养护不少于14 d；冬季应在表护盖塑料薄膜、草垫保温养护。
9、混凝土浇捣、养护
严格控制混凝土配合比，经常检查，做到计量准确，混凝土拌合均匀，坍落度适合；浇灌应分层下料，分层振捣成阶梯形，每层浇筑高度为500 mm，防止漏振，振捣过程中，尽量避免碰撞钢筋、模板、预埋件及套管等。浇灌混凝土时，应保证钢筋位置和保护层厚度正确，并加强检查，钢筋密集时，应选用适当粒径的石子，保证混凝土配合比准确和良好的和易性。混凝土浇捣是钢筋混凝土地下水池施工作业中的重要环节，要保证混凝土质量、防止水池发生渗漏的有效措施，就是实施混凝土的连续浇捣。不留或尽量少留施工缝。施工难度较大的部位是腋角和池壁预埋管下部混凝土的浇筑，下料、振捣等都比较困难，如稍有不慎，该部位就会出现露筋、蜂窝、孔洞等缺陷，必须保证混凝土的和易性，控制好拌合物坍落度。混凝土在浇筑完毕24 h后进行养护，用草袋覆盖，保湿7d，设专人负责浇水。而且冬期施工的水池则需要采取综合蓄热、蓄水保温等措施。
10、试水验收
池体混凝土达到设计强度，模板拆除后，将池内清理干净，用钢板焊接所有预埋管口作临时封堵。
①注水：向水池内注水分三次进行，每次注入为设计水深的1／3，注水水位上升速度不宜超过2 m／24 h，相邻两次充水的间隔时间，应不少于24 h，每次注水后宜测读24 h的水位下降值；
②外观观测：对大中型水池，可充水至池壁底部的施工缝以上，检查底板的抗渗质量，当无明显渗漏时，再继续充水至第一次充水深度，在充水过程中，对池外观进行检查，渗水量过大时停止充水，进行处理；
③水位观测：池内水位注水至设计水位24 h以后。开始测读水位测针的初读数，测读水位的末读数与初读数的时间间隔应不小于24 h，水位测针的读数精度应达到0.1 mm；
④蒸发量的测定：有盖水池的满水试验，对蒸发量可忽略不计，无盖水池的满水试验的蒸发量，可设现场蒸发水箱，并在水箱内设水位测针进行测定，测定水池中水位的同时，测定水箱中的水位。如水池无明显渗漏，即可进行回填土。
总之，水池结构设计的任务，就是要根据技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原则，合理地选择材料和结构型式，进行结构布置，确定结构构件的截面和构造。然后再经过精心的施工，使水池达到安全、耐用的目的。www.tmgc8.com
参考文献：
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[6]王铁梦，建筑物的裂缝控制[M]，北京：中国建筑工业出版社，1997
