钢筋混凝土矩形水池结构设计及施工要点

摘要:矩形钢筋混凝土水池在生活之中是一种常见的构筑物,在工民建工程之中经常都会有所涉及。本文笔者依据多年的施工经验探讨了钢筋混凝土矩形水池结构设计的相关问题以及施工之中的重点问题。 关键词:钢筋混凝土;矩形水池;结构设计;施工要点 中图分类号:TV331文献标识码: A 引言

矩形钢筋混凝土水池作为一种常用的构筑物类型,被广泛应用到工业与民用建筑中的污水处理、给水装置、消防、循环水场及事故缓冲等工程中。在矩形钢筋混凝土水池设计过程中,不仅要满足给排水专业的工艺要求,而且要兼顾安全、适用和经济的原则。在设计过程中把握每个设计细节这是满足全部设计要求的要点。按照相关设计规定,针对矩形钢筋混凝土水池的设计过程,以及实际经验,探讨矩形钢筋混凝土水池设计的要点。 1、荷载取值 1.1、池内水压力

池内水压力是水池类构筑物的重要荷载。在设计之中,应该依照满水高度来计算水压。这是因为:一方面在使用的过程之中因为值班人员疏忽或者存在液位计等部件功能的缺位而导致满池,另一个方面,工艺之上则有可能因为技术改造而高出之前设计水位。池内水压荷载的取值大小对挡水墙式浅池的下端弯矩的影响比较大。 1.2、池外水浮力

当有地下水之时,池壁外侧除考虑到地下水的压力之外,还需要

考虑到地下水位以下水的浮力对土的有效重度。并且,地下水对于池体的浮托力也应该重点考虑。因为地下水位没有掌握好而导致结构选型错误以及抗浮不够的工程事故也经常发生。地质勘察报告而提供的地下水位通常只是反映勘测期间的地下水位情况。如果详勘是在当地枯水期进行的,其提供的地下水位标高则是没有办法被设计取用,或者结构计算出现失误。依据具体的情况,并且结合地方水文资料,制定一个较为适合的地下水位标高进行设计地下水位,如此则可以确保使用阶段结构安全以,并且也可以降低工程造价的目的。 1.3、温、湿度作用

因为混凝土在硬化的过程之中出现的水化热、以及工艺特殊要求和季节变化,使得池壁出现膨胀或者是收缩。一旦出现变形,池体之中出现相应的温度和湿度变形应力,较为容易出现有害裂缝。在设计之时,应该考虑到夏季湿差的作用,以及冬季的温差。前者是因为低温收缩以及湿涨抵消,后者则是因为外界气温低,池壁中水分向外移动,导致外侧湿度逐渐增加。因为内外侧湿度相差不大,一般则可以不考虑到湿差应力。但是内外温差还在,冬季则需要考虑到壁面温差应力。在工程设计之中应该依照规程提供的方法进行计算。 2、矩形水池截面设计 2.1、水池基础设计

钢筋混凝土水池基础一般采用筏板基础,即水池的底板作为基础,基础底板下铺设100厚C15素混凝土垫层。根据地勘报告在设计说明中说明地基承载力特征值fak,基础底面(基础垫层底面)进入持力

层不小于300mm。如果地基土不满足设计承载力,出现以下劣质地质时要对地基进行处理,而不是加厚水池底板。一是地基土为软弱泥土,含水率过高,流动性较强;二是地基地下有较大的地下水;三是地基底下有软弱夹层。

2.2、矩形钢筋混凝土水池底板的计算原则

矩形钢筋混凝土水池底板主要承受地基反力、地下水浮力以及上部结构传下来的荷载。通常假设底板为简支于池壁之上,池壁在侧压力作用下的底端弯矩传递给底板。底板根据每格水池平面尺寸的长宽比,分为单向底板(长边/短边>2)或双向底板(长边/短边≤2),分别沿单向或双向截取截条,按单跨或者多跨梁计算。 2.3、矩形钢筋混凝土水池抗浮验算

当池体外池底以上存在地下水时,应考虑地下水对池体的浮力。地下水浮力的影响考虑不周的话会导致池体上浮并造成工程事故。在地质勘查报告中,一般会反应勘测期间所在场地的地下水位情况及场地地下水位变幅情况,为抗浮计算提供依据。水池的抗浮计算可按下式计算:Kf(抗浮稳定安全系数,取1.05―1.1)当抗浮安全度不足时,必须采取抗浮措施,如增加池体自重和锚固抗浮。 3、池壁内力计算

浅池池壁在内外水压及土压力作用下,主要为竖向传力。 浅池池壁计算模型为:顶端自由、底端固定边界条件的悬臂构件计算模型。构造上保证底端有足够的嵌固力。侧压力引起的M、V,计算公式如下:

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