浅议钢筋混凝土水池的优化设计

浅议钢筋混凝土水池的优化设计 

邹 沁

（合肥水泥研究设计院有限公司， 安徽 合肥 230051）

中图分类号：TU7 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）08-0110-01

摘要：水池建造和日常使用，首先要考虑综合成本，在日常使用成本一定的情况下，合理选定水池标高，根据需要池顶板覆土可降低水池的建造成本。水池应尽量避免设缝，采用后浇带，或增设相应温度应力配筋，或采用预应力方案解决。

关键词：水池；成本；覆土；抗浮；温度应力

1 水池分类

工业生产中的水池，从使用功能上，一般可分为三大类。第一类是用于水处理池，常见的有污水池、沉淀池、滤池和曝气池等，第二类是贮水池，常见的有备用水池和消防水池等。第三类是生产用循环水池，主要用于工业生产中设备冷却，以保证设备的正常连续运行。

按照水池建造在地面上下位置的不同，水池又可分为地下式、半地下式及地上式。

按照水池底板的非柱下部分是否承受池顶荷载，可分整体式水池和分离式水池。当水池底板位于抗浮水位以下或地基条件较差时，水池的底板设计为板柱结构，称为整体式水池。当底板位于抗浮水位以上，且地基条件较好时，底板和支柱基础则采用分离式，这种做法与地下室设计中独立基础加防水板做法类似，称为分离式水池，此时非柱下池底板在考虑一定的构造要求基础上，满足混凝土裂缝控制要求即可。

此外，在池顶覆土绿化，可用于增加厂区绿地面积，社会效益明显。

4 水池的抗浮设计

分离式水池是池底板位于地下水位以上，如果是位于地下水位以下，在空池工况下，地下水压力对池底板产生向上浮力作用，这与分离式水池非柱下底板设计假定不符；同时非柱下底板承受弯矩，会造成底板开裂，影响水池正常使用。如分离式水池底板位于地下水位以下，地基条件较好，一定要采取可靠措施来降低地下水位，否则不能做成分离式水池。

根据《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011第5.4.3条和《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002，抗浮稳定安全系数取1.05。

当水池的底面标高在抗浮水位以下时，应对水池进行抗浮稳定性验算，一般包括整体抗浮验算和局部抗浮验算。整体抗浮验算：（池顶覆土总重标准值+水池自重标准值)/水池总浮力标准值≥1.05。该计算不考虑池壁与岩土之间的摩擦力，把这种摩擦力作为抗浮安全储备。

封闭式水池的抗浮稳定性不够时，可以用增加覆土厚度的办法来解决。开敞式水池的抗浮稳定性不够时，则可采取增加水池自重；将底板悬伸出池壁以外，在悬伸部分上回填土或砌筑毛石，如还不能满足抗浮要求，可根据地质情况，在水池底板下设置抗拔桩，或采用锚杆办法来提高抗浮能力。

2 水池的综合成本

在满足工艺正常使用功能要求，水池根据使用功能不同，综合成本各有侧重点。第一类水池在正常生产中持续使用的，水是单向流动，应综合考虑日常使用成本和建造成本。第二类水池在正常生产中不使用，只在紧急情况下使用，应重点考虑一次性建造成本。第三类水池在正常生产中也是持续使用的，水是双向流动，应综合考虑日常使用成本和建造成本。可见，在日常使用成本一定的情况下，降低水池的建造成本是降低水池综合成本的唯一途径。

5 水池的温度应力

现代工厂规模越来越大，对水池容量要求也越来越大，为满足工艺使用要求和避免漏水，应避免设置伸缩缝，减少后浇带设置的数量，通过采取覆土或保温材料在内的保温措施，来减少温度应力影响；同时可采取增设相应温度应力配筋来抵抗温度应力影响；如温度应力配筋较大，经济性不佳，可采用预应力水池。

3 水池建筑结构设计原则

3.1水池布置原则

对于第一类和第二类水池，由于水是单向流动，应尽量场地地势条件，依靠重力势能，来实现水的流动，以节约电能。第三类水池由于水是循环使用，应尽量靠近用水设备，减少流动距离，从而节省电能。 3.2合理利用覆土

为了尽量减小外界气温变化对水池产生的温度应力，水池应优先采用地下式或半地下式。对于有全封闭的水池，顶板上可采用覆土在内的保温措施。

在满足工艺使用要求的条件下，池底标高应尽可能高于抗浮水位；高于抗浮水位，可避免降水，便于池底板施工。当工艺要求必须建造在抗浮水位以下时，池壁等自重无法满足抗浮要求时，在在池顶增加覆土是一种经济可行的抗浮措施。

6 总结

水池建造和日常使用，首先要考虑综合成本，在日常使用成本一定的情况下，

合理选定水池标高，根据需要池顶板覆土可降低水池的建造成本。水池应尽量避免设缝，采用后浇带，或增设相应温度应力配筋，或采用预应力方案解决。

参考文献

[1]GB50069-2002给水排水工程构筑物结构设计规范》[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002

[2]GB50010-2010.混凝土结构设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010

 （上接第96页）

通过AC-13C型沥青混合料路面在当地的实际使用效果来看，既能满足当地高温稳定性的要求，又能具有良好的耐久性及水稳定性能。

3 沥青混凝土路面施工的质量控制

沥青拌合楼按最佳油石比生产的沥青混凝土拌合料，通过对其做萃取实验，分析其沥青含量及混合集骨料的筛分级配，检测其是否符合既定的沥青混凝土配合比设计。

沥青混合料摊铺前，施工路段的紧前准备工作尤为重要：施工路段需清扫除尘后，撒铺一层粘层油，以起到有效连接基层透层与面层的作用。该粘层油有效破乳后，开始摊铺沥青混合料。对于50-70号沥青的混合料，出拌合楼的温度不宜超过165℃，下料到摊铺机的温度不宜低于145℃。一旦某段摊铺预压到位后，需按施工组织方案中约定的，胶轮压路机紧随摊铺机，接着光轮压路机，同时静压与震动碾压组合，已保证沥青混合料在有效温度内碾压成型，确保道路面层的压实度达到要求。

沥青路面成型后，通过钻芯取样，对其做压实度及厚度检测，也可通过伽马密度仪检测压实度。此外，其它的检测还包括路面的承载板实验，路面的纹理构造检测，路面的平整度检测等。

4 结语

结合非洲刚果共和国国家1号公路的实施工程案例，阐述了沥青混凝土配合比设计的基本原理及主要的验证试验；同时也是AC-13C型沥青混凝土配合比设计结合法国规范在非洲热带地区的推广与应用的成功典范。

参考文献

[1]Couches de roulement et couches de liaison : Bétons bitumineux semi-grenus (BBSG) : NF P98-130, Novembre 1999

[2]Les enrobés bitumineux - Tome 1 : Henri Moulierac, François Prévost

[3]Enrobés bitumineux à chaud - Mise en application des nouvelles normes NF EN : CFTR - Info N°17, Décembre 2008

[4]Exécution des corps de chaussées, couches de liaison et couches de roulement - Constituants / Composition des mélanges / Exécution et contrôles : NF P98-150, Décembre 1992

作者简介：邹沁（1983.11- ）， 男，安徽合肥人，汉族，本科，工程师，从事土建设计工作。