時間：2023-09-21 16:39:11
引言：易發表網憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇給排水工程結構設計規范范例。如需獲取更多原創內容，可隨時聯系我們的客服老師。
中圖分類號：U417.3 文獻標識碼：A
關鍵詞：設計文件、伸縮縫、抗震、防腐措施
排水工程中的結構屬于特種結構，荷載作用主要由水土壓力和溫度、濕度影響，在設計上設計要求及荷載計算工況不同于民用建筑。
隨著一系列排水工程結構設計的不斷完善，本文結合工程實際，總結了在排水結構設計中需要注意的一些問題。
一、設計文件
1.設計文件必須注明設計使用年限、結構安全等級、地基基礎設計等級、地震基本烈度、抗震設防烈度、場地類別、工程所處環境類別等。
“設計使用年限”是指從工程竣工驗收合格之日起，工程的地基基礎、主體結構能夠保證在正常情況下安全使用的年限。在設計使用年限期間內因設計原因而產生的質量問題由設計人員負相應的責任。
另外設計者還應將結構安全等級、地基基礎設計等級、地震基本烈度、抗震設防烈度、場地類別、工程所處環境類別等有關要求在設計文件中標明，做為設計依據的標準和工程條件。
2.設計文件中必須注明混凝土的耐久性要求。
在不同的環境下，對混凝土的耐久性要求不同，如果未按工程環境類別給出耐久性要求會造成混凝土的破壞。例如在干濕交替環境下，如果堿摻入混凝土，則含活性骨料的混凝土會加速電化學腐蝕，生成膨脹，不可避免的會破壞混凝土。在《混凝土結構設計規范》、《工業建筑防腐蝕設計規范》中明確給出了對混凝土最大水膠比、最小水泥用量、最低混凝土強度等級、最大氯離子含量和最大堿含量做出了詳細規定。
二、伸縮縫的設置于混凝土外加劑的應用
給排水構筑物因其體型較大，經常會在混凝土澆筑過程中，由于水灰比過大，水泥用量過多，養護不當，或澆筑混凝土時產生大量水化熱，使混凝土硬化過程中產生伸縮裂縫，因此，《給排水工程構筑物結構設計規范》第6.2.1條規定的伸縮縫最大間距，其補充了當有經驗時，混凝土中施加可靠的外加劑或澆筑混凝土時設置后澆帶，減少其收縮變形。此時構筑物的伸縮縫間距可根據經驗確定，不受表列數值限制。
應該明確，規范首先強調的是當構筑物長度寬度超出伸縮縫最大間距時，應首先考慮設置伸縮縫，只是在結構處理上比較困難時，才考慮摻入外加劑或設置后澆帶的方法擴大伸縮縫的間距。所以設計時贏充分考慮給水排水構筑物所處的工程環境條件，對不同構筑物區分對待。但對于超大型構筑物，設置伸縮縫是減少水池開裂的主要措施之一，對于敞口水池永久暴露于大氣中，宜考慮設置永久伸縮縫。
在設計中，若增加伸縮縫間距，施工圖中不但要注明混凝土摻入膨脹劑，強度等級，抗滲等級，還要在圖紙中注明水中養護14d的混凝土限制膨脹率（底板0.02～0.03%、側墻0.03～0.035%、后澆帶0.035～0.045%），用以補償混凝土的收縮，替代設置伸縮縫，同時還宜從構造上適當加強水平鋼筋，提高鋼筋混凝土的極限拉伸強度。
三、抗震設防烈度及抗震構造措施
抗震設防烈度采用現行的中國地震動參數區劃圖的地震基本烈度或按經批準的抗震設防區劃確認的抗震設防烈度進行抗震設計。
在給排水構筑物設計中，應按本地區抗震設防烈度提高一度采取抗震措施計。《室外給排水和燃氣熱力工程抗震設計規范》第1.0.7條規定下列構筑物宜提高一度采取抗震措施：1、給排水工程中的取水構筑物和輸水管道，水質凈化處理廠內的主要水處理構筑物和變電站、配水井、送水泵房、氯庫等。2.排水工程中的道路立交處的雨水泵站，污水處理廠內的主要水處理構筑物和變電站、進水泵房、沼氣發電站等。因此，在以上構筑物進行抗震設計時，應根據規模和具體情況宜按工程所在地區的抗震設防烈度提高一度采取抗震措施。
設防烈度為8、9度時，采用鋼筋混凝土的矩形水池，在池壁拐角處，里外層水平向鋼筋的配筋率均不宜小于0.3%，伸入兩側池壁內的長度不得小于1/2池壁高度。
四、腐蝕性等級及預防措施
給排水構筑物因多為地下混凝土結構，所處環境多為地下水位干濕交替或者長期浸泡環境下，為保證受腐蝕性介質作用的構筑物在設計使用年限內正常使用，設計中必須明確腐蝕性等級。在《工業建筑防腐蝕設計規范》中，微腐蝕可不做防護；弱腐蝕：墊層為C20，基礎可以不做防護；中等腐蝕：墊層采用耐腐蝕材料，基礎表面需涂聚合物水泥砂漿，厚度≥5mm。強腐蝕：墊層采用耐腐蝕材料，基礎表面涂環氧瀝青或聚氨酯瀝青涂層，厚度≥500μm。
五、結束語
本文是作者近幾年在結構施工圖設計中總結出來的一些常見問題的匯總，根據給排水結構設計規范和設計中總結的經驗，提出了一些意見和建議，供同行參考，使給排水結構設計更加完善，提高設計質量。
關鍵詞：給水工程構筑物；鋼筋混凝土；裂縫；成因方法
隨著我國國民經濟的高速發展，鋼筋混凝土結構已經普遍用于工業和民用建筑中。但多年來，在給水工程的構筑物，如深沉池、濾池、清水池等現澆鋼筋混凝土結構構件出現變形裂縫，人們都十分關注，在某些情況下，裂縫會導致非常嚴重的后果，因此研究給水工程構筑物現澆鋼筋混凝土結構的裂縫產生原因及控制具有重要的意義。如宿松縣自來水廠一水廠1.5萬立方米/日給水工程的兩組平流沉淀池與虹吸濾池的交接處均不同程度的出現了寬約1.5左右的開裂，初始時池壁變形較小，裂縫較微，但隨著運行時間推移，開裂情況逐步嚴重，最后請有關專家對變形裂縫進行研究分析，主要原因是結構設計池壁剛度不夠，而整個池長又跨度過大，地面又屬流沙地層，沉降不勻引起開裂。經過多次對變形裂縫的妥善處理后，才能繼續正常使用。因此，給水工程構筑物現澆鋼筋混凝土結構構件應盡可能不出現裂縫或盡量減少裂縫的數量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現，以確保工程質量。
如何控制給水工程構筑物現澆鋼筋混凝土結構構件的變形裂縫呢？根據工程實踐和理論研究，給水構筑物現澆鋼筋混凝土結構構件變形裂縫的主要原因是：設計考慮不周，設計不合理，細部構造處理不當，防水材料選用不當，施工質量不好，使用和管理不善等。因此，給水工程構筑物現澆鋼筋混凝土結構構件變形裂縫的控制，應從設計方案、結構計算、構造設計和施工質量等方面進行控制。
1、給水工程構筑物現澆鋼筋混凝土結構裂縫的危害
1.1對結構強度的危害結構物裂縫發生后，其本身的剛性、剪力強拉力強度、抗彎強度會降低，裂縫嚴重時可能會造成整個制水池的斷裂，從而影響正常的生產制水。
1.2對對耐久性的影響。最主要的是加速混凝土中性化，使鋼筋腐蝕速度變快，并因漏水、滲水，造成發霉、滲斑而使得保護層剝落，而縮短給水工程構筑物的使用年限。
2、給水工程構筑物現澆鋼筋混凝土結構裂縫的類型及成因
2.1溫度裂縫內約束裂縫由于混凝土內外溫差過大而引起的。例如，混凝土養護期間受寒流侵襲，使混凝土表面急劇降溫超過7-100℃就有可能引起混凝土表面裂縫，但其裂縫深度一般只有30mm左右，表層以下仍保持結構完整性。
2.2沉陷裂縫裂縫多為深進或貫穿性的，其位置與沉陷方向一致。較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度與沉降值成正比。裂縫產生的原因是結構構件落在未經處理的回填土或松軟地基上。混凝土澆灌后，因地基侵水引起不均勻沉降而導致裂縫。特別是平臥生產的鋼筋混凝土構件（如薄腹梁），由于側向剛度差，配筋少，最易引起弦、腹桿或梁的側面產生裂縫。另外因模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動以及過早拆模，也常導致此類沉降裂縫出現。
2.3由材料所引起的裂縫堿骨料反應是指混凝土拌和后會產生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現在混凝土結構使用期間，一旦出現很難補救。另外，由材料質量原因引起的裂縫較常見的是水泥，粗細骨料質量不好，這種情況造成的后果是結構承載能力降低，剛度很差，空氣穩定性很弱，隱患容易惡化等。
3、給水工程構筑物現澆鋼筋混凝土結構裂縫的預防措施
3.1混凝土配料、攪拌及澆筑
3.1.1配合比設計應盡量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應準確，攪拌時間應保證；
3.1.2澆筑分層應合理，振搗應均勻、適度，不得隨意留置施工縫。
3.2設計方面
3.2.1從設計方案上進行控制。在確定設計方案時，應盡量避免由結構布置不當引起的變形裂縫，如宿松縣第二自來水廠2.5萬立方米/日平流沉淀池總長達92.8米，高且池子前部與尾部處于不同的底層帶，池子頭部處于水田之上，地基松軟，而池子尾部卻處于山體巖石之上，地基強硬，施工時甚至要采取爆破，如果采取統一施工方式，在構筑物完工后肯定會出現裂縫。考慮到上述原因，在施工階段臨時設計變更，池子處于水田軟基部分采取了混凝土加拋石方法，很好的解決了開裂隱患。
3.2.2從結構計算上進行控制。給水工程構筑物結構設計的質量直接關系到給水工程的堅固性、適用性和經濟性。因此，結構設計是給排水工程設計中的一個相當重要的組成部分。在確定結構設計的最佳方案之后，必須對各構件的受力情況進行分析計算，以保證各結構物件可靠、正常使用。在結構計算時應防止盲目套用標準圖集，忽略計算和驗算。國家標準圖集是給排水專業設計單位和施工單位已經積累了比較豐富的，具有特點的設計和施工經驗，由于給排水工程結構的受力情況和結構體系比較復雜，設計人員常需要參照國家標準圖集進行設計，這樣能夠優化結構設計和節省很多的結構計算時間，但不同條件下構筑物的受力情況不同，因此，必須進行必要的具體的結構計算，不能盲目套用標準圖集。很多的工程病故證明，盲目套用標準圖集，不經必要的結構計算，或計算不做必要的驗算，結果出現基礎下沉，池壁變形裂縫等工程事故。
3.2.3從構造設計上進行控制。構造措施是改善結構性能，加強各部分聯結，保證給排水構筑物結構整體性的重要措施，應在設計和施工中予以保證。給水工程鋼筋混凝土結構構件的構造，應著重注意以下兩點：
（1）伸縮縫的構造處理。從功能上說，伸縮縫必須滿足兩個基本要求：一是保證伸縮縫兩側溫度區段具有系統的伸縮余地；二是具有嚴密的抗滲能力。在符合上述要求的前提下，構造處理和材料的選用要力求經濟耐久，施工方便。
（2）節點構造設計，給水構筑物往往底色于節點構造設計不當或忽略了節點構造設計，引起構筑物構件的開裂漏水。因此，應重視給水構筑物構件的節點構造設計，如池壁轉角處，池壁與池底板連接處等部位的節點構造設計，以保證和加強池體結構的整體性。
3.3施工方面
根據有關部門調查資料顯示，在當前的給排水工程施工隊伍中，只有少數大型建筑企業從事過給排水工程的施工，大多數施工隊伍技術力薄弱，沒有這方面的經歷和經驗。從筆者所接觸的給排水工程施工施工隊伍中，這些施工隊伍總認為給排水工程比不上高層樓房的建筑難度大，技術要求高，因此，在施工上存在著較輕視給排水工程的思想，把給排水工程當一般工業與民用建筑進行施工，甚至馬虎，這樣便使給排水工程質量帶來嚴重的影響。給排水工程質量的好壞，直接影響到給排水構筑物的結構整體性，抗震性、影響到結構的安全和使用年限。因此，給水工程現澆鋼筋混凝土結構構件變形裂縫的控制，除從設計方案、結構計算，構造設計上控制外，還應從施工質量上進行控制。施工質量方面的控制應著重抓好以下幾點：
3.3.1鋼筋的綁扎。鋼筋混凝土是由兩種不同的材料組成的一種組合體。這兩種性質不同的材料之所以能共同工作是因數鋼筋與混凝土之間有很好的粘結力，使二者能牢固緊靠地粘結在一起，在荷載作用下，它們之間不產生相對的滑動而能整體工作，為了加強鋼筋與混凝土的共同工作，防止鋼筋在混凝土中滑動，對于鋼筋的綁扎要求牢固和搭接要符合設計要求及施工規范超標準。
3.3.2留設保護層。當鋼筋混凝土結構的保護層混凝土遭破壞或混凝土的保護層性能不良時，鋼筋會發生銹蝕銹膨張引起混凝土開裂。保護層留置合理對鋼筋混凝土結構構件的剛度和使用年限非常重要，我國每次修改《混凝土工程標準規范》時，都對鋼筋混凝土結構各種構件的保護層作適當的修改。因此，施工中要按設計要求或規范留設保護層。
3.3.3混凝土配合比，混凝土等級偏低，不滿足要求時，影響結構的安全度，因此，混凝土配制時，應根據設計的混凝土強度等級和質量的原則，對防滲要求的混凝土，尚應符合有關的專門規定。
3.3.4混凝土澆筑。在澆筑工序中，應控制混凝土的均勻性和密實性，特別是在結構中有密集的管道，預埋件或鋼筋稠密處，不易使混凝土搗實時，應改用相同抗滲標號的細石混凝土進行澆筑和輔助人工插搗，以確保鋼筋混凝土結構構件的粘結整體性，防止搗澆時出現混凝土蜂窩、麻面、孔洞、以至滲漏水。
3.3.5施工縫處的施工。施工縫是防水混凝土工程中的薄弱部分，應盡量不留或少留，施工縫處理必須做到：對縫表現進行鑿毛處理，清除浮粒。繼續澆筑前用水沖洗衣親保持濕潤鋪上1―2厚的水泥砂漿其材料和灰砂比應與混凝土相同。再繼續澆筑上部混凝土，并加強施工縫振搗固密實。
3.3.6混凝土的養護。對鋼筋混凝土結構構件質量來說，養護很重要，施工（生產）單位應根據施工對象、環境、水泥品種、外加劑及對混凝土性能的要求提出具體的養護方案，并應嚴格執行規定的養護制度。給水構筑物鋼筋混凝土一般自然養護時，應在混凝土澆筋完畢和凝后（常溫下澆后8―12h），及時覆蓋和河水濕潤，養護期不少于14d，特別是早期養護。在夏季高溫時要加強養護，防止養護期不夠造成混凝土干縮變形，出現裂縫。
4、給水工程構筑物現澆鋼筋混凝土結構裂縫的處理
針對已發生的裂縫，比較常用和成熟的施工方法有以下四種：
4.1表面處理法。表面處理法是對混凝土構件表面較淺的裂縫用水泥砂漿或環氧樹脂表面涂刷處理。這些表面裂縫一般都很細很淺，裂縫深度尚未達到鋼筋表面，一般用高標號的砂漿進行表面涂抹即可。如果表面裂縫貫通底部，出現漏水的情況，可通過在構件表面貼補防水片等方法來解決。
4.2填充密實法。填充密實法是對中等寬度裂縫的處理，將裂縫處鑿成凹槽再填充相應材料修補。當裂縫寬度小于0.3mm時，可采用專用的混凝土封堵材料來填充裂縫。
4.3壓力灌漿法。壓力灌漿法又稱注漿法，它不僅修補面層而且能通過壓力將注射用膠注到混凝土的內部裂縫處，對裂縫進行粘結封閉和補強加固，此種方法處理效果好，應用范圍廣。
結束語
綜上可以看出給水工程構筑物現澆鋼筋混凝土結構裂縫的產生有其內、外界因素，因此，采取針對性強的防治措施有效地控制混凝土結構裂縫產生，是給水工程構筑物結構安全的重要保證，從而達到提高工程質量的目的。
參考文獻
關鍵詞：構筑物 管道 整體抗浮 局部抗浮 抗浮措施
0 引言
抗浮是給水排水工程結構穩定驗算的重要方面，也是其結構設計的首要環節。在市政工程建設中，給排水工程結構常需埋置于地面以下。在地下水較豐富的地區，當地下水位高于結構底面時，結構將受到地下水的浮托力作用。此外，如結構物基坑回填采用透水性材料或非透水性填料未能壓實，上層滯水也會產生浮托力。設計人員在給水排水結構設計中，應根據場地的水文地質條件首先對結構物進行抗浮驗算，擬定其相關結構尺寸。然而，在具體的工程實踐中，給排水結構物由于抗浮失穩造成的破壞并不鮮見。筆者對市政工程中幾種典型給水排水結構物抗浮設計方法進行了總結和討論，供相關人員參考。
1 給水排水結構的上浮力作用及抗浮驗算
地下式給水排水結構物（構筑物、管道等）受到的地下水浮托力可用阿基米德原理進行解釋和計算。阿基米德原理要求浸入靜止流體的物體下表面必須與流體接觸，故理論上“對節理不發育的巖石和粘土”，地下水（含上層滯水）對結構物按阿基米德原理計算得到的浮力可進行折減。實際工程中，由于地方經驗或實測數據的欠缺，設計時對結構物受到的浮力通常未考慮這種折減。則結構物可按下式進行抗浮穩定驗算：
式中： 為抗浮力總和（僅計入永久荷載），根據所采用的抗浮方式確定， 為同時采用的抗浮方式數。 為地下水重度標準值。 為結構物浸入地下水部分的體積，地下水位應考慮可能出現的最高水位，可用勘察部門根據場地內水文地質條件綜合確定的抗浮設防水位。 為抗浮穩定性抗力系數，對構筑物結構取1.05，對管道結構取1.10。
2給水排水結構物常用抗浮方式
結構抗浮工程措施一般有結構自重抗浮、配重抗浮、錨桿（或基樁）抗浮及管理抗浮（導滲抽排）。工程設計時，應綜合考慮地下水位、結構特征、地形地貌、地質土層情況、施工能力等因素，經技術、經濟比選后，最終確定抗浮措施。
2.1自重抗浮
靠結構物自身結構構件的重量滿足抗浮要求，自重計算不包括設備重、使用荷載及安裝荷載，適用于自重加大不多即可滿足抗浮要求的情況。一般中小型給水排水構筑物、管道等常采用此抗浮方式，當抗浮穩定不滿足時，適當加大其結構構件的尺寸。自重抗浮較其它抗浮方式更安全可靠。
2.2配重抗浮
通過在結構物上增加壓重滿足抗浮要求。常用的配重是構筑物外挑底板上的填土（地下水位以下填土取浮容重）或砌體。在不影響使用空間的情況下，也可在結構物內設置填料（如毛石砼或其他低強度等級砼）。當管道自重抗浮不滿足要求時，在管道上設置現澆或預制砼塊也是配重抗浮的一種形式。
2.3錨桿（基樁）抗浮
利用錨桿（基樁）的抗拔承載力來抵抗地下水浮托力，常用于結構物所受地下水浮力較大，采用自重抗浮等其他抗浮方式難以滿足要求的情況。錨桿（基樁）應均勻布置在構筑物底板下壁板軸線位置，或在整個底板下均勻設置。前者不改變底板受力情況，后者在底板受力分析時應考慮地下水浮力的影響。
錨桿（基樁）抗拔承載力特征值應通過現場載荷試驗確定，初步設計時可根據《巖土錨桿（索）技術規程》（CECS22：2005）或《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）中有關公式估算。
3幾種典型給水排水結構物的抗浮計算實例
3.1 管道
某工程截污管采用DN800鋼筋砼管，分陸地段和河道段兩部分。陸地段采用開槽敷設，管頂覆土1.2m，抗浮設防水位取地面以下0.5m；河道段管道無覆土，管頂位于河道常水位以下。管道抗浮驗算如下（整體抗浮）：
陸地段： =（18x0.5+8x0.7）x0.96+24x0.785x（0.962-0.82）=19.32KN/m，
=10x0.785x0.962=7.23KN/m， / =2.67>1.1，抗浮驗算滿足要求。
河道段： =24x0.785x（0.962-0.82）=5.31KN/m，則 / =0.73
圖一
=5.31+（6.81/2.5）=8.03KN/m， / =1.11>1.1，滿足抗浮要求。
3.2箱涵
某雨水箱涵BXH=4.0x3.0m，壁板厚350mm，頂、底板厚均為400mm，底板外挑400mm，涵頂覆土1.0～2.7m。涵頂道路荷載為公路-Ⅰ級，管道結構的重要性系數取1.0。抗浮計算地下水位按設計路面以下0.5m。該構筑物抗浮驗算如下（僅需整體抗浮，采用自重+配重抗浮，涵頂覆土取1.0m，為最不利情況）：
=24x[5.5x0.4+（4.7x3.4-4x3）]+（18x0.5+8x0.5）x4.7+[0.4x（18x0.5+3.9x8）x2]
=241.58KN/m
=10x（5.5x0.4+4.7x3.4）=181.8KN/m， / =1.32>1.05，滿足抗浮要求。
3.3 清水池
某工程清水池結構布置如圖二所示，池內設置400x400mm立柱，立柱間距3.5x4.0m，采用無梁樓蓋結構，池頂覆土厚300mm。±0.000相當于黃海高程48.000m，根據本工程地質勘察報告，抗浮設防水位取黃海高程49.500m。現對清水池進行抗浮驗算（局部抗浮）：浮力 =10x1.95=19.5Kpa；
頂板及其上覆土重 =24x0.25+18x0.3=11.4Kpa；底板自重 =24x0.45=10.8Kpa；
立柱自重折算 =24x0.4x0.4x3.5/（3.5x4）=0.96Kpa
則 / =23.16/19.5=1.18>1.05，滿足抗浮要求。
圖二
4 結語
地下式給水排水結構物抗浮驗算包括整體抗浮和局部抗浮。在復雜的工程實踐中，設計人員應根據給水排水結構物的具體型式、結構特點及場地水位地質條件等因素，對其進行正確的抗浮驗算，并采取適宜的抗浮措施，保證結構安全。施工階段的抗浮，應要求施工單位切實做好基坑排水工作，確保不間斷排水。如出現意外，基坑無法抽排而導致積水時，應立即對正在進行施工的結筑物采取臨時抗浮措施，確保結筑物不致抗浮失穩破壞。
參考文獻
[1]. GB50069-2002 給水排水工程構筑物結構設計規范[S]. 北京：中國建筑工業出版社，2002.
關鍵詞: 泵房；抗浮設計；配重井
Abstract: Anti-floating design is one of the most important factors influencing the pumping house structure. This article introduces the methods and thinking for anti-floating design of the pumping house according to the practical example.
Key words:pumping house; anti-floating design; counter weight well
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
1 前言
泵房作為取水構筑物或送水構筑物，由于工藝處理水或凈化水的需要，一般處于河邊或江邊，地下水位較高。因此當泵房平面尺寸較大，埋置深度較深時，抗浮問題往往成為泵房結構設計中的重要制約因素之一。目前我們常用的抗浮方式主要有自重抗浮、配重抗浮、嵌固抗浮及錨固抗浮等[1]。其中后兩種方式主要用于泵房底板坐于基巖的情況下。本文以廣州某城區第三水廠送水泵房的結構設計為例初步探討抗浮設計方法的選擇和使用。
2 工程概況
該送水泵房送水規模為10萬m3/d，加壓揚程為50m。送水泵房與吸水井、閥門井連為一體，平面尺寸為26.5m*20.5m。泵房高8.8米，埋深為6米，吸水井埋深7.5米，閥門井為5.3米，泵房的平面尺寸及剖面如圖1所示。地質情況由上而下為素填土、粉細砂、中粗砂、粉質粘土、細中砂和全風化花崗巖。泵房及吸水井底板坐落于中粗砂層，由于該層地基承載力為160kPa，結構設計將該層作為持力層。采用天然地基，底板采用梁板式結構。經計算，上部結構自重為19362.8kN。根據抗浮設計水位同地面標高，泵房及吸水井的總浮力為37009.5kN。顯然，該泵房結構自重抗浮不滿足要求，需要進行抗浮設計。
圖1 泵房平面圖和I-I剖面圖
3 抗浮設計方案對比與選擇
3.1方案一 —— 配重抗浮
當不影響底部空間時，可在底板增加較厚的素混凝土作為配重。按照《給排水工程構筑物結構設計規范》（GB50069-2002）[2]規定的抗浮系數1.05，若采用配重抗浮，需要17646.7kN的配重。因此若在地板上增加素混凝土配重，則會使得泵房底板結構埋深更深，產生更大的浮力，需要更多的配重。當地下水位較高時，這種方案的抗浮效果較差。
3.2方案二 —— 懸挑底板上覆土+配重井
底板懸挑抗浮一般是指在泵房外底板挑出部分上的填土或砌體作為配重。在考慮該種土壓力的抗浮作用時，只考慮了懸挑板以上部分的土重。而土的內摩擦角范圍內的土壓力和土顆粒間的剪切力雖對抗浮起到有利作用，但在計算時將該部分作用力作為安全儲備而不考慮在抗浮力之內。該工程當底板懸挑1.5米時，所得的配重為17545.7kN，此時抗浮安全系數 =0.9971.05，滿足抗浮要求。另外，配重井的設置，同時也增強了底板和側壁的穩定性并減小了其配筋。如壁板扶壁柱的計算模式由原來承擔梯形荷載轉變為與配重井壁共同承擔外水壓力、土壓力以及地面汽車荷載，如圖2所示。考慮其共同受力的模式采用有限元計算的扶壁柱和側壁配筋較原來減少1/4。因此，懸挑底板加配重井的方案可以有效解決只懸挑底板無法滿足抗浮要求的問題。這種方法施工方便，無需增加結構底板埋深而導致增加基坑開挖深度和增大基坑平面尺寸。
圖2 扶壁柱計算模式的變化 圖3 抗浮錨桿大樣
3.3方案三——抗浮錨桿
抗浮錨桿是一種豎向受力構件, 是通過鋼筋與注漿體之間, 注漿體與周邊土體之間的摩阻力來提供抗拔力的。設計中確定抗浮錨桿截面積采用的抗力分項系數 為1.6，而確定抗浮錨桿錨固長度采用的抗力分項系數 為2.2，主要考慮巖體錨固力隨巖體不同的分布情況變化，離散性大，因而取較大抗力系數，而鋼筋強度則離散性較小，因而抗力系數取小值。抗浮錨桿截面積和長度分別由式 、 或 [3]確定。式中：Kt、K為抗力系數； 為抗浮錨桿軸向拉力設計值； 為鋼筋強度標準值； 、 為抗浮錨桿錨固段長度和鉆孔直徑， 、 為錨固段注漿體與地層間、注漿體與筋體間的粘結強度標準值，抗浮錨桿大樣如圖3所示。
3.4方案四——設置抗拔樁
在底板下施打鉆孔灌注樁，利用樁與地基土之間的摩擦力提供抗浮力。這種樁同時兼有兩種作用：一是作為結構的支承樁，即在水位較深時，作用在樁上的荷載是向下的，需按照群樁基礎考慮，使其承受上部荷載；二是在豐水期，即地下水位較高時，浮力成為構筑物的主要外力，此時灌注樁受到向上的外力，需要起到抗浮的作用。灌注樁抗拔計算采用公式[4] 和 ，式中各符號物理意義詳見文獻[4]。因此灌注樁的樁徑、樁長、間距按以上兩種工況根據現場水文地質情況進行設計。灌注樁的造價高，但因其同時兼有承載和抗拔兩種作用，可提供的抗拔力較大，一般適用于地質條件差的超深泵房或水下泵房。
3.5方案比較
我們對以上四種方案進行了比較，如表1所示。通過計算可知本工程所需的抗拔力不大，地基土持力層為中砂層，地基承載力特征值達到160kPa，能滿足承載力要求，同時，懸挑底板上覆土重以及結構自重已使抗浮安全系數接近于1，還需再增加的抗拔力較小，因此不再適合采用灌注樁或抗浮錨桿來達到抗拔的目的。另外，繼續增大懸挑底板寬度或增大底板埋深對基坑開挖不利且影響臨近原有配電房，因此本工程采用適當懸挑底板加配重井的抗浮方法既達到了抗浮的目的，同時也增強了壁板和底板的約束，減小了其原有配筋。
表1 抗浮方案對比
方案 適用范圍 優點 缺點
自重與配重抗浮 構筑物平面尺寸不大，埋深不大，地下水位較低 設計計算簡單，施工方便 增加結構底板埋深，增大基坑開挖深度，從而增加浮力，抗浮效果不明顯
懸挑底板+配重井 構筑物平面尺寸較大，埋深較大，地基土質良好 施工方便，配重井同時具有抗浮與增加底板和壁板穩定性并減小其配筋 減小了泵房內部可用空間
抗浮錨桿 構筑物平面尺寸大，埋深大，地下水位淺，地基土質良好 可提供較大的抗浮力 施工較復雜，錨桿的抗拔力受地質條件的影響較大
抗浮樁 構筑物平面尺寸大，埋深大或整于水下，地基條件差或有液化土層 結構安全可靠，樁間距小時可減小底板厚度，抗浮效果明顯 工程造價高，設計計算量大，施工較麻煩
4 結語
通過該送水泵房的抗浮設計，可得到如下結論：
（1） 當構筑物平面尺寸不大，埋深不大，地下水位較低時，采用自重與配重抗浮比較經濟，設計簡單，施工方便。
（2） 構筑物平面尺寸較大，埋深較大，地基土質良好時，采用懸挑底板加設置配重井的方案能有效解決抗浮問題并增強底板和側壁的約束，從而可減小其原有配筋。
（3） 構筑物平面尺寸大，埋深大，地基土質差或有液化地基時，采用抗浮錨桿或灌注樁抗浮能較好的解決泵房的抗浮問題。
參考文獻
[1] 給水排水工程結構設計手冊編委會. 給水排水工程結構設計手冊（第2版）[M]. 中國建筑工業出版社社, 2007
[2]國家標準. 給排水工程構筑物結構設計規范(GB50069-2002)[S ]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2002
[3] 中國工程建設標準化協會.巖土錨桿技術規程(CECS 22:2005) [S ].北京: 中國計劃出版社, 2005
關鍵詞：成本控制；抗浮；結構安全
Abstract： With the development of city and the tension of construction land， building height increasing， the development and utilization of the underground space， underground chamber becomes more complex. Design of building structure is now mainly structural engineering staff in the design of the key and difficult points， structure design should not only ensure the high-rise building with adequate security， should also guarantee the economic， reasonable structure. In this paper， Combined with the actual problems of author's engineering in structure design are discussed.
Key words： cost for control； Floating resistance； Structural safety
一、荷載合理取值
通過降低成本以求提高經濟效益是房地產行業共同追求和努力的目標之一，而結構成本的控制是房地產項目成本控制的關鍵。而結構荷載的合理取值，直接影響到結構的安全，也是土建成本的決定性因素。
為滿足建筑消防要求，大型地下室頂板面經常根據需要布置消防行車道路。消防車荷載標準值很大，根據消防車道作用范圍荷載的合理取值，對受力構件截面尺寸的選取及配筋計算至關重要，甚至影響到地下室層高的要求，將直接影響到工程成本。新的《建筑結構荷載規范》GB 5009-2012版的頒布，增加了條文，當頂板有覆土時，可根據覆土厚度、不同板跨對活荷載經行折減。另筆者認為，在實際工程中，在進行梁配筋計算時可根據實際作用范圍進行繼續折減，在實際設計中設計人員對沿消防車道作用板是滿布荷載計算，而在實際中每跨板不可能同時作用消防荷載，如柱網6mx6m地下室頂板，雙向板樓蓋，主梁上布置十字交叉次梁劃分3mx3m跨度樓板，按規范表5.1.1及5.1.2條，板荷載標準值應取28KN/㎡（不考慮覆土折減），僅是傳遞到每條主梁上總重為504KN>大于規范適用的300KN的消防車總重量，因此可在進行梁計算時按實際最不利荷載作用位置再合理折減取值。特別在消防車回轉車道范圍內，更應按實際情況考慮折減，在計算梁時不應按各板跨同時滿布計算。
另規范新增加5.1.3條，設計墻、柱時，消防車活荷載按實際考慮，設計基礎時可不考慮消防車活荷載。消防車活荷載按覆土厚度的折減系數按規范B規定確定。消防車荷載標準值很大，但出現幾率很小作用時間很短，在墻柱設計時應容許較大的折減，由設計人員根據經驗確定折減系數。在基礎設計時，根據經驗和習慣，同時為減少平時使用時產生的不均勻沉降，允許不考慮消防車通道的消防車活荷載。但筆者認為，在基礎設計時應區分對待。依據建筑地基基礎設計規范在按地基承載力確定基礎底面積及埋深或單樁承載力確定樁數時，傳至基礎及承臺底面上的作用效應按正常使用狀態下作用的標準組合。因消防車作用是臨時荷載，短期作用不會產生較大沉降影響結構安全，且巖土破壞的極限值遠大于設計采用的特征值無需考慮是合理的。但按地基規范在確定高度、截面配筋及驗算材料強度等時，應按承載力極限狀態下作用的基本組合，這與荷載規范本身用于承載能力極限狀態計算的時候應考慮荷載偶然組合不符，由于消防車荷載較大，在此時不考慮其作用將直接影響到結構的安全。
在工程設計中，由于不了解電梯工作機理，不少設計人員只依據荷載規范在電梯機房考慮了活荷載及機房頂的集中荷載，其實這兩項為檢修電梯荷載，而未考慮電梯實際工作中的荷載作用。設計人員應根據選用的電梯型號，根據廠家提高資料按實際考慮集中荷載作用在支撐構件上。
二、抗浮設計
在工程設計中，往往會遇到純地下或地下室埋深大的高層建筑裙房，就出現了抗浮設計問題，在暴雨來臨，施工期間一旦未及時采取降水措施就會積水產生浮起，使用期間若不將四周的回填土采用粘性土分層夯實形成止水層，也同樣會產生水浮力，有不少地下室因為設計未考慮周全或施工階段未做好降水排水工作出現工程事故。
在《建筑結構荷載規范》中僅對有關浮力問題進行了定性的描述，并未對如何驗算進行嚴格規定。只有《給排水工程構筑物結構設計規范》GB50069提到了關于水浮力可變荷載的分項系數問題。《給排水工程構筑物結構設計規范》GB50069-2002第5.2.2條和5.2.3條中有表述，對于抗浮結構的設計，地表水或地下水作用應是第一可變荷載，1）在進行結構構件的強度計算時，它的分項系數取為1.27；2）當計算整體抗浮的穩定性時，抵抗力只計入永久作用，可變作用和側壁上的摩擦力不應計入。此時上浮設計穩定性抗力系數Ks取1.05，即抵抗力/水浮力標準值>1.05時滿足。
地下室抗浮驗算的基本原則：1、地下建筑物埋于不透水層，周邊填土為密實的不透水土，當場地無積水時，依據水文地質資料抗浮水位位于地下室底板之下時，可不考慮水的浮力作用。 2、地下水最高水位的確定在計算浮力時，地下水最高水位對浮力的大小起著關鍵作用，其取值原則如下：①若有長期水文觀測資料或歷史水位記錄時，浮力的計算可取歷史最高水位；若無長期水文觀測資料或歷史水位記錄時，可采用中水期最高穩定水位。②場地有承壓水且承壓水與潛水有水力聯系時，應按承壓水和潛水的混合最高水位計算。
三、基礎設計
基礎做為結構設計最重要的部分，基礎部分往往在整個建筑物投資中占據了很大的比例，往往也影響到整個項目的周期，且關系到建筑的安全。因此如何選擇合理的基礎形式對于保證安全節約投資、降低造價起著舉足輕重的作用。基礎部分無疑是結構設計中最重要的部分，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失，這就要求我們設計人員對每個建筑物的勘察報告進行仔細分析選擇一個最優化的基礎方案，能熟悉掌握規范，合理設計，做到安全適用、技術先進、經濟合理、確保質量、保護環境。地質報告要正確反映土層性質、地下水和土工試驗情況，并結合設計要求，對地基作出正確評估，否則就會給設計人員造成分析、判斷的錯誤。結合最近遇到的實際工程對基礎設計中值得注意的問題進行探討。
南寧某住宅小區，采用剪力墻結構，上部26層、地下室2層。場地內巖土層由素填土第四系土層和第三系強風化硅質巖組成，從上到下依次分述如下：
1）、素填土①層：平均厚1.30m～3m。
2）、粘土②層。該層中進行標貫試驗平均8.7擊/30cm；本層分布于整個場地，分布厚1.3～12.3m，原巖土工程勘察報告提供地基承載力特征值為fak=200KPa。
3） 粉質粘土③：本層分布于整個場地，層面埋深12.5m～26.2m，為砂質巖全風化殘積形成。本層進行標貫試驗平均12擊/30cm，原巖土工程勘察報告提供地基承載力特征值為fak=230KPa。
4）強風化硅質巖④：巖體易破碎，取樣成碎石、角礫、粗（礫）砂狀態。該層層面埋深13m～45m，未鉆穿該層厚，該層分布均勻，但層面起伏較大。地基承載力特征值fak=8000KPa，樁極限端阻力標準值qpk=2200Kpa。勘察單位擬建議采用鉆孔灌注樁，以強風化硅質巖④作為樁端持力層，而不建議采用靜壓樁，原因是考慮到巖石起伏較大，巖石埋設較深。根據初步估算結果，由于樁端持力層承載力較低，樁屬于端承摩擦樁，設計樁長為30米時，1米樁徑單樁豎向承載力特征值僅為2500KN，不經濟；由于場地巖面起伏大，不利于樁基的穩定，更不利于基礎的沉降控制；且設計樁長較長，易產生崩孔現象，成樁難度大，不利于控制樁身質量；采用鉆孔灌注樁施工工期較長，樁基施工時現場不文明，排漿困難，對環境有污染。
經過分析，當以粉質粘土③為持力層時，土面埋深為14米處，根據深度修正后承載力可達510Kpa，按平均每層17KN/㎡樓面折算荷載考慮則為30x17=510KN/㎡，剛好滿足。后經方案研究選用預應力混凝土管樁（PHC樁），樁頂采用筏形承臺，做為地基處理方案，全部選用直徑400mm管樁，按樁長14米設計，初步設計單樁承載特征值為1000KN，樁距按1.4米考慮，則折算到每平米有效地基承載力特征值為1000/1.4/1.4=510.0KPa，滿足承載力要求。采用此樁根據結構布置墻柱荷載分布調整樁疏密分布，樁頂與承臺斷開連接，樁頂設100mm厚砂墊層點式分布（即以各樁位中心點周邊600mmx600mm范圍設置，用素混凝土設擋邊阻隔地下室水影響，防止砂流失），達到調節沉降作用，在主體完成時最大沉降觀測點僅為12mm。由于使用小直徑密樁布置，相比更節省了承臺的配筋。合理的基礎方案選取，不僅加快了施工速度、不影響周邊環境，且在節省了工程造價的情況下，使結構更安全進一步降低了建筑的沉降差和沉降量。
結語
在今后的工作中，結構設計人員需要重新認識自己工作的重要性，明確自己的責任，提高對結構設計質量安全問題的辨別能力，能熟悉掌握規范，積累結構設計的工作經驗，做到安全適用、技術先進、經濟合理、確保質量、保護環境。
參考文獻
[1]建筑地基基礎設計規范GB 50007—2011[S]
[2]建筑樁基技術規范JGJ94-2008[S]
關鍵詞: 管道變形施工造價覆土
前言
廣州市西江引水工程第三標的石門、西村并行線(管徑為2800和3200) 西村支線(管徑為3200)途徑廣清高速公路后轉入增槎路,最后進入西村水廠。由于在這些路段,管道主要敷設在行車道路下,在車行荷載的重復動荷載作用下要特別注意管道的強度、剛度(變形)、穩定性滿足要求。
因此在這些路段,我們為保證結構設計的安全并達到節省投資的目的,主要采用了鋼襯鋼筋砼壓力管以及加肋鋼管,下面對鋼襯鋼筋混凝土壓力管、加肋鋼管、PCCP管以及一般鋼管作結構安全性、經濟性的簡單對比。
一、鋼襯鋼筋混凝土壓力管道
若采用普通鋼管,為滿足抗浮要求,往往需要達到一定的埋設深度。而管道埋置越深,導致基坑開挖的深度也較大,這將造成基坑開挖止水的困難程度以及增加基坑支護造價。如果采用D3200PCCP管,其單節管(長度為5米)重達31噸,在管道的運輸及吊裝過程中需要采用重型機械,并且是在繁忙的公路上進行,因此PCCP管道的運輸及其施工苦難程度較大并對周圍環境影響較嚴重,同時在管道吊裝過程中由于單節管重量較大而導致基坑周邊荷載增大,這將增加支護結構的費用。
鋼襯鋼筋混凝土壓力管道是由內襯鋼筒以及鋼筋混凝土箱涵組成的管道結構。他采用內襯鋼筒來承受內水壓力,而外包鋼筋混凝土承受外荷載如汽車荷載以及覆土荷載,因此它充分發揮鋼材抗拉和混凝土抗壓的材料性能。同時由于混凝土比重較大容易滿足抗浮要求,而適于淺埋。經計算,鋼筒D3200X14的內襯鋼筒外包300厚鋼筋砼結構在覆土深度為0.7米的情況下能夠滿足管道本身的強度、剛度、穩定等各項要求。為保證施工質量,鋼襯鋼筋混凝土壓力管道的內襯鋼筒兩端要加肋環,保證對接焊口間的圓度,同時需中部每2m加“米”字型的活動內撐,以滿足運輸和澆筑混凝土時的剛度要求。此種結構形式優點總結如下:
外包砼薄壁鋼管的造價較PCCP管材貴約15%,所需要的基礎處理要求基本相同。主要區別在于抗浮和地面荷載對覆土的要求,當管道埋深不受市政特殊要求時,前者僅考慮700覆土便可(個別地段經處理后外露亦可),從而可減少約1.2m的基坑深度,減少施工費用,有利于地下水位高和附近有建筑物的地段施工。
基坑截面,如D2800XD3200PCCP管需要10.5x5.5～6(深),外包砼薄壁管為8.2x4.5(深),挖填土方量減少,征地寬度減少,施工難度減少。
管材吊運的重量分別為5m長的PCCP管約39t,6m長的外包砼薄壁鋼管約8t,大大減少吊車噸位和基坑邊的施工荷載,減少基坑的支護用料和施工便道的等級。
因此鋼襯鋼筋混凝土壓力管道造價約6.47萬元/米,而PCCP管造價約為9萬元/米。
由于鋼襯鋼筋混凝土壓力管道在現場澆筑混凝土,不利于埋設太深,因此當遇到原有的各種管道埋置較深難以避讓時則采用加肋鋼管過渡。
二、加肋鋼管
加肋鋼管的優點主要是可以減小鋼管壁厚,減少鋼管在荷載作用下的變形,增加管道結構剛度。如若使用D3200X32鋼管,在覆土為2米以及汽車荷載作用下管道變形計算為
,而在當覆土荷載作用下的變形 。
當采用加肋鋼管時,在保證鋼管強度的情況下可以減少鋼管厚度,經計算,可采用D3220X24鋼管加肋24*200@1000以滿足強度要求,此加肋鋼管在汽車荷載+覆土荷載作用下的變形為8.6mm,只在覆土荷載作用下的變形為6.4mm。
由上述計算可知,我們可以得到以下兩點:
不加肋鋼管變形量遠大于加肋鋼管,從而證明了加肋鋼管可以明顯的增大大口徑鋼管的剛度,使得施工中容易控制變形進而保證鋼管的圓度和施工質量;
無加肋鋼管在有、無汽車荷載作用下的差異變形量為 =16.9mm,而加肋鋼管的差異變形量為 =2.2mm。說明了無加肋鋼管在有無汽車荷載作用下的變形幅度較大,這對于管道的安全運行以及管道上的路面結構將產生一定的危害。
三、結言
綜上兩種原因,我們推薦采用加肋鋼管作為鋼襯鋼筋混凝土壓力管的補充,主要用于某些地段由于原有各種管道埋深較淺,管徑較大且不易遷改或遷改困難的地方,以避免鋼襯鋼筋混凝土壓力管道深埋。
參考文獻:
[1]中華人民共和國國家標準.給水排水工程管道結構設計規范(GB50332-2002).北京.中國建筑工業出版社,2002
[2]中國工程建設化標準化協會標準.給水排水工程埋地管芯纏絲預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管管道結構設計規程(CECS 140:2002).北京.中國計劃出版社,2003
[3]給排水工程結構設計手冊.中國建筑工業出版社,2006
【關鍵詞】水池；結構設計；要點
一、前言
水池結構屬于市政給、排水工程中的特種結構， 水池是給、排水工程中的重要構筑物，它既不同于一般的建筑結構，也有別于一般的水工結構，結構型式和荷載條件比較復雜，大部分都是采用鋼筋混凝土結構體系，其承受的荷載主要有水壓力、土壓力和溫度應力等。水池結構的設計應符合相關的設計規范，每座水池的結構方案都要進行相應的荷載分析、強度分析、耐久性分析并應按照工程的地質條件、荷載條件以及水文地質條件來考慮結構的穩定性。水池的設計有其特定的要求，如抗滲、抗裂、抗凍等，本文針對水池結構設計中涉及到的這些重要問題行了簡單的分析探討。
二、水池結構設計中的要點
1、地下水位對水池設計的影響
水池的設計與地下水位的標高密切相關。由于地下水位未掌握好而引起結構選型錯誤及抗浮不夠等工程事故時有發生。根據現行國家設計規范，地下水位應根據地方水文資料，考慮可能出現的最高地下水位，一般設計均取用水文資料的最高地下水位。在50年設計基準期內，一般水工構筑物地下水可變作用的取用按“工程結構可靠度設計統一標準”原則確定，不考慮罕遇洪水的偶然作用。但值得注意的是，有些工程地質勘察報告所提供的地下水位未能從地方水文資料分析得出，而僅反映勘測期間的地下水位情況。如果詳勘在當地枯水期進行，所提供的地下水位標高將無法被設計取用，或導致結構計算的失誤。所以結構設計人員應當詳細了解當地的水文情況，對未滿足設計要求的地質勘察報告要求予以補充。要求考慮當地有無暴雨、臺風的影響，是否會出現由于地表水不能及時排除而引起的地下水位提高。土建專業設計人員應該對地下水位和地質勘探的情況進行綜合考慮，與水工藝專業設計人員一起決定水池的基底標高，綜合工藝流程、運營成本、土建造價等多方面因素制定方案。例如當地質情況不太理想或地下水位較高時，設計人員應該考慮是否可以適當提高基底標高，減少浮力對水池的影響及避開軟弱地基層。
2、強度設計
水池強度設計關鍵在于安全系數的取值，①水池頂板強度設計的附加安全系數：水池頂板所承受的荷載有自重荷載、覆土荷載、室外地面荷載等，其中自重和覆土重所占比例最大。由于土的容重隨密度和含水量而變，其變化很大，因此，附加安全系數取1.0是合適的。②池壁強度設計的附加安全系數：池壁主要承受土壓力和水壓力，水深一般取滿池計算，水的容重差別極小。土壓力強度一般用朗肯主動土壓力理論，是略偏大的。從而說明池壁荷載的取值一般是高限，且變化很小，因此，附加安全系數取0.9，即能滿足結構設計要求。③底板強度設計的附加系數：池底實際上是與地基共同工作的，一般情況下計算水壓力及均布荷載均偏大，因此底板強度設計的附加安全系數取0.9，即能滿足結構設計要求。
3、水池抗凍設計
改良持力層地基土是水池抗凍設計的主要措施，改變水池結構基底的土質量，主要有換土墊層和強夯兩種方法。改變地基土基本結構的辦法是進行水池持力層地基土換填，就是將原有的細顆粒土體挖走，用大顆粒的土體填入水池的基底。這種換填工程量較大，換填厚度一般要大于等于凍土深度。如果在凍土深度小的地區使用尚可，若在凍土深度較大的地區使用，往往工程量是很大的。通常的地基土換填主要是針對凍脹敏感的地基土，如淤泥質粘土，其排水性能差，毛細作用旺盛，一旦地下水位較高，地基土凍脹破壞加劇，此時，除采用排水設施降低地下水位外，可用小于0.05mm粒徑的砂礫料或者風積砂置換地基土層。置換層的厚度隨土質條件變化，一般不宜小于30cm。經過砂礫置換之后，可阻斷毛細水分聯系，起到了減輕凍脹危害程度的作用。地基土夯實是通過對水池結構基底持力層夯擊，從而提高地基土的干密度，防止水池外部地下水滲入地基土，是控制地下水位的最直接措施。在水池施工過程中，將地基土翻松20～30cm后夯實，使干容度達1.6～1.7t/m3以上，就能降低水池外地下水對水池結構的侵襲，從而達到預防凍脹破壞的作用。
4、水池抗裂設計
根據對已建成水池所作的調查，水池裂縫一般為豎向裂縫。這些裂縫有兩種：一是貫穿性裂縫，由混凝土收縮引起的；二是出現于池壁外側的表面裂縫，其逐步擴伸至全截面。另外在工程實踐中發現，所有的外挑現澆走道板都產生嚴重裂縫，并隨之擴展到池壁，因此，有必要考慮到預制裝配式走道板，或作現澆走道板，每隔3 m～4 m設伸縮縫一道。很多鋼筋混凝土結構的破壞都是由裂縫開始的，對裂縫形成的原因、預防以及處理必須重視，特別是要避免和控制有害貫穿性裂縫的出現。在我國現在的施工技術水平條件下，水池是不可能一次澆筑完成的，必須要設置水平施工縫，分段進行施工。如果施工過程中施工縫處理得不好，很容易導致水池表面凹凸不平，麻面多、上下段池壁錯開甚至滲漏水等現象，嚴重影響到以后使用。水池裂縫計算時，由于潮濕環境下混凝土干縮性較小，其裂縫增大系數取值可以適當減小，取1.8較為合適。在選用鋼筋強度等級時，雖然受裂縫寬度的限制，不能充分發揮其強度作用，但由于Ⅲ級鋼筋比Ⅱ級鋼用量可減少20%，所以采用Ⅲ級鋼筋在技術上和經濟上都比較合理。
5、水池抗浮設計
目前在抗浮設計中常用方法有自重抗浮、壓重抗浮、基底配重抗浮、抗拔樁抗浮或錨桿抗浮等。①自重抗浮：自重抗浮即通過提高池體結構自重來達到抗浮的目的。一般可以通過增加水池池壁或底板來實現自重增加，這樣做雖然增加了混凝土的用量，但是由于結構厚度增加可以降低結構配筋率，減少鋼筋用量，因此對造價影響不大。采用自重抗浮對于原設計水池截面配筋率相對較大的水池最為經濟適用。②壓重抗浮：壓重抗浮是通過在池內、池頂或池底外挑墻趾上壓重來抗浮。池內壓重增加了底板寬度和基坑寬度，但一般不會增加池底所受的不均勻地基反力，故對底板的內力影響較小。此法常用于一般中小型水池的抗浮，但不宜用在平面尺寸較大的水池，對需考慮局部抗浮的水池也不適用。③基底配重抗浮：池底配重抗浮是在水池底板以下設配重混凝土，通過底板與配重混凝土的可靠連接來滿足抗浮要求。此法用于一般水池時，其受力情況近似池內壓重抗浮，不需增加池壁高度，但要保證底板與配重混凝土的可靠連接，并且其配重材料一般應采用強度等級不小于C15的混凝土。④抗拔樁或錨桿抗浮：此類方法對大體積埋地水池的抗浮相當有效，不僅能滿足池體的整體抗浮，還能通過樁或錨桿的合理布置，很好地解決大型水池的局部抗浮問題。抗拔樁一般宜選用樁徑較小、單樁抗拔力相應較小的樁進行密布。抗拔樁的樁長宜盡量控制在單節樁的長度范圍內，這樣可以減少接樁費用以及避免由于接樁不牢固造成的抗拔力損失。
三、結語
隨著城市的發展，對水池建造需求也越來越大，水池設計中涉及若干問題，如抗滲、抗浮抗凍、抗裂設計等，本文根據給水排水結構設計規范和已建工程較成熟的經驗，對此進行了簡單的分析探討并提出一些建議，供相關設計借鑒和參考。實際工程設計中，要根據實際情況，多嘗試、多比較，一定會找到更優更經濟的設計方案。
參考文獻：
[1]張靖靜.水池結構設計概要分析[J].山西建筑，2005，31（22）：67-68.
【關鍵詞】附建式人民防空地下室；工程造價；人防設計；造價控制
一、前言
人防工程是戰時有效保護城市居民的重要措施，同時對開發利用城市地下空間，促進城市建設和經濟發展，增強城市的綜合防護能力都具有重要作用，人防工程建筑也是城市建設的一個重要組成部分。《中華人民共和國人民防空法》中規定：“人民防空實行長期準備、重點建設、平戰結合的方針，貫徹與經濟建設協調發展、與城市建設相結合的原則”。附建式人民防空地下室是指住宅、旅館、招待所、商場、大專院校教學樓和辦公、科研、醫療用房等民用建筑，應按照國家有關規定修建戰時可用于防空的地下室。
本文以某附建式人民防空地下室為例，對附建式人防工程對附建式人防工程各專業工程造價組成進行詳細分析和計算。
工程采用案例：南寧市某小區住宅樓，框架剪力墻結構。地下室總建筑面積13150.60m2 ，按照相關法律法規及當地人防主管部門審批的設計條件通知書，應修建附建式人民防空地下室4200.9m2。本附建式人民防空地下室位于地下室1層，層高為4.500m。結構形式為框架結構，設計合理使用年限為50年；抗震設防烈度：6度。按甲類核6、常6級標準設計，戰時為二等人員掩蔽部。本人防工程設計的主要內容包括：人防建筑設計、結構設計、給排水設計、電氣設計，暖通設計和平戰轉換設計。
二、人防土建設計造價增加費用分析
（1）建筑專業：人防地下室建筑設計包括了人防主體設計、人防口部設計、輔助房間設計、防護功能平戰轉換設計等，人防工程土建增加費用也主要發生在這些地方。首先是在整個地下室范圍內規劃出建人防地下室的位置。工程主體的平面形狀最好是方形，其次是矩形。在不違反規定的情況下，人防次要出入口部盡量利用平時樓梯出入；二等人員掩蔽部的通風口亦應盡量利用平時樓梯間，而不另外設置人防進排風豎井；另外，應盡量減少臨戰封堵防護密閉門和封堵擋板的使用，這些都能有效減少人防造價費用的增加。另外，《人民防空地下室設計規范》(GB 50038-2005)中有關人防地下室口部設計的規定，有關人防地下室凈高的規定，人防輔助用房的建設及柴油電站的建設等都會不同程度地增加地下室建設的造價。
（2）結構專業：工程結構形式和柱網的選擇要經濟合理，在滿足功能要求的情況下，減少工程的埋置深度。《人民防空地下室設計規范》(GB 50038-2005)中關于結構設計的規定主要包括：有關材料的規定，核(常規)武器地面爆炸空氣沖擊波、土中壓縮波參數的規定，核(常規)爆炸動荷載的規定，核(常規)武器爆炸動荷載作用下結構等效靜荷載的規定，以及荷載組合和構造方面的規定等內容。這些規定決定防空地下室的結構選型，所以結構設計的時候要充分考慮實際工程情況，優化選型，合理配筋。在本工程實例中依據建筑結構人防設計圖紙和設計說明，通過對人防鋼筋混凝土密閉隔墻、人防防爆門、人防口部防毒通道、消防防水水池、污水集水坑、輔助房間等需增加的工程費用等，可知本項目人防工程建筑結構方面共增加152.16萬元，其中每平方米(人防面積)362.26元。
三、人防設備專業設計造價增加費用分析
（1）給排水專業：人民防空地下室一般采用城市市政給水管網供水，戰時采用自備內水源供水。防空地下室自備水源一般是采用臨戰狀態采用裝配式鋼板水箱儲水，水箱設于清潔區內。在本工程實例中根據給排水人防設計圖紙和設計說明，通過對鋼板水箱、人防洗消給水泵、鍍鋅鋼管、防爆地漏、閘閥等有關項目工程費用的計算，可知本項目人防工程給排水方面共增加61.38萬元，其中每平方米(人防面積)146.12元。
（2）電氣專業：人防電氣專業應包括人防地下室范圍內的平戰照明、平戰動力、弱電設計。另外根據人防設計規范，一次規劃超過5000平方米的人民防空地下室要求設置柴油電站，，柴油電站的建設實施對地下室造價產生很大影響。在本工程實例中不需要單獨設置柴油電站，根據設計圖紙設計說明，通過對敷設電線電纜、開關、插座、電燈、配電箱、防爆按鈕、暗敷防爆波鋼管等有關項目工程費用的計算，可知本項目人防工程電氣方面共增加37.66萬元，其中每平方米(人防面積)89.64元。
（3）暖通專業：根據《人民防空地下室設計規范》規定，人民防空地下室采暖通風和空氣調節系統的設計必須確保戰時防護要求，并應滿足戰時和平時的雙重使用要求。采暖通風設備和材料除應滿足防護和使用功能要求外，還應滿足防潮、衛生及平時使用時的防火要求。防空地下室的采暖通風與空氣調節系統分別與上部建筑采暖通風與空氣調節系統分開設置。
在本工程實例中根據采暖通風和空氣調節系統人防設計圖紙和設計說明，通過對風管材料、油網除塵器、復合消聲器、過濾吸收器、人防兩用風機、等有關項目工程費用的計算，可知本項目人防工程暖通方面共增加 50.65萬元，其中每平方米(人防面積)120.57元。
四、平戰轉換方案設計造價增加費用分析
我國人防工程實行“長期準備、重點建設、平戰結合”的方針，人防地下室在平時一般用作地下車庫、商場等民用場地，在臨戰狀態下需要進行出入口的封堵，沙袋的堆壘，內部干廁的設置，輔助房間的砌筑、給排水、電氣、通風系統的安裝、檢查等一系列的工作之后才能使用。另外，各地人防辦對平時應先安裝那些設備不盡相同，對人防地下室的造價費用也有一點的影響。
五、結論
通過以上的分析和計算，可知本項目人防工程建筑、結構、給排水、電氣、暖通工程六個方面共增加造價301.87萬元，計718.59元／m2(人防面積)。其中建筑結構人防設計的影響最大，占整個人防增加費用的將近百分之五十左右，依次是給排水工程、通風工程、電氣工程。本項目并沒有考慮單獨建設柴油電站。對于要求設計柴油電站的人防地下室，柴油電站的建設費用將占相當大的比例。做好人防工程的造價控制，可以節約投資，降低成本，防止國家資源的浪費，更充分的發揮人防項目的戰備效益、社會效益、經濟效益，最大限度的提高投資效益。本文對人防工程的功能分析還需進一步的完善，才能更符合實際的要求，以后還需對其做更詳盡的分析。
參考文獻
[1]《人民防空地下室設計規范》(GB 50038-2005) 中華人民共和國建設部
【關鍵詞】住宅小區；室外給排水；施工圖設計
隨著經濟的發展，水資源的使用也呈現出不斷上漲的趨勢，對于住宅小區的給排水問題，也逐漸引起了人們的重視。室內給排水系統源于室外市政給水管網，而又止于室外市政排水管網，住宅小區局部的用水質量有了大大的改善，其中室內外生活、消防用水都非常的簡單快捷，一掃傳統的用水窘境，而排水的方式主要是通過布置在室外的排水管道將各住宅小區樓宇產生的生活污廢水、雨季的天氣降水排至住宅小區外的特殊檢查井內。“給水進、排水出”看似簡單的六個字，其實包含的工作量十分巨大，給排水系統的形成過程需要技術人員首先進行管道的布置設計，繼而對住宅小區的房屋結構等等進行細致的勘察測量才能進行安裝，而施工圖的設計更是難上加難，由于施工工程是一項隱秘性工程，所以施工圖的設計需要結合住宅小區的建筑結構設計圖紙來進行，對設計人員的設計思路有了較大的限制，所以在給排水施工圖的設計上，總會存在許多問題。本文接下來將對各種問題進行細致的探討說明。
一、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的深度問題
住宅小區室外給排水施工圖的設計是工程具體施工的重要前提，只有依照精密科學的設計施工圖才能在住宅小區的室外進行順利的施工。但在一些給排水的管道工程中，施工的方式不怎么明確，而且工序十分的混亂，這一方面的原因是施工人員的技術并不嫻熟，而更重要的是缺少一張能夠指導施工人員正常施工的施工圖紙。所以在施工過程中經常可以看見沒有按照設計圖就混亂施工的現象，這既耽誤了正常的施工進度，也對住宅小區用戶的給排水質量造成了嚴重影響。一套完整的小區給排水設計施工圖紙應涵蓋小區建筑物建筑規劃、結構、給排水構筑物及管道的精細尺寸、管道標高以及交叉處的節點坐標等等。設計師應該對住宅小區的總體布局及結構有比較深入的了解，并且要搜集市政能夠提供的所有關于施工住宅小區的相關資料，然后再針對市政職能部門給出的原有給水閥門以及雨、污水檢查井處的具體坐標位置來進行給排水管道的綜合設計。在設計過程中一定要特別注意管線的布置，尤其交叉點非常多的管道處應該有必要進行三維可視化設計，這樣能有效避免管道交叉出現滲漏的現象。此外對于住宅小區外面的明溝或暗溝，還需要設計人員能夠對明暗溝始端、末端及中間變坡點進行較為精密的設計，以免排水過程中出現倒坡及污水反流的現象。
二、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的綜合性問題
對于住宅小區的給排水施工圖的設計，存在的問題一般比較分散但是又能聯系起來，總體分析起來主要是綜合性的問題占據大多數。對綜合性問題的分析和探討，能夠有效的涵蓋整個工程施工過程，這樣對于施工質量和施工效率的提高都大有好處。接下來本文將針對這個環節具體分析施工圖中存在的綜合性問題。
給排水管道的規格、尺寸選取是一個需要重點關注的因素，由于不同住宅小區的排水量并不一致，如果管道的管徑不合適，可能會出現給排水管道資源浪費或者是排水量超出了給排水管道在單位面積的極限流通量，這樣的情況顯然不是設計師所希望看到的。對于管道的管徑應經過專門的數據師進行細致科學的計算后才可以確定，管徑偏大或偏小都會使得住宅小區局部甚至整體的用水質量大大降低。此外一旦出現火險，甚至會阻礙消防用水的最佳使用時段，給人們的生命安全及財產帶來巨大威脅。而且在住宅小區內的排水量一般較為分散，這也決定了管道數量會比較多，管線的布置會存在一定的障礙。如果管道位置重疊，可能會出現銹蝕而滲漏的現象，這樣一來在將會出現斷水或者污水反流的不良現象。
三、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的給水工程問題
在住宅小區的給排水問題上，往往是小區居民比較看重的，這也是施工圖的主導者--設計師最為重視也是頭疼的問題。最重要的一步就是在給水的過程中能夠完美的避免居民用水倒流的現象。
根據國標《倒流防止器安裝圖》的規定，在住宅小區的給水管道處一定要安置倒流防止器和導流防止器。但是二者不能與給排水系統有直接的相連關系，應該處于一種間接給排水的狀態。倒流防止器主要由進水止回閥、出水止回閥以及自動排水閥組成，其主要作用是防止用戶在給排水的過程中出現污水反流或者用水堵塞的現象。此外由于一些住宅小區的內部建構并不科學也會給施工圖的設計帶來一定的困難，如果管道布置的空間不夠，可能會造成供水困難或排水不便的問題。
四、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的雨污水排水工程的問題
在住宅小區的施工圖設計上亦須嚴格依照國家標準來實行，特別是給水閥門井、水表井、排水檢查井和雨水口等幾個重要的設計點需要設計人員能夠合理的布置。此外在正常的施工圖的設計，提供給工程師的住宅小區的平面圖的比例常偏小，這樣對于管線的設計和排水口的選擇都會造成微量的誤差，管道的管徑、長度、給水閥門井、排水雨污水檢查井的編號以及雨污水管道的坡度都會出現一定的數據偏差。所以工程師應該親自對該住宅小區的內部結構有一個全面的了解，再根據建筑給排水設計規范要求進行施工圖的設計。關于雨污水排水工程的設計問題，重點放在雨污水口的位置的選擇上，應嚴格遵循《室外排水設計規范》的規定來布置。住宅小區居民的生活與建筑消防用水安全、排水功能是否正常、生活水資源的好壞、施工的造價、后期管道的維修等等問題都相互聯系、息息相關。所以，施工圖的設計人員應該在正式施工之前，對住宅小區的建筑建構有較為全面的了解，然后根據小區居民的具體要求，設計出多套施工圖的方案，最近經過反復的討論和經濟分析選擇性價比最高、最適用的施工圖來進行后期施工。
結語
住宅小區施工圖的設計不是一蹴而就的，是一個需要花費大量時間搜集數據并經過細致分析整理之后才能設計出來的。住宅小區的給排水工程雖然只是一個看似小型化施工工程，但是與居民的日常生活息息相關，與住宅小區內各建筑局部的正常生活用水、建筑消防和生活排水等都有著重要聯系，而在生活污水的排放問題上更是非常的重要。總之，設計師在進行住宅小區的給排水管道設計中，一定要結合住宅小區的環境，對節能、造價、維修、管理等進行周全的考慮之后再從整體上開始施工圖的設計。一份科學合理高質量的施工設計圖還應該含有簡單完備的工期計劃，這樣能夠有效控制施工進度和施工質量。此外在施工之前還需要進行仔細的數據校對、審核以及審定，只有將每個過程都做的盡善盡美，這樣才能使施工圖的設計質量有所保障，施工質量以及以后系統的正常運行得以實現。
參考文獻：
[1]GB50016—2006，建筑設計防火規范[S].
[2]GB50045—95（2005） ，高層民用建筑設計防火規范[S].
[3]GB50352—2005，民用建筑設計通則[S].
[4]GB50013—2006，室外給水設計規范[S].
