時(shí)間：2023-09-21 16:39:11
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中圖分類號(hào)：U417.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)文件、伸縮縫、抗震、防腐措施
排水工程中的結(jié)構(gòu)屬于特種結(jié)構(gòu)，荷載作用主要由水土壓力和溫度、濕度影響，在設(shè)計(jì)上設(shè)計(jì)要求及荷載計(jì)算工況不同于民用建筑。
隨著一系列排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷完善，本文結(jié)合工程實(shí)際，總結(jié)了在排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的一些問題。
一、設(shè)計(jì)文件
1.設(shè)計(jì)文件必須注明設(shè)計(jì)使用年限、結(jié)構(gòu)安全等級(jí)、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、地震基本烈度、抗震設(shè)防烈度、場地類別、工程所處環(huán)境類別等。
“設(shè)計(jì)使用年限”是指從工程竣工驗(yàn)收合格之日起，工程的地基基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)能夠保證在正常情況下安全使用的年限。在設(shè)計(jì)使用年限期間內(nèi)因設(shè)計(jì)原因而產(chǎn)生的質(zhì)量問題由設(shè)計(jì)人員負(fù)相應(yīng)的責(zé)任。
另外設(shè)計(jì)者還應(yīng)將結(jié)構(gòu)安全等級(jí)、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、地震基本烈度、抗震設(shè)防烈度、場地類別、工程所處環(huán)境類別等有關(guān)要求在設(shè)計(jì)文件中標(biāo)明，做為設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和工程條件。
2.設(shè)計(jì)文件中必須注明混凝土的耐久性要求。
在不同的環(huán)境下，對混凝土的耐久性要求不同，如果未按工程環(huán)境類別給出耐久性要求會(huì)造成混凝土的破壞。例如在干濕交替環(huán)境下，如果堿摻入混凝土，則含活性骨料的混凝土?xí)铀匐娀瘜W(xué)腐蝕，生成膨脹，不可避免的會(huì)破壞混凝土。在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)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(qiáng)度等級(jí)、最大氯離子含量和最大堿含量做出了詳細(xì)規(guī)定。
二、伸縮縫的設(shè)置于混凝土外加劑的應(yīng)用
給排水構(gòu)筑物因其體型較大，經(jīng)常會(huì)在混凝土澆筑過程中，由于水灰比過大，水泥用量過多，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，或澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生大量水化熱，使混凝土硬化過程中產(chǎn)生伸縮裂縫，因此，《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.2.1條規(guī)定的伸縮縫最大間距，其補(bǔ)充了當(dāng)有經(jīng)驗(yàn)時(shí)，混凝土中施加可靠的外加劑或澆筑混凝土?xí)r設(shè)置后澆帶，減少其收縮變形。此時(shí)構(gòu)筑物的伸縮縫間距可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，不受表列數(shù)值限制。
應(yīng)該明確，規(guī)范首先強(qiáng)調(diào)的是當(dāng)構(gòu)筑物長度寬度超出伸縮縫最大間距時(shí)，應(yīng)首先考慮設(shè)置伸縮縫，只是在結(jié)構(gòu)處理上比較困難時(shí)，才考慮摻入外加劑或設(shè)置后澆帶的方法擴(kuò)大伸縮縫的間距。所以設(shè)計(jì)時(shí)贏充分考慮給水排水構(gòu)筑物所處的工程環(huán)境條件，對不同構(gòu)筑物區(qū)分對待。但對于超大型構(gòu)筑物，設(shè)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(shè)置永久伸縮縫。
在設(shè)計(jì)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(qiáng)度等級(jí)，抗?jié)B等級(jí)，還要在圖紙中注明水中養(yǎng)護(hù)14d的混凝土限制膨脹率（底板0.02～0.03%、側(cè)墻0.03～0.035%、后澆帶0.035～0.045%），用以補(bǔ)償混凝土的收縮，替代設(shè)置伸縮縫，同時(shí)還宜從構(gòu)造上適當(dāng)加強(qiáng)水平鋼筋，提高鋼筋混凝土的極限拉伸強(qiáng)度。
三、抗震設(shè)防烈度及抗震構(gòu)造措施
抗震設(shè)防烈度采用現(xiàn)行的中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的地震基本烈度或按經(jīng)批準(zhǔn)的抗震設(shè)防區(qū)劃確認(rèn)的抗震設(shè)防烈度進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。
在給排水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)中，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度采取抗震措施計(jì)。《室外給排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》第1.0.7條規(guī)定下列構(gòu)筑物宜提高一度采取抗震措施：1、給排水工程中的取水構(gòu)筑物和輸水管道，水質(zhì)凈化處理廠內(nèi)的主要水處理構(gòu)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(nèi)的主要水處理構(gòu)筑物和變電站、進(jìn)水泵房、沼氣發(fā)電站等。因此，在以上構(gòu)筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)規(guī)模和具體情況宜按工程所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度提高一度采取抗震措施。
設(shè)防烈度為8、9度時(shí)，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(cè)池壁內(nèi)的長度不得小于1/2池壁高度。
四、腐蝕性等級(jí)及預(yù)防措施
給排水構(gòu)筑物因多為地下混凝土結(jié)構(gòu)，所處環(huán)境多為地下水位干濕交替或者長期浸泡環(huán)境下，為保證受腐蝕性介質(zhì)作用的構(gòu)筑物在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)正常使用，設(shè)計(jì)中必須明確腐蝕性等級(jí)。在《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》中，微腐蝕可不做防護(hù)；弱腐蝕：墊層為C20，基礎(chǔ)可以不做防護(hù)；中等腐蝕：墊層采用耐腐蝕材料，基礎(chǔ)表面需涂聚合物水泥砂漿，厚度≥5mm。強(qiáng)腐蝕：墊層采用耐腐蝕材料，基礎(chǔ)表面涂環(huán)氧瀝青或聚氨酯瀝青涂層，厚度≥500μm。
五、結(jié)束語
本文是作者近幾年在結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)中總結(jié)出來的一些常見問題的匯總，根據(jù)給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，提出了一些意見和建議，供同行參考，使給排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：給水工程構(gòu)筑物；鋼筋混凝土；裂縫；成因方法
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)普遍用于工業(yè)和民用建筑中。但多年來，在給水工程的構(gòu)筑物，如深沉池、濾池、清水池等現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)變形裂縫，人們都十分關(guān)注，在某些情況下，裂縫會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，因此研究給水工程構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)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(xiàn)了寬約1.5左右的開裂，初始時(shí)池壁變形較小，裂縫較微，但隨著運(yùn)行時(shí)間推移，開裂情況逐步嚴(yán)重，最后請有關(guān)專家對變形裂縫進(jìn)行研究分析，主要原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)池壁剛度不夠，而整個(gè)池長又跨度過大，地面又屬流沙地層，沉降不勻引起開裂。經(jīng)過多次對變形裂縫的妥善處理后，才能繼續(xù)正常使用。因此，給水工程構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量。
如何控制給水工程構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形裂縫呢？根據(jù)工程實(shí)踐和理論研究，給水構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形裂縫的主要原因是：設(shè)計(jì)考慮不周，設(shè)計(jì)不合理，細(xì)部構(gòu)造處理不當(dāng)，防水材料選用不當(dāng)，施工質(zhì)量不好，使用和管理不善等。因此，給水工程構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形裂縫的控制，應(yīng)從設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)造設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量等方面進(jìn)行控制。
1、給水工程構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的危害
1.1對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的危害結(jié)構(gòu)物裂縫發(fā)生后，其本身的剛性、剪力強(qiáng)拉力強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度會(huì)降低，裂縫嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成整個(gè)制水池的斷裂，從而影響正常的生產(chǎn)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(fā)霉、滲斑而使得保護(hù)層剝落，而縮短給水工程構(gòu)筑物的使用年限。
2、給水工程構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的類型及成因
2.1溫度裂縫內(nèi)約束裂縫由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的。例如，混凝土養(yǎng)護(hù)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(jié)構(gòu)完整性。
2.2沉陷裂縫裂縫多為深進(jìn)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(cuò)位，裂縫寬度與沉降值成正比。裂縫產(chǎn)生的原因是結(jié)構(gòu)構(gòu)件落在未經(jīng)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(dǎo)致裂縫。特別是平臥生產(chǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件（如薄腹梁），由于側(cè)向剛度差，配筋少，最易引起弦、腹桿或梁的側(cè)面產(chǎn)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(dòng)以及過早拆模，也常導(dǎo)致此類沉降裂縫出現(xiàn)。
2.3由材料所引起的裂縫堿骨料反應(yīng)是指混凝土拌和后會(huì)產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)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(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救。另外，由材料質(zhì)量原因引起的裂縫較常見的是水泥，粗細(xì)骨料質(zhì)量不好，這種情況造成的后果是結(jié)構(gòu)承載能力降低，剛度很差，空氣穩(wěn)定性很弱，隱患容易惡化等。
3、給水工程構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防措施
3.1混凝土配料、攪拌及澆筑
3.1.1配合比設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確，攪拌時(shí)間應(yīng)保證；
3.1.2澆筑分層應(yīng)合理，振搗應(yīng)均勻、適度，不得隨意留置施工縫。
3.2設(shè)計(jì)方面
3.2.1從設(shè)計(jì)方案上進(jìn)行控制。在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)盡量避免由結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)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(dá)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(qiáng)硬，施工時(shí)甚至要采取爆破，如果采取統(tǒng)一施工方式，在構(gòu)筑物完工后肯定會(huì)出現(xiàn)裂縫。考慮到上述原因，在施工階段臨時(shí)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)計(jì)算上進(jìn)行控制。給水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到給水工程的堅(jiān)固性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是給排水工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)相當(dāng)重要的組成部分。在確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳方案之后，必須對各構(gòu)件的受力情況進(jìn)行分析計(jì)算，以保證各結(jié)構(gòu)物件可靠、正常使用。在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)應(yīng)防止盲目套用標(biāo)準(zhǔn)圖集，忽略計(jì)算和驗(yàn)算。國家標(biāo)準(zhǔn)圖集是給排水專業(yè)設(shè)計(jì)單位和施工單位已經(jīng)積累了比較豐富的，具有特點(diǎn)的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，由于給排水工程結(jié)構(gòu)的受力情況和結(jié)構(gòu)體系比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員常需要參照國家標(biāo)準(zhǔn)圖集進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和節(jié)省很多的結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)間，但不同條件下構(gòu)筑物的受力情況不同，因此，必須進(jìn)行必要的具體的結(jié)構(gòu)計(jì)算，不能盲目套用標(biāo)準(zhǔn)圖集。很多的工程病故證明，盲目套用標(biāo)準(zhǔn)圖集，不經(jīng)必要的結(jié)構(gòu)計(jì)算，或計(jì)算不做必要的驗(yàn)算，結(jié)果出現(xiàn)基礎(chǔ)下沉，池壁變形裂縫等工程事故。
3.2.3從構(gòu)造設(shè)計(jì)上進(jìn)行控制。構(gòu)造措施是改善結(jié)構(gòu)性能，加強(qiáng)各部分聯(lián)結(jié)，保證給排水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)整體性的重要措施，應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工中予以保證。給水工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造，應(yīng)著重注意以下兩點(diǎn)：
（1）伸縮縫的構(gòu)造處理。從功能上說，伸縮縫必須滿足兩個(gè)基本要求：一是保證伸縮縫兩側(cè)溫度區(qū)段具有系統(tǒng)的伸縮余地；二是具有嚴(yán)密的抗?jié)B能力。在符合上述要求的前提下，構(gòu)造處理和材料的選用要力求經(jīng)濟(jì)耐久，施工方便。
（2）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)，給水構(gòu)筑物往往底色于節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)不當(dāng)或忽略了節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)，引起構(gòu)筑物構(gòu)件的開裂漏水。因此，應(yīng)重視給水構(gòu)筑物構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)，如池壁轉(zhuǎn)角處，池壁與池底板連接處等部位的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)，以保證和加強(qiáng)池體結(jié)構(gòu)的整體性。
3.3施工方面
根據(jù)有關(guān)部門調(diào)查資料顯示，在當(dāng)前的給排水工程施工隊(duì)伍中，只有少數(shù)大型建筑企業(yè)從事過給排水工程的施工，大多數(shù)施工隊(duì)伍技術(shù)力薄弱，沒有這方面的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)。從筆者所接觸的給排水工程施工施工隊(duì)伍中，這些施工隊(duì)伍總認(rèn)為給排水工程比不上高層樓房的建筑難度大，技術(shù)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(dāng)一般工業(yè)與民用建筑進(jìn)行施工，甚至馬虎，這樣便使給排水工程質(zhì)量帶來嚴(yán)重的影響。給排水工程質(zhì)量的好壞，直接影響到給排水構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)整體性，抗震性、影響到結(jié)構(gòu)的安全和使用年限。因此，給水工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形裂縫的控制，除從設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)計(jì)算，構(gòu)造設(shè)計(jì)上控制外，還應(yīng)從施工質(zhì)量上進(jìn)行控制。施工質(zhì)量方面的控制應(yīng)著重抓好以下幾點(diǎn)：
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(zhì)不同的材料之所以能共同工作是因數(shù)鋼筋與混凝土之間有很好的粘結(jié)力，使二者能牢固緊靠地粘結(jié)在一起，在荷載作用下，它們之間不產(chǎn)生相對的滑動(dòng)而能整體工作，為了加強(qiáng)鋼筋與混凝土的共同工作，防止鋼筋在混凝土中滑動(dòng)，對于鋼筋的綁扎要求牢固和搭接要符合設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范超標(biāo)準(zhǔn)。
3.3.2留設(shè)保護(hù)層。當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層混凝土遭破壞或混凝土的保護(hù)層性能不良時(shí)，鋼筋會(huì)發(fā)生銹蝕銹膨張引起混凝土開裂。保護(hù)層留置合理對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》時(shí)，都對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各種構(gòu)件的保護(hù)層作適當(dāng)?shù)男薷摹Ｒ虼耍┕ぶ幸丛O(shè)計(jì)要求或規(guī)范留設(shè)保護(hù)層。
3.3.3混凝土配合比，混凝土等級(jí)偏低，不滿足要求時(shí)，影響結(jié)構(gòu)的安全度，因此，混凝土配制時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量的原則，對防滲要求的混凝土，尚應(yīng)符合有關(guān)的專門規(guī)定。
3.3.4混凝土澆筑。在澆筑工序中，應(yīng)控制混凝土的均勻性和密實(shí)性，特別是在結(jié)構(gòu)中有密集的管道，預(yù)埋件或鋼筋稠密處，不易使混凝土搗實(shí)時(shí)，應(yīng)改用相同抗?jié)B標(biāo)號(hào)的細(xì)石混凝土進(jìn)行澆筑和輔助人工插搗，以確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的粘結(jié)整體性，防止搗澆時(shí)出現(xiàn)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(yīng)盡量不留或少留，施工縫處理必須做到：對縫表現(xiàn)進(jìn)行鑿毛處理，清除浮粒。繼續(xù)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(yīng)與混凝土相同。再繼續(xù)澆筑上部混凝土，并加強(qiáng)施工縫振搗固密實(shí)。
3.3.6混凝土的養(yǎng)護(hù)。對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量來說，養(yǎng)護(hù)很重要，施工（生產(chǎn)）單位應(yīng)根據(jù)施工對象、環(huán)境、水泥品種、外加劑及對混凝土性能的要求提出具體的養(yǎng)護(hù)方案，并應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的養(yǎng)護(hù)制度。給水構(gòu)筑物鋼筋混凝土一般自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)在混凝土澆筋完畢和凝后（常溫下澆后8―12h），及時(shí)覆蓋和河水濕潤，養(yǎng)護(hù)期不少于14d，特別是早期養(yǎng)護(hù)。在夏季高溫時(shí)要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止養(yǎng)護(hù)期不夠造成混凝土干縮變形，出現(xiàn)裂縫。
4、給水工程構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理
針對已發(fā)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(gòu)件表面較淺的裂縫用水泥砂漿或環(huán)氧樹脂表面涂刷處理。這些表面裂縫一般都很細(xì)很淺，裂縫深度尚未達(dá)到鋼筋表面，一般用高標(biāo)號(hào)的砂漿進(jìn)行表面涂抹即可。如果表面裂縫貫通底部，出現(xiàn)漏水的情況，可通過在構(gòu)件表面貼補(bǔ)防水片等方法來解決。
4.2填充密實(shí)法。填充密實(shí)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(yīng)材料修補(bǔ)。當(dāng)裂縫寬度小于0.3mm時(shí)，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(bǔ)面層而且能通過壓力將注射用膠注到混凝土的內(nèi)部裂縫處，對裂縫進(jìn)行粘結(jié)封閉和補(bǔ)強(qiáng)加固，此種方法處理效果好，應(yīng)用范圍廣。
結(jié)束語
綜上可以看出給水工程構(gòu)筑物現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生有其內(nèi)、外界因素，因此，采取針對性強(qiáng)的防治措施有效地控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生，是給水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)安全的重要保證，從而達(dá)到提高工程質(zhì)量的目的。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：構(gòu)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算的重要方面，也是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)。在市政工程建設(shè)中，給排水工程結(jié)構(gòu)常需埋置于地面以下。在地下水較豐富的地區(qū)，當(dāng)?shù)叵滤桓哂诮Y(jié)構(gòu)底面時(shí)，結(jié)構(gòu)將受到地下水的浮托力作用。此外，如結(jié)構(gòu)物基坑回填采用透水性材料或非透水性填料未能壓實(shí)，上層滯水也會(huì)產(chǎn)生浮托力。設(shè)計(jì)人員在給水排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)場地的水文地質(zhì)條件首先對結(jié)構(gòu)物進(jìn)行抗浮驗(yàn)算，擬定其相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸。然而，在具體的工程實(shí)踐中，給排水結(jié)構(gòu)物由于抗浮失穩(wěn)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(jié)構(gòu)物抗浮設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了總結(jié)和討論，供相關(guān)人員參考。
1 給水排水結(jié)構(gòu)的上浮力作用及抗浮驗(yàn)算
地下式給水排水結(jié)構(gòu)物（構(gòu)筑物、管道等）受到的地下水浮托力可用阿基米德原理進(jìn)行解釋和計(jì)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(jié)理不發(fā)育的巖石和粘土”，地下水（含上層滯水）對結(jié)構(gòu)物按阿基米德原理計(jì)算得到的浮力可進(jìn)行折減。實(shí)際工程中，由于地方經(jīng)驗(yàn)或?qū)崪y數(shù)據(jù)的欠缺，設(shè)計(jì)時(shí)對結(jié)構(gòu)物受到的浮力通常未考慮這種折減。則結(jié)構(gòu)物可按下式進(jìn)行抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算：
式中： 為抗浮力總和（僅計(jì)入永久荷載），根據(jù)所采用的抗浮方式確定， 為同時(shí)采用的抗浮方式數(shù)。 為地下水重度標(biāo)準(zhǔn)值。 為結(jié)構(gòu)物浸入地下水部分的體積，地下水位應(yīng)考慮可能出現(xiàn)的最高水位，可用勘察部門根據(jù)場地內(nèi)水文地質(zhì)條件綜合確定的抗浮設(shè)防水位。 為抗浮穩(wěn)定性抗力系數(shù)，對構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)取1.05，對管道結(jié)構(gòu)取1.10。
2給水排水結(jié)構(gòu)物常用抗浮方式
結(jié)構(gòu)抗浮工程措施一般有結(jié)構(gòu)自重抗浮、配重抗浮、錨桿（或基樁）抗浮及管理抗浮（導(dǎo)滲抽排）。工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮地下水位、結(jié)構(gòu)特征、地形地貌、地質(zhì)土層情況、施工能力等因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比選后，最終確定抗浮措施。
2.1自重抗浮
靠結(jié)構(gòu)物自身結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重量滿足抗浮要求，自重計(jì)算不包括設(shè)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(gòu)筑物、管道等常采用此抗浮方式，當(dāng)抗浮穩(wěn)定不滿足時(shí)，適當(dāng)加大其結(jié)構(gòu)構(gòu)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(jié)構(gòu)物上增加壓重滿足抗浮要求。常用的配重是構(gòu)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(jié)構(gòu)物內(nèi)設(shè)置填料（如毛石砼或其他低強(qiáng)度等級(jí)砼）。當(dāng)管道自重抗浮不滿足要求時(shí)，在管道上設(shè)置現(xiàn)澆或預(yù)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(jié)構(gòu)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(yīng)均勻布置在構(gòu)筑物底板下壁板軸線位置，或在整個(gè)底板下均勻設(shè)置。前者不改變底板受力情況，后者在底板受力分析時(shí)應(yīng)考慮地下水浮力的影響。
錨桿（基樁）抗拔承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》（CECS22：2005）或《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）中有關(guān)公式估算。
3幾種典型給水排水結(jié)構(gòu)物的抗浮計(jì)算實(shí)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(shè)，管頂覆土1.2m，抗浮設(shè)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(yàn)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(yàn)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?shù)缆泛奢d為公路-Ⅰ級(jí)，管道結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)取1.0。抗浮計(jì)算地下水位按設(shè)計(jì)路面以下0.5m。該構(gòu)筑物抗浮驗(yàn)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(jié)構(gòu)布置如圖二所示，池內(nèi)設(shè)置400x400mm立柱，立柱間距3.5x4.0m，采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)，池頂覆土厚300mm。±0.000相當(dāng)于黃海高程48.000m，根據(jù)本工程地質(zhì)勘察報(bào)告，抗浮設(shè)防水位取黃海高程49.500m。現(xiàn)對清水池進(jìn)行抗浮驗(yàn)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(jié)語
地下式給水排水結(jié)構(gòu)物抗浮驗(yàn)算包括整體抗浮和局部抗浮。在復(fù)雜的工程實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)給水排水結(jié)構(gòu)物的具體型式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及場地水位地質(zhì)條件等因素，對其進(jìn)行正確的抗浮驗(yàn)算，并采取適宜的抗浮措施，保證結(jié)構(gòu)安全。施工階段的抗浮，應(yīng)要求施工單位切實(shí)做好基坑排水工作，確保不間斷排水。如出現(xiàn)意外，基坑無法抽排而導(dǎo)致積水時(shí)，應(yīng)立即對正在進(jìn)行施工的結(jié)筑物采取臨時(shí)抗浮措施，確保結(jié)筑物不致抗浮失穩(wěn)破壞。
參考文獻(xiàn)
[1]. GB50069-2002 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.
關(guān)鍵詞: 泵房；抗浮設(shè)計(jì)；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(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1 前言
泵房作為取水構(gòu)筑物或送水構(gòu)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(dāng)泵房平面尺寸較大，埋置深度較深時(shí)，抗浮問題往往成為泵房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(qū)第三水廠送水泵房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例初步探討抗浮設(shè)計(jì)方法的選擇和使用。
2 工程概況
該送水泵房送水規(guī)模為10萬m3/d，加壓揚(yáng)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(zhì)情況由上而下為素填土、粉細(xì)砂、中粗砂、粉質(zhì)粘土、細(xì)中砂和全風(fēng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將該層作為持力層。采用天然地基，底板采用梁板式結(jié)構(gòu)。經(jīng)計(jì)算，上部結(jié)構(gòu)自重為19362.8kN。根據(jù)抗浮設(shè)計(jì)水位同地面標(biāo)高，泵房及吸水井的總浮力為37009.5kN。顯然，該泵房結(jié)構(gòu)自重抗浮不滿足要求，需要進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)。
圖1 泵房平面圖和I-I剖面圖
3 抗浮設(shè)計(jì)方案對比與選擇
3.1方案一 —— 配重抗浮
當(dāng)不影響底部空間時(shí)，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(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50069-2002）[2]規(guī)定的抗浮系數(shù)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(huì)使得泵房底板結(jié)構(gòu)埋深更深，產(chǎn)生更大的浮力，需要更多的配重。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，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(shí)，只考慮了懸挑板以上部分的土重。而土的內(nèi)摩擦角范圍內(nèi)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(jì)算時(shí)將該部分作用力作為安全儲(chǔ)備而不考慮在抗浮力之內(nèi)。該工程當(dāng)?shù)装鍛姨?.5米時(shí)，所得的配重為17545.7kN，此時(shí)抗浮安全系數(shù) =0.9971.05，滿足抗浮要求。另外，配重井的設(shè)置，同時(shí)也增強(qiáng)了底板和側(cè)壁的穩(wěn)定性并減小了其配筋。如壁板扶壁柱的計(jì)算模式由原來承擔(dān)梯形荷載轉(zhuǎn)變?yōu)榕c配重井壁共同承擔(dān)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(jì)算的扶壁柱和側(cè)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(jié)構(gòu)底板埋深而導(dǎo)致增加基坑開挖深度和增大基坑平面尺寸。
圖2 扶壁柱計(jì)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(gòu)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(shè)計(jì)中確定抗浮錨桿截面積采用的抗力分項(xiàng)系數(shù) 為1.6，而確定抗浮錨桿錨固長度采用的抗力分項(xiàng)系數(shù) 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(shù)，而鋼筋強(qiáng)度則離散性較小，因而抗力系數(shù)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(shù)； 為抗浮錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值； 為鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，抗浮錨桿大樣如圖3所示。
3.4方案四——設(shè)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(shí)兼有兩種作用：一是作為結(jié)構(gòu)的支承樁，即在水位較深時(shí)，作用在樁上的荷載是向下的，需按照群樁基礎(chǔ)考慮，使其承受上部荷載；二是在豐水期，即地下水位較高時(shí)，浮力成為構(gòu)筑物的主要外力，此時(shí)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(jì)算采用公式[4] 和 ，式中各符號(hào)物理意義詳見文獻(xiàn)[4]。因此灌注樁的樁徑、樁長、間距按以上兩種工況根據(jù)現(xiàn)場水文地質(zhì)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。灌注樁的造價(jià)高，但因其同時(shí)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(zhì)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(jìn)行了比較，如表1所示。通過計(jì)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(dá)到160kPa，能滿足承載力要求，同時(shí)，懸挑底板上覆土重以及結(jié)構(gòu)自重已使抗浮安全系數(shù)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(dá)到抗拔的目的。另外，繼續(xù)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(dāng)懸挑底板加配重井的抗浮方法既達(dá)到了抗浮的目的，同時(shí)也增強(qiáng)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(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
自重與配重抗浮 構(gòu)筑物平面尺寸不大，埋深不大，地下水位較低 設(shè)計(jì)計(jì)算簡單，施工方便 增加結(jié)構(gòu)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(gòu)筑物平面尺寸較大，埋深較大，地基土質(zhì)良好 施工方便，配重井同時(shí)具有抗浮與增加底板和壁板穩(wěn)定性并減小其配筋 減小了泵房內(nèi)部可用空間
抗浮錨桿 構(gòu)筑物平面尺寸大，埋深大，地下水位淺，地基土質(zhì)良好 可提供較大的抗浮力 施工較復(fù)雜，錨桿的抗拔力受地質(zhì)條件的影響較大
抗浮樁 構(gòu)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(jié)構(gòu)安全可靠，樁間距小時(shí)可減小底板厚度，抗浮效果明顯 工程造價(jià)高，設(shè)計(jì)計(jì)算量大，施工較麻煩
4 結(jié)語
通過該送水泵房的抗浮設(shè)計(jì)，可得到如下結(jié)論：
（1） 當(dāng)構(gòu)筑物平面尺寸不大，埋深不大，地下水位較低時(shí)，采用自重與配重抗浮比較經(jīng)濟(jì)，設(shè)計(jì)簡單，施工方便。
（2） 構(gòu)筑物平面尺寸較大，埋深較大，地基土質(zhì)良好時(shí)，采用懸挑底板加設(shè)置配重井的方案能有效解決抗浮問題并增強(qiáng)底板和側(cè)壁的約束，從而可減小其原有配筋。
（3） 構(gòu)筑物平面尺寸大，埋深大，地基土質(zhì)差或有液化地基時(shí)，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(xiàn)
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[2]國家標(biāo)準(zhǔn). 給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50069-2002)[S ]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2002
[3] 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).巖土錨桿技術(shù)規(guī)程(CECS 22:2005) [S ].北京: 中國計(jì)劃出版社, 2005
關(guān)鍵詞：成本控制；抗浮；結(jié)構(gòu)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(jīng)濟(jì)效益是房地產(chǎn)行業(yè)共同追求和努力的目標(biāo)之一，而結(jié)構(gòu)成本的控制是房地產(chǎn)項(xiàng)目成本控制的關(guān)鍵。而結(jié)構(gòu)荷載的合理取值，直接影響到結(jié)構(gòu)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(jīng)常根據(jù)需要布置消防行車道路。消防車荷載標(biāo)準(zhǔn)值很大，根據(jù)消防車道作用范圍荷載的合理取值，對受力構(gòu)件截面尺寸的選取及配筋計(jì)算至關(guān)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(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 5009-2012版的頒布，增加了條文，當(dāng)頂板有覆土?xí)r，可根據(jù)覆土厚度、不同板跨對活荷載經(jīng)行折減。另筆者認(rèn)為，在實(shí)際工程中，在進(jìn)行梁配筋計(jì)算時(shí)可根據(jù)實(shí)際作用范圍進(jìn)行繼續(xù)折減，在實(shí)際設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員對沿消防車道作用板是滿布荷載計(jì)算，而在實(shí)際中每跨板不可能同時(shí)作用消防荷載，如柱網(wǎng)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(guī)范表5.1.1及5.1.2條，板荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)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(guī)范適用的300KN的消防車總重量，因此可在進(jìn)行梁計(jì)算時(shí)按實(shí)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(zhuǎn)車道范圍內(nèi)，更應(yīng)按實(shí)際情況考慮折減，在計(jì)算梁時(shí)不應(yīng)按各板跨同時(shí)滿布計(jì)算。
另規(guī)范新增加5.1.3條，設(shè)計(jì)墻、柱時(shí)，消防車活荷載按實(shí)際考慮，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí)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(shù)按規(guī)范B規(guī)定確定。消防車荷載標(biāo)準(zhǔn)值很大，但出現(xiàn)幾率很小作用時(shí)間很短，在墻柱設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)容許較大的折減，由設(shè)計(jì)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定折減系數(shù)。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣，同時(shí)為減少平時(shí)使用時(shí)產(chǎn)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(rèn)為，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)區(qū)分對待。依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范在按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或單樁承載力確定樁數(shù)時(shí)，傳至基礎(chǔ)及承臺(tái)底面上的作用效應(yīng)按正常使用狀態(tài)下作用的標(biāo)準(zhǔn)組合。因消防車作用是臨時(shí)荷載，短期作用不會(huì)產(chǎn)生較大沉降影響結(jié)構(gòu)安全，且?guī)r土破壞的極限值遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)采用的特征值無需考慮是合理的。但按地基規(guī)范在確定高度、截面配筋及驗(yàn)算材料強(qiáng)度等時(shí)，應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下作用的基本組合，這與荷載規(guī)范本身用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的時(shí)候應(yīng)考慮荷載偶然組合不符，由于消防車荷載較大，在此時(shí)不考慮其作用將直接影響到結(jié)構(gòu)的安全。
在工程設(shè)計(jì)中，由于不了解電梯工作機(jī)理，不少設(shè)計(jì)人員只依據(jù)荷載規(guī)范在電梯機(jī)房考慮了活荷載及機(jī)房頂?shù)募泻奢d，其實(shí)這兩項(xiàng)為檢修電梯荷載，而未考慮電梯實(shí)際工作中的荷載作用。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)選用的電梯型號(hào)，根據(jù)廠家提高資料按實(shí)際考慮集中荷載作用在支撐構(gòu)件上。
二、抗浮設(shè)計(jì)
在工程設(shè)計(jì)中，往往會(huì)遇到純地下或地下室埋深大的高層建筑裙房，就出現(xiàn)了抗浮設(shè)計(jì)問題，在暴雨來臨，施工期間一旦未及時(shí)采取降水措施就會(huì)積水產(chǎn)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(shí)形成止水層，也同樣會(huì)產(chǎn)生水浮力，有不少地下室因?yàn)樵O(shè)計(jì)未考慮周全或施工階段未做好降水排水工作出現(xiàn)工程事故。
在《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中僅對有關(guān)浮力問題進(jìn)行了定性的描述，并未對如何驗(yàn)算進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定。只有《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50069提到了關(guān)于水浮力可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)問題。《給排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50069-2002第5.2.2條和5.2.3條中有表述，對于抗浮結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，地表水或地下水作用應(yīng)是第一可變荷載，1）在進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，它的分項(xiàng)系數(shù)取為1.27；2）當(dāng)計(jì)算整體抗浮的穩(wěn)定性時(shí)，抵抗力只計(jì)入永久作用，可變作用和側(cè)壁上的摩擦力不應(yīng)計(jì)入。此時(shí)上浮設(shè)計(jì)穩(wěn)定性抗力系數(shù)Ks取1.05，即抵抗力/水浮力標(biāo)準(zhǔn)值>1.05時(shí)滿足。
地下室抗浮驗(yàn)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(shí)的不透水土，當(dāng)場地?zé)o積水時(shí)，依據(jù)水文地質(zhì)資料抗浮水位位于地下室底板之下時(shí)，可不考慮水的浮力作用。 2、地下水最高水位的確定在計(jì)算浮力時(shí)，地下水最高水位對浮力的大小起著關(guān)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(shí)，浮力的計(jì)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(shí)，可采用中水期最高穩(wěn)定水位。②場地有承壓水且承壓水與潛水有水力聯(lián)系時(shí)，應(yīng)按承壓水和潛水的混合最高水位計(jì)算。
三、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
基礎(chǔ)做為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最重要的部分，基礎(chǔ)部分往往在整個(gè)建筑物投資中占據(jù)了很大的比例，往往也影響到整個(gè)項(xiàng)目的周期，且關(guān)系到建筑的安全。因此如何選擇合理的基礎(chǔ)形式對于保證安全節(jié)約投資、降低造價(jià)起著舉足輕重的作用。基礎(chǔ)部分無疑是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的部分，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失，這就要求我們設(shè)計(jì)人員對每個(gè)建筑物的勘察報(bào)告進(jìn)行仔細(xì)分析選擇一個(gè)最優(yōu)化的基礎(chǔ)方案，能熟悉掌握規(guī)范，合理設(shè)計(jì)，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境。地質(zhì)報(bào)告要正確反映土層性質(zhì)、地下水和土工試驗(yàn)情況，并結(jié)合設(shè)計(jì)要求，對地基作出正確評估，否則就會(huì)給設(shè)計(jì)人員造成分析、判斷的錯(cuò)誤。結(jié)合最近遇到的實(shí)際工程對基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中值得注意的問題進(jìn)行探討。
南寧某住宅小區(qū)，采用剪力墻結(jié)構(gòu)，上部26層、地下室2層。場地內(nèi)巖土層由素填土第四系土層和第三系強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)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(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)平均8.7擊/30cm；本層分布于整個(gè)場地，分布厚1.3～12.3m，原巖土工程勘察報(bào)告提供地基承載力特征值為fak=200KPa。
3） 粉質(zhì)粘土③：本層分布于整個(gè)場地，層面埋深12.5m～26.2m，為砂質(zhì)巖全風(fēng)化殘積形成。本層進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)平均12擊/30cm，原巖土工程勘察報(bào)告提供地基承載力特征值為fak=230KPa。
4）強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)巖④：巖體易破碎，取樣成碎石、角礫、粗（礫）砂狀態(tài)。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(biāo)準(zhǔn)值qpk=2200Kpa。勘察單位擬建議采用鉆孔灌注樁，以強(qiáng)風(fēng)化硅質(zhì)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(shè)較深。根據(jù)初步估算結(jié)果，由于樁端持力層承載力較低，樁屬于端承摩擦樁，設(shè)計(jì)樁長為30米時(shí)，1米樁徑單樁豎向承載力特征值僅為2500KN，不經(jīng)濟(jì)；由于場地巖面起伏大，不利于樁基的穩(wěn)定，更不利于基礎(chǔ)的沉降控制；且設(shè)計(jì)樁長較長，易產(chǎn)生崩孔現(xiàn)象，成樁難度大，不利于控制樁身質(zhì)量；采用鉆孔灌注樁施工工期較長，樁基施工時(shí)現(xiàn)場不文明，排漿困難，對環(huán)境有污染。
經(jīng)過分析，當(dāng)以粉質(zhì)粘土③為持力層時(shí)，土面埋深為14米處，根據(jù)深度修正后承載力可達(dá)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(jīng)方案研究選用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PHC樁），樁頂采用筏形承臺(tái)，做為地基處理方案，全部選用直徑400mm管樁，按樁長14米設(shè)計(jì)，初步設(shè)計(jì)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(jù)結(jié)構(gòu)布置墻柱荷載分布調(diào)整樁疏密分布，樁頂與承臺(tái)斷開連接，樁頂設(shè)100mm厚砂墊層點(diǎn)式分布（即以各樁位中心點(diǎn)周邊600mmx600mm范圍設(shè)置，用素混凝土設(shè)擋邊阻隔地下室水影響，防止砂流失），達(dá)到調(diào)節(jié)沉降作用，在主體完成時(shí)最大沉降觀測點(diǎn)僅為12mm。由于使用小直徑密樁布置，相比更節(jié)省了承臺(tái)的配筋。合理的基礎(chǔ)方案選取，不僅加快了施工速度、不影響周邊環(huán)境，且在節(jié)省了工程造價(jià)的情況下，使結(jié)構(gòu)更安全進(jìn)一步降低了建筑的沉降差和沉降量。
結(jié)語
在今后的工作中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要重新認(rèn)識(shí)自己工作的重要性，明確自己的責(zé)任，提高對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量安全問題的辨別能力，能熟悉掌握規(guī)范，積累結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作經(jīng)驗(yàn)，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50007—2011[S]
[2]建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008[S]
關(guān)鍵詞: 管道變形施工造價(jià)覆土
前言
廣州市西江引水工程第三標(biāo)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(zhuǎn)入增槎路,最后進(jìn)入西村水廠。由于在這些路段,管道主要敷設(shè)在行車道路下,在車行荷載的重復(fù)動(dòng)荷載作用下要特別注意管道的強(qiáng)度、剛度(變形)、穩(wěn)定性滿足要求。
因此在這些路段,我們?yōu)楸ＷC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全并達(dá)到節(jié)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(jié)構(gòu)安全性、經(jīng)濟(jì)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(dá)到一定的埋設(shè)深度。而管道埋置越深,導(dǎo)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(hù)造價(jià)。如果采用D3200PCCP管,其單節(jié)管(長度為5米)重達(dá)31噸,在管道的運(yùn)輸及吊裝過程中需要采用重型機(jī)械,并且是在繁忙的公路上進(jìn)行,因此PCCP管道的運(yùn)輸及其施工苦難程度較大并對周圍環(huán)境影響較嚴(yán)重,同時(shí)在管道吊裝過程中由于單節(jié)管重量較大而導(dǎo)致基坑周邊荷載增大,這將增加支護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用。
鋼襯鋼筋混凝土壓力管道是由內(nèi)襯鋼筒以及鋼筋混凝土箱涵組成的管道結(jié)構(gòu)。他采用內(nèi)襯鋼筒來承受內(nèi)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(fā)揮鋼材抗拉和混凝土抗壓的材料性能。同時(shí)由于混凝土比重較大容易滿足抗浮要求,而適于淺埋。經(jīng)計(jì)算,鋼筒D3200X14的內(nèi)襯鋼筒外包300厚鋼筋砼結(jié)構(gòu)在覆土深度為0.7米的情況下能夠滿足管道本身的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定等各項(xiàng)要求。為保證施工質(zhì)量,鋼襯鋼筋混凝土壓力管道的內(nèi)襯鋼筒兩端要加肋環(huán),保證對接焊口間的圓度,同時(shí)需中部每2m加“米”字型的活動(dòng)內(nèi)撐,以滿足運(yùn)輸和澆筑混凝土?xí)r的剛度要求。此種結(jié)構(gòu)形式優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下:
外包砼薄壁鋼管的造價(jià)較PCCP管材貴約15%,所需要的基礎(chǔ)處理要求基本相同。主要區(qū)別在于抗浮和地面荷載對覆土的要求,當(dāng)管道埋深不受市政特殊要求時(shí),前者僅考慮700覆土便可(個(gè)別地段經(jīng)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(fèi)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(yùn)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(hù)用料和施工便道的等級(jí)。
因此鋼襯鋼筋混凝土壓力管道造價(jià)約6.47萬元/米,而PCCP管造價(jià)約為9萬元/米。
由于鋼襯鋼筋混凝土壓力管道在現(xiàn)場澆筑混凝土,不利于埋設(shè)太深,因此當(dāng)遇到原有的各種管道埋置較深難以避讓時(shí)則采用加肋鋼管過渡。
二、加肋鋼管
加肋鋼管的優(yōu)點(diǎn)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(jié)構(gòu)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(jì)算為
,而在當(dāng)覆土荷載作用下的變形 。
當(dāng)采用加肋鋼管時(shí),在保證鋼管強(qiáng)度的情況下可以減少鋼管厚度,經(jīng)計(jì)算,可采用D3220X24鋼管加肋24*200@1000以滿足強(qiáng)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(jì)算可知,我們可以得到以下兩點(diǎn):
不加肋鋼管變形量遠(yuǎn)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(jìn)而保證鋼管的圓度和施工質(zhì)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(yùn)行以及管道上的路面結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生一定的危害。
三、結(jié)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(bǔ)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(xiàn):
[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).給水排水工程管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50332-2002).北京.中國建筑工業(yè)出版社,2002
[2]中國工程建設(shè)化標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn).給水排水工程埋地管芯纏絲預(yù)應(yīng)力混凝土管和預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS 140:2002).北京.中國計(jì)劃出版社,2003
[3]給排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊.中國建筑工業(yè)出版社,2006
【關(guān)鍵詞】水池；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)
一、前言
水池結(jié)構(gòu)屬于市政給、排水工程中的特種結(jié)構(gòu)， 水池是給、排水工程中的重要構(gòu)筑物，它既不同于一般的建筑結(jié)構(gòu)，也有別于一般的水工結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)型式和荷載條件比較復(fù)雜，大部分都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，其承受的荷載主要有水壓力、土壓力和溫度應(yīng)力等。水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，每座水池的結(jié)構(gòu)方案都要進(jìn)行相應(yīng)的荷載分析、強(qiáng)度分析、耐久性分析并應(yīng)按照工程的地質(zhì)條件、荷載條件以及水文地質(zhì)條件來考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。水池的設(shè)計(jì)有其特定的要求，如抗?jié)B、抗裂、抗凍等，本文針對水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及到的這些重要問題行了簡單的分析探討。
二、水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)
1、地下水位對水池設(shè)計(jì)的影響
水池的設(shè)計(jì)與地下水位的標(biāo)高密切相關(guān)。由于地下水位未掌握好而引起結(jié)構(gòu)選型錯(cuò)誤及抗浮不夠等工程事故時(shí)有發(fā)生。根據(jù)現(xiàn)行國家設(shè)計(jì)規(guī)范，地下水位應(yīng)根據(jù)地方水文資料，考慮可能出現(xiàn)的最高地下水位，一般設(shè)計(jì)均取用水文資料的最高地下水位。在50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，一般水工構(gòu)筑物地下水可變作用的取用按“工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”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(zhì)勘察報(bào)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(dāng)?shù)乜菟谶M(jìn)行，所提供的地下水位標(biāo)高將無法被設(shè)計(jì)取用，或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)計(jì)算的失誤。所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)詳細(xì)了解當(dāng)?shù)氐乃那闆r，對未滿足設(shè)計(jì)要求的地質(zhì)勘察報(bào)告要求予以補(bǔ)充。要求考慮當(dāng)?shù)赜袩o暴雨、臺(tái)風(fēng)的影響，是否會(huì)出現(xiàn)由于地表水不能及時(shí)排除而引起的地下水位提高。土建專業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對地下水位和地質(zhì)勘探的情況進(jìn)行綜合考慮，與水工藝專業(yè)設(shè)計(jì)人員一起決定水池的基底標(biāo)高，綜合工藝流程、運(yùn)營成本、土建造價(jià)等多方面因素制定方案。例如當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況不太理想或地下水位較高時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮是否可以適當(dāng)提高基底標(biāo)高，減少浮力對水池的影響及避開軟弱地基層。
2、強(qiáng)度設(shè)計(jì)
水池強(qiáng)度設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于安全系數(shù)的取值，①水池頂板強(qiáng)度設(shè)計(jì)的附加安全系數(shù)：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(shù)取1.0是合適的。②池壁強(qiáng)度設(shè)計(jì)的附加安全系數(shù)：池壁主要承受土壓力和水壓力，水深一般取滿池計(jì)算，水的容重差別極小。土壓力強(qiáng)度一般用朗肯主動(dòng)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(shù)取0.9，即能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。③底板強(qiáng)度設(shè)計(jì)的附加系數(shù)：池底實(shí)際上是與地基共同工作的，一般情況下計(jì)算水壓力及均布荷載均偏大，因此底板強(qiáng)度設(shè)計(jì)的附加安全系數(shù)取0.9，即能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。
3、水池抗凍設(shè)計(jì)
改良持力層地基土是水池抗凍設(shè)計(jì)的主要措施，改變水池結(jié)構(gòu)基底的土質(zhì)量，主要有換土墊層和強(qiáng)夯兩種方法。改變地基土基本結(jié)構(gòu)的辦法是進(jìn)行水池持力層地基土換填，就是將原有的細(xì)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(qū)使用尚可，若在凍土深度較大的地區(qū)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(zhì)粘土，其排水性能差，毛細(xì)作用旺盛，一旦地下水位較高，地基土凍脹破壞加劇，此時(shí)，除采用排水設(shè)施降低地下水位外，可用小于0.05mm粒徑的砂礫料或者風(fēng)積砂置換地基土層。置換層的厚度隨土質(zhì)條件變化，一般不宜小于30cm。經(jīng)過砂礫置換之后，可阻斷毛細(xì)水分聯(lián)系，起到了減輕凍脹危害程度的作用。地基土夯實(shí)是通過對水池結(jié)構(gòu)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(shí)，使干容度達(dá)1.6～1.7t/m3以上，就能降低水池外地下水對水池結(jié)構(gòu)的侵襲，從而達(dá)到預(yù)防凍脹破壞的作用。
4、水池抗裂設(shè)計(jì)
根據(jù)對已建成水池所作的調(diào)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(xiàn)于池壁外側(cè)的表面裂縫，其逐步擴(kuò)伸至全截面。另外在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，所有的外挑現(xiàn)澆走道板都產(chǎn)生嚴(yán)重裂縫，并隨之?dāng)U展到池壁，因此，有必要考慮到預(yù)制裝配式走道板，或作現(xiàn)澆走道板，每隔3 m～4 m設(shè)伸縮縫一道。很多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞都是由裂縫開始的，對裂縫形成的原因、預(yù)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(xiàn)。在我國現(xiàn)在的施工技術(shù)水平條件下，水池是不可能一次澆筑完成的，必須要設(shè)置水平施工縫，分段進(jìn)行施工。如果施工過程中施工縫處理得不好，很容易導(dǎo)致水池表面凹凸不平，麻面多、上下段池壁錯(cuò)開甚至滲漏水等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到以后使用。水池裂縫計(jì)算時(shí)，由于潮濕環(huán)境下混凝土干縮性較小，其裂縫增大系數(shù)取值可以適當(dāng)減小，取1.8較為合適。在選用鋼筋強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，雖然受裂縫寬度的限制，不能充分發(fā)揮其強(qiáng)度作用，但由于Ⅲ級(jí)鋼筋比Ⅱ級(jí)鋼用量可減少20%，所以采用Ⅲ級(jí)鋼筋在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都比較合理。
5、水池抗浮設(shè)計(jì)
目前在抗浮設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)自重來達(dá)到抗浮的目的。一般可以通過增加水池池壁或底板來實(shí)現(xiàn)自重增加，這樣做雖然增加了混凝土的用量，但是由于結(jié)構(gòu)厚度增加可以降低結(jié)構(gòu)配筋率，減少鋼筋用量，因此對造價(jià)影響不大。采用自重抗浮對于原設(shè)計(jì)水池截面配筋率相對較大的水池最為經(jīng)濟(jì)適用。②壓重抗浮：壓重抗浮是通過在池內(nèi)、池頂或池底外挑墻趾上壓重來抗浮。池內(nèi)壓重增加了底板寬度和基坑寬度，但一般不會(huì)增加池底所受的不均勻地基反力，故對底板的內(nèi)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(shè)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(shí)，其受力情況近似池內(nèi)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(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)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(dāng)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(yīng)較小的樁進(jìn)行密布。抗拔樁的樁長宜盡量控制在單節(jié)樁的長度范圍內(nèi)，這樣可以減少接樁費(fèi)用以及避免由于接樁不牢固造成的抗拔力損失。
三、結(jié)語
隨著城市的發(fā)展，對水池建造需求也越來越大，水池設(shè)計(jì)中涉及若干問題，如抗?jié)B、抗浮抗凍、抗裂設(shè)計(jì)等，本文根據(jù)給水排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和已建工程較成熟的經(jīng)驗(yàn)，對此進(jìn)行了簡單的分析探討并提出一些建議，供相關(guān)設(shè)計(jì)借鑒和參考。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，要根據(jù)實(shí)際情況，多嘗試、多比較，一定會(huì)找到更優(yōu)更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。
參考文獻(xiàn)：
[1]張靖靜.水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概要分析[J].山西建筑，2005，31（22）：67-68.
【關(guān)鍵詞】附建式人民防空地下室；工程造價(jià)；人防設(shè)計(jì)；造價(jià)控制
一、前言
人防工程是戰(zhàn)時(shí)有效保護(hù)城市居民的重要措施，同時(shí)對開發(fā)利用城市地下空間，促進(jìn)城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增強(qiáng)城市的綜合防護(hù)能力都具有重要作用，人防工程建筑也是城市建設(shè)的一個(gè)重要組成部分。《中華人民共和國人民防空法》中規(guī)定：“人民防空實(shí)行長期準(zhǔn)備、重點(diǎn)建設(shè)、平戰(zhàn)結(jié)合的方針，貫徹與經(jīng)濟(jì)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展、與城市建設(shè)相結(jié)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(xué)樓和辦公、科研、醫(yī)療用房等民用建筑，應(yīng)按照國家有關(guān)規(guī)定修建戰(zhàn)時(shí)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(yè)工程造價(jià)組成進(jìn)行詳細(xì)分析和計(jì)算。
工程采用案例：南寧市某小區(qū)住宅樓，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。地下室總建筑面積13150.60m2 ，按照相關(guān)法律法規(guī)及當(dāng)?shù)厝朔乐鞴懿块T審批的設(shè)計(jì)條件通知書，應(yīng)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(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合理使用年限為50年；抗震設(shè)防烈度：6度。按甲類核6、常6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，戰(zhàn)時(shí)為二等人員掩蔽部。本人防工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：人防建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)，暖通設(shè)計(jì)和平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。
二、人防土建設(shè)計(jì)造價(jià)增加費(fèi)用分析
（1）建筑專業(yè)：人防地下室建筑設(shè)計(jì)包括了人防主體設(shè)計(jì)、人防口部設(shè)計(jì)、輔助房間設(shè)計(jì)、防護(hù)功能平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)等，人防工程土建增加費(fèi)用也主要發(fā)生在這些地方。首先是在整個(gè)地下室范圍內(nèi)規(guī)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(guī)定的情況下，人防次要出入口部盡量利用平時(shí)樓梯出入；二等人員掩蔽部的通風(fēng)口亦應(yīng)盡量利用平時(shí)樓梯間，而不另外設(shè)置人防進(jìn)排風(fēng)豎井；另外，應(yīng)盡量減少臨戰(zhàn)封堵防護(hù)密閉門和封堵?lián)醢宓氖褂茫@些都能有效減少人防造價(jià)費(fèi)用的增加。另外，《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50038-2005)中有關(guān)人防地下室口部設(shè)計(jì)的規(guī)定，有關(guān)人防地下室凈高的規(guī)定，人防輔助用房的建設(shè)及柴油電站的建設(shè)等都會(huì)不同程度地增加地下室建設(shè)的造價(jià)。
（2）結(jié)構(gòu)專業(yè)：工程結(jié)構(gòu)形式和柱網(wǎng)的選擇要經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50038-2005)中關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)定主要包括：有關(guān)材料的規(guī)定，核(常規(guī))武器地面爆炸空氣沖擊波、土中壓縮波參數(shù)的規(guī)定，核(常規(guī))爆炸動(dòng)荷載的規(guī)定，核(常規(guī))武器爆炸動(dòng)荷載作用下結(jié)構(gòu)等效靜荷載的規(guī)定，以及荷載組合和構(gòu)造方面的規(guī)定等內(nèi)容。這些規(guī)定決定防空地下室的結(jié)構(gòu)選型，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分考慮實(shí)際工程情況，優(yōu)化選型，合理配筋。在本工程實(shí)例中依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)人防設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)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(fèi)用等，可知本項(xiàng)目人防工程建筑結(jié)構(gòu)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(shè)備專業(yè)設(shè)計(jì)造價(jià)增加費(fèi)用分析
（1）給排水專業(yè)：人民防空地下室一般采用城市市政給水管網(wǎng)供水，戰(zhàn)時(shí)采用自備內(nèi)水源供水。防空地下室自備水源一般是采用臨戰(zhàn)狀態(tài)采用裝配式鋼板水箱儲(chǔ)水，水箱設(shè)于清潔區(qū)內(nèi)。在本工程實(shí)例中根據(jù)給排水人防設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)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(guān)項(xiàng)目工程費(fèi)用的計(jì)算，可知本項(xiàng)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(yè)：人防電氣專業(yè)應(yīng)包括人防地下室范圍內(nèi)的平戰(zhàn)照明、平戰(zhàn)動(dòng)力、弱電設(shè)計(jì)。另外根據(jù)人防設(shè)計(jì)規(guī)范，一次規(guī)劃超過5000平方米的人民防空地下室要求設(shè)置柴油電站，，柴油電站的建設(shè)實(shí)施對地下室造價(jià)產(chǎn)生很大影響。在本工程實(shí)例中不需要單獨(dú)設(shè)置柴油電站，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明，通過對敷設(shè)電線電纜、開關(guān)、插座、電燈、配電箱、防爆按鈕、暗敷防爆波鋼管等有關(guān)項(xiàng)目工程費(fèi)用的計(jì)算，可知本項(xiàng)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(yè)：根據(jù)《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，人民防空地下室采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須確保戰(zhàn)時(shí)防護(hù)要求，并應(yīng)滿足戰(zhàn)時(shí)和平時(shí)的雙重使用要求。采暖通風(fēng)設(shè)備和材料除應(yīng)滿足防護(hù)和使用功能要求外，還應(yīng)滿足防潮、衛(wèi)生及平時(shí)使用時(shí)的防火要求。防空地下室的采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)分別與上部建筑采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)分開設(shè)置。
在本工程實(shí)例中根據(jù)采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)人防設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說明，通過對風(fēng)管材料、油網(wǎng)除塵器、復(fù)合消聲器、過濾吸收器、人防兩用風(fēng)機(jī)、等有關(guān)項(xiàng)目工程費(fèi)用的計(jì)算，可知本項(xiàng)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(zhàn)轉(zhuǎn)換方案設(shè)計(jì)造價(jià)增加費(fèi)用分析
我國人防工程實(shí)行“長期準(zhǔn)備、重點(diǎn)建設(shè)、平戰(zhàn)結(jié)合”的方針，人防地下室在平時(shí)一般用作地下車庫、商場等民用場地，在臨戰(zhàn)狀態(tài)下需要進(jìn)行出入口的封堵，沙袋的堆壘，內(nèi)部干廁的設(shè)置，輔助房間的砌筑、給排水、電氣、通風(fēng)系統(tǒng)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(shí)應(yīng)先安裝那些設(shè)備不盡相同，對人防地下室的造價(jià)費(fèi)用也有一點(diǎn)的影響。
五、結(jié)論
通過以上的分析和計(jì)算，可知本項(xiàng)目人防工程建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通工程六個(gè)方面共增加造價(jià)301.87萬元，計(jì)718.59元／m2(人防面積)。其中建筑結(jié)構(gòu)人防設(shè)計(jì)的影響最大，占整個(gè)人防增加費(fèi)用的將近百分之五十左右，依次是給排水工程、通風(fēng)工程、電氣工程。本項(xiàng)目并沒有考慮單獨(dú)建設(shè)柴油電站。對于要求設(shè)計(jì)柴油電站的人防地下室，柴油電站的建設(shè)費(fèi)用將占相當(dāng)大的比例。做好人防工程的造價(jià)控制，可以節(jié)約投資，降低成本，防止國家資源的浪費(fèi)，更充分的發(fā)揮人防項(xiàng)目的戰(zhàn)備效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)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(jìn)一步的完善，才能更符合實(shí)際的要求，以后還需對其做更詳盡的分析。
參考文獻(xiàn)
[1]《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50038-2005) 中華人民共和國建設(shè)部
【關(guān)鍵詞】住宅小區(qū)；室外給排水；施工圖設(shè)計(jì)
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源的使用也呈現(xiàn)出不斷上漲的趨勢，對于住宅小區(qū)的給排水問題，也逐漸引起了人們的重視。室內(nèi)給排水系統(tǒng)源于室外市政給水管網(wǎng)，而又止于室外市政排水管網(wǎng)，住宅小區(qū)局部的用水質(zhì)量有了大大的改善，其中室內(nèi)外生活、消防用水都非常的簡單快捷，一掃傳統(tǒng)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(qū)樓宇產(chǎn)生的生活污廢水、雨季的天氣降水排至住宅小區(qū)外的特殊檢查井內(nèi)。“給水進(jìn)、排水出”看似簡單的六個(gè)字，其實(shí)包含的工作量十分巨大，給排水系統(tǒng)的形成過程需要技術(shù)人員首先進(jìn)行管道的布置設(shè)計(jì)，繼而對住宅小區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)等等進(jìn)行細(xì)致的勘察測量才能進(jìn)行安裝，而施工圖的設(shè)計(jì)更是難上加難，由于施工工程是一項(xiàng)隱秘性工程，所以施工圖的設(shè)計(jì)需要結(jié)合住宅小區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙來進(jìn)行，對設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路有了較大的限制，所以在給排水施工圖的設(shè)計(jì)上，總會(huì)存在許多問題。本文接下來將對各種問題進(jìn)行細(xì)致的探討說明。
一、住宅小區(qū)室外給排水施工圖設(shè)計(jì)中存在的深度問題
住宅小區(qū)室外給排水施工圖的設(shè)計(jì)是工程具體施工的重要前提，只有依照精密科學(xué)的設(shè)計(jì)施工圖才能在住宅小區(qū)的室外進(jìn)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(shù)并不嫻熟，而更重要的是缺少一張能夠指導(dǎo)施工人員正常施工的施工圖紙。所以在施工過程中經(jīng)常可以看見沒有按照設(shè)計(jì)圖就混亂施工的現(xiàn)象，這既耽誤了正常的施工進(jìn)度，也對住宅小區(qū)用戶的給排水質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響。一套完整的小區(qū)給排水設(shè)計(jì)施工圖紙應(yīng)涵蓋小區(qū)建筑物建筑規(guī)劃、結(jié)構(gòu)、給排水構(gòu)筑物及管道的精細(xì)尺寸、管道標(biāo)高以及交叉處的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)等等。設(shè)計(jì)師應(yīng)該對住宅小區(qū)的總體布局及結(jié)構(gòu)有比較深入的了解，并且要搜集市政能夠提供的所有關(guān)于施工住宅小區(qū)的相關(guān)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(biāo)位置來進(jìn)行給排水管道的綜合設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中一定要特別注意管線的布置，尤其交叉點(diǎn)非常多的管道處應(yīng)該有必要進(jìn)行三維可視化設(shè)計(jì)，這樣能有效避免管道交叉出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象。此外對于住宅小區(qū)外面的明溝或暗溝，還需要設(shè)計(jì)人員能夠?qū)γ靼禍鲜级恕⒛┒思爸虚g變坡點(diǎn)進(jìn)行較為精密的設(shè)計(jì)，以免排水過程中出現(xiàn)倒坡及污水反流的現(xiàn)象。
二、住宅小區(qū)室外給排水施工圖設(shè)計(jì)中存在的綜合性問題
對于住宅小區(qū)的給排水施工圖的設(shè)計(jì)，存在的問題一般比較分散但是又能聯(lián)系起來，總體分析起來主要是綜合性的問題占據(jù)大多數(shù)。對綜合性問題的分析和探討，能夠有效的涵蓋整個(gè)工程施工過程，這樣對于施工質(zhì)量和施工效率的提高都大有好處。接下來本文將針對這個(gè)環(huán)節(jié)具體分析施工圖中存在的綜合性問題。
給排水管道的規(guī)格、尺寸選取是一個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的因素，由于不同住宅小區(qū)的排水量并不一致，如果管道的管徑不合適，可能會(huì)出現(xiàn)給排水管道資源浪費(fèi)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(shè)計(jì)師所希望看到的。對于管道的管徑應(yīng)經(jīng)過專門的數(shù)據(jù)師進(jìn)行細(xì)致科學(xué)的計(jì)算后才可以確定，管徑偏大或偏小都會(huì)使得住宅小區(qū)局部甚至整體的用水質(zhì)量大大降低。此外一旦出現(xiàn)火險(xiǎn)，甚至?xí)璧K消防用水的最佳使用時(shí)段，給人們的生命安全及財(cái)產(chǎn)帶來巨大威脅。而且在住宅小區(qū)內(nèi)的排水量一般較為分散，這也決定了管道數(shù)量會(huì)比較多，管線的布置會(huì)存在一定的障礙。如果管道位置重疊，可能會(huì)出現(xiàn)銹蝕而滲漏的現(xiàn)象，這樣一來在將會(huì)出現(xiàn)斷水或者污水反流的不良現(xiàn)象。
三、住宅小區(qū)室外給排水施工圖設(shè)計(jì)中存在的給水工程問題
在住宅小區(qū)的給排水問題上，往往是小區(qū)居民比較看重的，這也是施工圖的主導(dǎo)者--設(shè)計(jì)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(xiàn)象。
根據(jù)國標(biāo)《倒流防止器安裝圖》的規(guī)定，在住宅小區(qū)的給水管道處一定要安置倒流防止器和導(dǎo)流防止器。但是二者不能與給排水系統(tǒng)有直接的相連關(guān)系，應(yīng)該處于一種間接給排水的狀態(tài)。倒流防止器主要由進(jìn)水止回閥、出水止回閥以及自動(dòng)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(xiàn)污水反流或者用水堵塞的現(xiàn)象。此外由于一些住宅小區(qū)的內(nèi)部建構(gòu)并不科學(xué)也會(huì)給施工圖的設(shè)計(jì)帶來一定的困難，如果管道布置的空間不夠，可能會(huì)造成供水困難或排水不便的問題。
四、住宅小區(qū)室外給排水施工圖設(shè)計(jì)中存在的雨污水排水工程的問題
在住宅小區(qū)的施工圖設(shè)計(jì)上亦須嚴(yán)格依照國家標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)行，特別是給水閥門井、水表井、排水檢查井和雨水口等幾個(gè)重要的設(shè)計(jì)點(diǎn)需要設(shè)計(jì)人員能夠合理的布置。此外在正常的施工圖的設(shè)計(jì)，提供給工程師的住宅小區(qū)的平面圖的比例常偏小，這樣對于管線的設(shè)計(jì)和排水口的選擇都會(huì)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(hào)以及雨污水管道的坡度都會(huì)出現(xiàn)一定的數(shù)據(jù)偏差。所以工程師應(yīng)該親自對該住宅小區(qū)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)全面的了解，再根據(jù)建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行施工圖的設(shè)計(jì)。關(guān)于雨污水排水工程的設(shè)計(jì)問題，重點(diǎn)放在雨污水口的位置的選擇上，應(yīng)嚴(yán)格遵循《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定來布置。住宅小區(qū)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(jià)、后期管道的維修等等問題都相互聯(lián)系、息息相關(guān)。所以，施工圖的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在正式施工之前，對住宅小區(qū)的建筑建構(gòu)有較為全面的了解，然后根據(jù)小區(qū)居民的具體要求，設(shè)計(jì)出多套施工圖的方案，最近經(jīng)過反復(fù)的討論和經(jīng)濟(jì)分析選擇性價(jià)比最高、最適用的施工圖來進(jìn)行后期施工。
結(jié)語
住宅小區(qū)施工圖的設(shè)計(jì)不是一蹴而就的，是一個(gè)需要花費(fèi)大量時(shí)間搜集數(shù)據(jù)并經(jīng)過細(xì)致分析整理之后才能設(shè)計(jì)出來的。住宅小區(qū)的給排水工程雖然只是一個(gè)看似小型化施工工程，但是與居民的日常生活息息相關(guān)，與住宅小區(qū)內(nèi)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(lián)系，而在生活污水的排放問題上更是非常的重要。總之，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行住宅小區(qū)的給排水管道設(shè)計(jì)中，一定要結(jié)合住宅小區(qū)的環(huán)境，對節(jié)能、造價(jià)、維修、管理等進(jìn)行周全的考慮之后再從整體上開始施工圖的設(shè)計(jì)。一份科學(xué)合理高質(zhì)量的施工設(shè)計(jì)圖還應(yīng)該含有簡單完備的工期計(jì)劃，這樣能夠有效控制施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。此外在施工之前還需要進(jìn)行仔細(xì)的數(shù)據(jù)校對、審核以及審定，只有將每個(gè)過程都做的盡善盡美，這樣才能使施工圖的設(shè)計(jì)質(zhì)量有所保障，施工質(zhì)量以及以后系統(tǒng)的正常運(yùn)行得以實(shí)現(xiàn)。
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