排水工程中结构设计需注意的常见问题

摘要：本文介绍了市政排水工程构筑物在设计中容易出现的一些问题及应注意的一些事项，阐述了需要在设计文件、外加剂的应用、抗震设防烈度以及腐蚀性预防措施注意事项。

中图分类号：U417.3 文献标识码：A

关键词：设计文件、伸缩缝、抗震、防腐措施

排水工程中的结构属于特种结构，荷载作用主要由水土压力和温度、湿度影响，在设计上设计要求及荷载计算工况不同于民用建筑。

随着一系列排水工程结构设计的不断完善，本文结合工程实际，总结了在排水结构设计中需要注意的一些问题。

一、设计文件

1.设计文件必须注明设计使用年限、结构安全等级、地基基础设计等级、地震基本烈度、抗震设防烈度、场地类别、工程所处环境类别等。

“设计使用年限”是指从工程竣工验收合格之日起，工程的地基基础、主体结构能够保证在正常情况下安全使用的年限。在设计使用年限期间内因设计原因而产生的质量问题由设计人员负相应的责任。

另外设计者还应将结构安全等级、地基基础设计等级、地震基本烈度、抗震设防烈度、场地类别、工程所处环境类别等有关要求在设计文件中标明，做为设计依据的标准和工程条件。

2.设计文件中必须注明混凝土的耐久性要求。

在不同的环境下，对混凝土的耐久性要求不同，如果未按工程环境类别给出耐久性要求会造成混凝土的破坏。例如在干湿交替环境下，如果碱掺入混凝土，则含活性骨料的混凝土会加速电化学腐蚀，生成膨胀，不可避免的会破坏混凝土。在《混凝土结构设计规范》、《工业建筑防腐蚀设计规范》中明确给出了对混凝土最大水胶比、最小水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯离子含量和最大碱含量做出了详细规定。

二、伸缩缝的设置于混凝土外加剂的应用

给排水构筑物因其体型较大，经常会在混凝土浇筑过程中，由于水灰比过大，水泥用量过多，养护不当，或浇筑混凝土时产生大量水化热，使混凝土硬化过程中产生伸缩裂缝，因此，《给排水工程构筑物结构设计规范》第6.2.1条规定的伸缩缝最大间距，其补充了当有经验时，混凝土中施加可靠的外加剂或浇筑混凝土时设置后浇带，减少其收缩变形。此时构筑物的伸缩缝间距可根据经验确定，不受表列数值限制。

应该明确，规范首先强调的是当构筑物长度宽度超出伸缩缝最大间距时，应首先考虑设置伸缩缝，只是在结构处理上比较困难时，才考虑掺入外加剂或设置后浇带的方法扩大伸缩缝的间距。所以设计时赢充分考虑给水排水构筑物所处的工程环境条件，对不同构筑物区分对待。但对于超大型构筑物，设置伸缩缝是减少水池开裂的主要措施之一，对于敞口水池永久暴露于大气中，宜考虑设置永久伸缩缝。

在设计中，若增加伸缩缝间距，施工图中不但要注明混凝土掺入膨胀剂，强度等级，抗渗等级，还要在图纸中注明水中养护14d的混凝土限制膨胀率（底板0.02～0.03%、侧墙0.03～0.035%、后浇带0.035～0.045%），用以补偿混凝土的收缩，替代设置伸缩缝，同时还宜从构造上适当加强水平钢筋，提高钢筋混凝土的极限拉伸强度。

三、抗震设防烈度及抗震构造措施

抗震设防烈度采用现行的中国地震动参数区划图的地震基本烈度或按经批准的抗震设防区划确认的抗震设防烈度进行抗震设计。

在给排水构筑物设计中，应按本地区抗震设防烈度提高一度采取抗震措施计。《室外给排水和燃气热力工程抗震设计规范》第1.0.7条规定下列构筑物宜提高一度采取抗震措施：1、给排水工程中的取水构筑物和输水管道，水质净化处理厂内的主要水处理构筑物和变电站、配水井、送水泵房、氯库等。2.排水工程中的道路立交处的雨水泵站，污水处理厂内的主要水处理构筑物和变电站、进水泵房、沼气发电站等。因此，在以上构筑物进行抗震设计时，应根据规模和具体情况宜按工程所在地区的抗震设防烈度提高一度采取抗震措施。

设防烈度为8、9度时，采用钢筋混凝土的矩形水池，在池壁拐角处，里外层水平向钢筋的配筋率均不宜小于0.3%，伸入两侧池壁内的长度不得小于1/2池壁高度。

四、腐蚀性等级及预防措施

给排水构筑物因多为地下混凝土结构，所处环境多为地下水位干湿交替或者长期浸泡环境下，为保证受腐蚀性介质作用的构筑物在设计使用年限内正常使用，设计中必须明确腐蚀性等级。在《工业建筑防腐蚀设计规范》中，微腐蚀可不做防护；弱腐蚀：垫层为C20，基础可以不做防护；中等腐蚀：垫层采用耐腐蚀材料，基础表面需涂聚合物水泥砂浆，厚度≥5mm。强腐蚀：垫层采用耐腐蚀材料，基础表面涂环氧沥青或聚氨酯沥青涂层，厚度≥500μm。

五、结束语

本文是作者近几年在结构施工图设计中总结出来的一些常见问题的汇总，根据给排水结构设计规范和设计中总结的经验，提出了一些意见和建议，供同行参考，使给排水结构设计更加完善，提高设计质量。

参考文献

国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2010）