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水工构筑物设计论文摘要：一个好的工程产品是由设计与施工共同完成的一个好的工程设计则需多个专业共同努力才能实现。本文从结构专业角度谈水工构筑物设计中的地下水位确定、伸缩缝设置、总体布置及设计与施工配合等问题在贯彻国家技术经济政策的同时做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。关键词：水工构筑物地下水位伸缩缝后浇带加强带随着我国经济发展国家对环境保护的日益重视各地污水处理工程近年来逐年增多。作为配套的土建结构专业如何优化设计在满足水工艺要求的前提下既保证水工构筑物今后的正常生产使用又降低工程造价是设计、施工人员面临的共同任务。下面就设计中经常遇到的一些水工构筑物的问题提出本人的看法。1设计地下水位的合理确定水池构筑物的设计与地下水位的标高密切相关。由于地下水位未掌握好而引起结构选型错误及抗浮不够等工程事故也时有发生。地下水位不仅与土建设计有关与水工艺设计也有关。根据现行国家设计规范地下水位应根据地方水文资料考虑可能出现的最高地下水位[1]。一般设计均取用水文资料的最高地下水位。在50年设计基准期内一般水工构筑物地下水可变作用的取用按“工程结构可靠度设计统一标准”原则确定并不考虑罕遇洪水的偶然作用。但值得注意的是有些工程地质勘察报告所提供的地下水位未能从地方水文资料分析得出而仅反映勘测期间的地下水位情况。如果详勘在当地枯水期进行所提供的地下水位标高将无法被设计取用或导致结构计算的失误。设计人员应详实了解工程所在地的水文情况对未满足设计要求的地质勘察报告要求予以补充。要求考虑当地有无暴雨、台风影响会否出现由于地表水不能及时排除而引起的地下水位提高。水工艺设计人员应结合对地下水位及地质情况的了解与土建设计人员一起决定各构筑物的基底标高综合工艺流程要求、土建造价、运营成本、投产年限诸多因素制定总体方案及各构筑物方案以求经济合理。例如当地下水位较高或地质剖面有流沙层时水工艺设计者应考虑是否可适当抬高基底标高减少浮力对结构影响及避开流沙层。对设计在正常使用阶段池内均有水仅在检修等特殊时段才排空的水池可以根据实际情况结合地方永文资料确定一个合适的地下水位标高做设计地下水位做到既保证使用阶段结构安全和不利情况抗浮安全又能降低工程造价、节省工程投资的双赢目的。而这一切需要土建、水工艺设计人员共同讨论并采取一系列设计及操作措施来确保安全生产及设计意图的实现。我们在设计安徽毫州污水处理厂工程中结合不同构筑物使用要求采用3个不同的设计地下水位标高。该地区水文资料显示最高地下水位为绝对标高37.16m每年冬春季枯水期水位均在35.50m以下。我们在设计二沉池时设计地下水位取36.50m这样在该池使用阶段可能超过该水位的年份概率约10％左右且持续时间不超过2个月。而二沉池一般均蓄水正常检修每年一次。该厂共4个二沉池遇到紧急事故4个池子均同时需排干维修的可能概率基本为零。设计已考虑每年检修安排在冬季枯水位时这样设计所采用的地下水位标高一般能保证正常生产、检修。为防不测设计还安排布置若干水位观察井在紧急事故需排干某池内水维修前观察实际水位是否超过设计警戒水位如未超过则批准进行维修否则暂不批准。对氧化沟工号由于氧化沟基本常年有水；每年检修一次一般个别曝气头损坏不会给氧化沟的污水处理产生影响而且工艺设计考虑曝气头支架可提升更换。基于此条件采用设计地下水位35.60m以保证每年枯水期检修的需要。对其它不能保证池内经常有水者设计地下水位则取37.16m。2构筑物设置伸缩缝及后浇缝2.1伸缩缝的设置根据设计规范矩形构筑物最大伸缩缝间距一般为20～30m。近年来一方面水工艺要求设计的水工构筑物长度已远超过规范间距另一方面随着建筑材料、施工方法的改进又为超长水工构筑物不设缝、少设缝提供了可能。设计人员在具体设计时应根据地基、气温等工程情况考虑是否设缝及施工方法认真进行计算并采取适当设计措施。一般水池类构筑物设计中对结构强度、裂缝开展宽度、抗浮等计算一般均按规范要求考虑较好但由于温度、变形以及不均匀沉降引起开裂在工程中常常遇到。大多出现裂缝的工程实例表明设计对温度、混凝土收缩变形等因素影响考虑欠缺是问题的主要原因。笔者认为有两点需设计人员重视。①水池类构筑物并非必须保证不开裂对设计人员来讲重要的是做好裂缝的控制。一方面设计人员要事先对可能的不利因素及其影响予以预防另一方面在施工过程中万一发生较大裂缝也要有处理方法及技术措施确保工程交付验收及投产后的安全生产及运行需要。一般说来影响裂缝的主要因素是温差及混凝土的收缩温度越高越易开裂裂缝的数量及宽度也越大；混凝土收缩越快也带来同样后果。为此设计人员要从设计与施工两个方面来加强控制。