学文网摘要：结合辽阳市弓长岭区污水处理厂二期工程-二沉池建设的实际情况。论述了钢筋混凝土二沉池的结构设计。从二沉池的结构形式、设计依据、荷载、基础、计算模型、内力计算、使用材料及工程技术要求要求几方面论述了二沉池结构设计的要点。
关键词：二沉池结构设计荷载内力计算 使用材料
中***分类号：TU318文献标识码： A
一、工程概述
本构筑物为辽阳市弓长岭区污水处理厂二期工程-二沉池。该构筑物为半地下钢筋混凝土水池，水池为圆形，内径17.50米，高5.300米，其中地面以上高0.500米，地下埋深4.800米，结构形式为现浇钢筋混凝土结构。
二、设计依据和设计规范
1、《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068―2001
2、《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002
3、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
4、《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008
5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
6、《建筑结构荷载规范》GB50009―2001
7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
8、《建筑地基处理设计规范》JGJ79-2002
9、《地下工程防水技术规范》GB50108-2008
10、《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138-2002
11、国家现行的其他有关设计规范、规程及施工验收规范
12、二沉池工艺、总***、地上建筑和电气专业提供的设计***纸及设计条件
13、《理正工程设计工具箱系列软件》――北京理正软件设计研究院
三、地下结构设计主要内容
1)、基本说明
1、本工程的使用年限50年；
2、结构的安全等级二级；
3、抗震设防烈度7度，抗震设防类别为乙类；
4、场地类别为Ⅱ类。基本地震加速度为0.10g，地震分组为第一组，特征周期为0.35s；
5、场区标准冻深为1.10米，地面下20.0m深度范围内无液化土层；
6、混凝土的环境类别为二类b；
7、地下水池既要满足钢筋混凝土构件的强度设计要求，还应满足钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度限值Wmax≤0.2mm。
2)、设计荷载
1、基本风压：0.55KN/m2，基本雪压：0.50KN/m2；
2、工作平台及走道板均布活荷载标准值：2.5KN/m2；
3、地面堆积荷载标准值：10KN/m2；
3)、地基及基础
1、本工程地下水池主体采用明挖法施工。
2、基础座落于第②层粉质粘土层，地基承载力特征值按fak=130kpa，地下水水位低于53.300m。
3、池体外墙室外地面处散水宽度为0.6米宽，做法见辽92J101㈠。
4)、内力及配筋计算
内力及配筋计算:(轴力:kN 弯矩:kN.m 面积:mm² 配筋面积:mm²/m)
池壁:弯矩外侧受拉为正，轴力受拉为正
按《给水排水工程结构设计手册》静力计算查表
池壁的约束条件: 上端自由,下端固定
池壁内力计算查表系数H²/dt=5.6002/35.400×0.40=2.21
计算结构如下：
池壁配筋及裂缝、抗裂度验算:
位置 计算As 配筋 实际As 裂缝宽度 抗裂度
竖向内侧 858.0 B14@140 1099.6 0.16 ---
竖向外侧 1108.6 B16@140 1436.2 0.16 ---
环向内侧 858.0 B14@140 1099.6 --- 1.63
环向外侧 1387.2 B16@140 1436.2 --- 1.63
池壁的竖向最大裂缝宽度:0.16
池壁的环向最大抗裂度:1.63
5)、使用材料
1、水池结构混凝土：走道板、底板和侧墙为C30P6F200防水混凝土，二次浇注层和设备基础为C30细石混凝土，垫层为C15混凝土；地下结构混凝土保护层厚度：底板下层45mm，底板上层、侧墙40mm，走道板35mm。
2、钢筋：A表示HPB300，强度设计值fy=270N/mm2；B表示HRB335，强度设计值fy=300N/mm2。受力钢筋的钢筋锚固长度：HPB300级（d≤25）钢筋锚固长度35d；HRB335级（d≤25）钢筋锚固长度40d；在任何情况下，受力钢筋的钢筋锚固长度不应小于350mm。
钢筋接头采用焊接接头，焊接长度:单面焊不小于10d，双面焊不小于5d，焊接接头应相互错开，以任一接头为中心在45d钢筋直径且大于500mm长度范围内焊接接头的钢筋截面面积占总钢筋截面面积不大于50%。
3、抹面材料：砼构件靠近土体一侧表面采用1：2防水砂浆保护层，不小于300微米环氧沥青涂层，冷底子油打底；砼构件靠近水体一侧表面采用2.0mm水泥基渗透结晶型防水材料防水涂料，20mm1：2水泥砂浆找平层。防水水泥砂浆抹面应采用五层做法，分层紧密连续涂抹，每层的连接缝需上下左右错开，并应与混凝土的施工缝错开。
4、预埋件所用钢材、钢板和型钢以及主要构件的连接件采用Q235-B,其化学成分及力学性能应符合（GB700-2006）标准中有关的规定,所采用的标准构件及预埋件均应遵照有关***集的材质、及构造要求制作。
5、焊接材料：HPB300级钢筋焊接及HPB300级钢筋与Q235-B钢材焊接时采用E43系列焊条，HRB335级钢筋焊接时采用E50系列焊条，不锈钢焊接时采用不锈钢焊条。
6、混凝土外加剂：混凝土外加剂应选用高效减水并具有增稠、减缩、缓凝等功能的复合型外加剂，所有水池不准使用任何有膨胀成分的外加剂。本工程所使用的外加剂不能含有氯及氯盐，混凝土使用外加剂后不能使混凝土后期强度降低。混凝土外加剂应符合目前执行的相关国家标准。
五、工程技术要求
1、施工时应遵照《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）和《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）及《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）中有关规定。
2、施工前必须配合各工种***纸仔细核对混凝土构件上的预埋件、预埋套管和预留孔洞的位置及高程，以免错漏，造成返工。确认钢筋准确、绑扎牢固，预埋件、预埋套管和预留孔洞的位置准确、安装牢固后方可施工。
3、严禁地表水流入基坑内，基坑应清理干净，无积水。如遇地下水，基坑开挖前应采取降水措施，待上部工程自重大于静水压头造成的浮力1.1倍时，方可停止降水。
4、严格按施工验收规范规定对混凝土采取保温保湿的养护措施并进行温度监测，保证混凝土中心温度与表面温度的差值不大于25℃，混凝土表面温度与大气温度的差值不大于25℃，否者应及时覆盖麻袋或草袋等保湿类材料（不宜覆盖塑料薄膜）并进行持续喷雾洒水养护，养护过程中应时刻注意保持覆盖材料的含水量，养护时间不小于14昼夜。
5、严格执行施工验收规范中规定的拆模时间，地下水池的钢筋混凝土构件应待混凝土强度达到100%后方可拆模。
6、防水混凝土的施工应保证施工质量，把握住搅拌、浇注、振捣等环节，不得漏振，也不得过振，控制混凝土的振捣时间为10～30s，并注意养护。力求不设或少设外墙模板拉接螺栓，如设拉接螺栓时应加止水钢板并注意周围混凝土的捣固，拆模后打掉拉接螺栓周围的混凝土保护层，截断拉接螺栓，使用SlKaDUR32Hi-Mod粘结剂，然后用环氧砂浆SlKaDUR35，Hi-ModLV密封。底板上下钢筋网的架立筋不应架在底板垫层上。
7、池壁混凝土宜采用分层连续浇注，分层振捣密实，每层浇注、振捣高度控制在500mm左右，上下两层之间混凝土结合间歇时间控制在混凝土初凝前，池壁不得留竖向施工缝，池壁水平施工缝可设在以下两处：①底板顶面以上约500mm处（避开孔口腋角）。②顶板底面以下约500mm处（避开孔口腋角）。接缝时应先混凝土表面浮浆和杂物，铺一层水泥原浆，再铺20～30mm厚1:1水泥砂浆，池壁截面中心处通长对中放置3mm厚300mm宽止水钢板“”或BW二型缓胀止水条，并及时浇注混凝土。
8、基坑人工开挖至距设计标高100mm或机械开挖至距设计标高200～300mm后，应通知有关部门现场验槽，验槽合格后应及时人工清底至设计标高，立即铺设素混凝土垫层封闭，避免基坑长时间裸漏或雨水浸泡降低承载力。当发现地基持力层不符合设计要求时应及时通知设计单位处理。基底严禁超挖。