摘要：構(gòu)筑物設(shè)計(jì)是關(guān)系到給排水工程能否充分發(fā)揮效能的重要前提。構(gòu)筑物設(shè)計(jì)首先應(yīng)從市政給排水工程的整體出發(fā)，考慮到其耐久性與抗震性能否得到充分發(fā)揮，同時(shí)也要緊密結(jié)合施工的技術(shù)與實(shí)踐，使各個(gè)部門在規(guī)劃前期就能夠根據(jù)各自的特點(diǎn)做好銜接，統(tǒng)籌兼顧。這就需要設(shè)計(jì)人員盡量了解其他相關(guān)專業(yè)的知識(shí)，并在設(shè)計(jì)時(shí)做到有的放矢，綜合規(guī)劃。
　　關(guān)鍵詞：市政工程，給排水工程，構(gòu)筑物，設(shè)計(jì)
　　市政給排水工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施重要組成部分，其構(gòu)筑物設(shè)計(jì)也是關(guān)系到給排水工程能否充分發(fā)揮效能的重要前提。因此為了尋求城市水資源的合理利用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化城市的可持續(xù)發(fā)展，必須做好城市市政給排水工程的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)。
　　當(dāng)前城市的建筑規(guī)模與人口規(guī)模急速膨脹，城市原有基礎(chǔ)設(shè)施的軟肋逐漸暴露出來。加之近年來頻繁的自然災(zāi)害如暴雨、洪澇更是為城市的給排水系統(tǒng)帶來了日益嚴(yán)峻的考驗(yàn)。例如一場(chǎng)突如其來的暴雨帶成的積水就使城市道路交通陷入困境，甚至導(dǎo)致部分城市路段癱瘓。因此針對(duì)市政給排水工程的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，本文主要從整體規(guī)劃與實(shí)踐層面對(duì)此提出以下幾點(diǎn)看法。
　　一、從整體規(guī)劃層面看市政給排水工程的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)
　　市政給排水工程的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)是宏觀層面對(duì)其構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的總體要求，它對(duì)現(xiàn)代城市的可持續(xù)發(fā)展有著舉足輕重的意義。在給水方面，主要體現(xiàn)在水源及其保護(hù)，區(qū)域水資源平衡及區(qū)域供水規(guī)劃；在排水方面主要是防洪排澇規(guī)劃設(shè)計(jì)以及河網(wǎng)區(qū)域污染控制。因此它要求我們?cè)谶M(jìn)行構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的時(shí)候也要有寬闊的眼界視野與系統(tǒng)創(chuàng)新的思維。
　　在對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合市政給排水工程的整體規(guī)劃，按照承載力的極限狀態(tài)和正常使用的極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)需要分別采用作用的基本組合、標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合�；�本組合采用的作用是設(shè)計(jì)值，即作用的標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)作用分項(xiàng)系數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)組合采用的作用為標(biāo)準(zhǔn)值；準(zhǔn)永久組合采用的作用是作用的準(zhǔn)永久值，即作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)作用的準(zhǔn)永久值系數(shù)。對(duì)每一種組合均需考慮多種工況，通過計(jì)算確定構(gòu)件截面的最不利受力狀態(tài)(應(yīng)力、應(yīng)變、變形等)。同時(shí)核算的工況也要應(yīng)該結(jié)合構(gòu)筑物的運(yùn)行功能、敷設(shè)條件(地上、地下等)、結(jié)構(gòu)形式(水塔、沉井、盾構(gòu)等)、施工方式(先澆、預(yù)制裝配、開槽或不開槽等)、環(huán)境條件(溫度作用、地面或地下水、浪壓力等)等綜合考慮確定。
　　另外，在構(gòu)筑物管道設(shè)計(jì)中推廣新管材，不僅適應(yīng)了構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的要求，也符合市政給排水工程對(duì)環(huán)保、技術(shù)等的規(guī)劃。在給排水工程中可以推廣PCCP管、PVC-U管、PE管、聚丙烯(PP)等新型塑料復(fù)合管材，這也正符合了國(guó)家以塑代鋼的政策。同時(shí)管道摩阻小、排水量大、重量輕、施工方便，也受到業(yè)主及施工方的一致歡迎。但是在具體使用過程中，應(yīng)注意施工造成管道變形超標(biāo)的問題，應(yīng)確保管道兩側(cè)回填土的回填質(zhì)量，必須分層夯實(shí)，使其密實(shí)度能夠達(dá)到95％以上。
　　二、從功能作用層面看市政給排水工程的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)
　　目前，我國(guó)市政給排水工程中的構(gòu)筑物一般采用鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。按照市政給水排水工程所處的特定運(yùn)行環(huán)境條件，在設(shè)計(jì)構(gòu)筑物時(shí)，除了要考慮到承載能力和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求(即強(qiáng)度、穩(wěn)定、抗裂度和裂縫寬度控制等)外，還要充分考慮到市政給排水工程的功能作用的長(zhǎng)久發(fā)揮即保證其耐久性與抗震性。
　�。ㄒ唬�構(gòu)筑物設(shè)計(jì)時(shí)的所要考慮到的耐久性措施
　　首先要保證混凝土的質(zhì)量：混凝土中的水泥應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥；考慮抗凍融作用時(shí)，不得采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥；混凝土的骨料應(yīng)級(jí)配良好，水灰比不應(yīng)大于0．50；對(duì)現(xiàn)澆混凝土內(nèi)宜摻加補(bǔ)償收縮膨脹劑；通常由明礬石、硫氯酸鈣、氧化鈣等類型膨脹劑；膨脹劑的摻加量最好不要超過水泥用量的12％；當(dāng)使用堿活性骨料時(shí)，應(yīng)控制每立方米混凝土內(nèi)的堿含量不超過3kg。
　　其次，給水排水工程的構(gòu)筑物和現(xiàn)澆的混凝土管道，運(yùn)行中都將承受一定的水壓。因此抗?jié)B是水利工程中構(gòu)筑物的必要要求。其中混凝土本身就應(yīng)具有抗?jié)B性能，也可以通過混凝土摻入適量的膨脹劑來填塞混凝土中的孔隙。
　　再次，混凝土應(yīng)具有抗凍性能。對(duì)于最冷月平均氣溫低于一3℃地區(qū)的無保溫措施的構(gòu)筑物，混凝土本身應(yīng)具有一定的抗凍性能。為改善和提高混凝土的抗凍性能，通�？稍诨炷�土中滲加引氣劑，混凝土內(nèi)的含氣量控制在3％-5％。
　�。ǘ�）構(gòu)筑物設(shè)計(jì)時(shí)的所要考慮到的抗震性措施
　　1．對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算，應(yīng)設(shè)定合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖和地震作用傳遞路線。
　　2．將大型構(gòu)筑物劃分成多個(gè)單元時(shí)，每個(gè)單元應(yīng)具有良好的整體性；對(duì)局部削弱或突變形成的薄弱部位，應(yīng)采取加固措施。
　　3．混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)，應(yīng)避免剪切先于彎曲破壞、混凝土壓饋先于鋼筋屈服、鋼筋錨固先于構(gòu)件破壞。
　　4．鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)，應(yīng)防止局部或整體失穩(wěn)。
　　5．構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的承載力，不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力。
　　三、從技術(shù)實(shí)踐層面看市政給排水工程的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)
　　市政給排水工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施中的重要項(xiàng)目，它的質(zhì)量好壞直接影響誠(chéng)實(shí)人們的住行生活，構(gòu)筑物管道的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，輕者給人們帶來煩惱，重則浪費(fèi)資源。因此在給排水的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)時(shí)，要緊密結(jié)合施工技術(shù)與實(shí)踐考慮銜接問題，結(jié)合以往出現(xiàn)的問題及其解決方法，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)、技術(shù)關(guān)，從根本上避免問題的再次發(fā)生。
　　近年來，一方面水工藝要求設(shè)計(jì)的水工構(gòu)筑物長(zhǎng)度已遠(yuǎn)超過規(guī)范間距，另一方面隨著建筑材料、施工方法的改進(jìn)，又為超長(zhǎng)水工構(gòu)筑物不設(shè)縫、少設(shè)縫提供了可能。因此設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)地基、氣溫等工程情況，考慮是否設(shè)縫及施工方法，認(rèn)真進(jìn)行計(jì)算并采取適當(dāng)設(shè)計(jì)措施。
　　在對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)盡可能采用無縫設(shè)計(jì)以滿足施工的連續(xù)性及減少施工難度。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要詳盡收集有關(guān)資料，針對(duì)地基軟硬及溫差大小，選擇伸縮縫的間距。一般水池壁厚≤500ram時(shí)，設(shè)計(jì)不考慮水池?zé)岬挠绊�，主要考慮施工階段的最不利溫差和混凝土收縮產(chǎn)生的當(dāng)量溫差，保證由于綜合溫差對(duì)混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力與混凝土相應(yīng)齡期的極限抗拉強(qiáng)度之比值符合安全要求，按此條件復(fù)核設(shè)計(jì)假定的伸縮縫間距是否滿足。最不利溫差一般可采用混凝土入模溫度或澆筑時(shí)氣溫與混凝土達(dá)到穩(wěn)定時(shí)溫度之差。當(dāng)構(gòu)筑物及時(shí)填土?xí)r，由于地下溫度一般常年變化不大，混凝土達(dá)穩(wěn)定時(shí)溫度可近似取當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟�；但如果工程施工周期較長(zhǎng)，可能要越冬后才能回填時(shí)，混凝土達(dá)到穩(wěn)定時(shí)溫度應(yīng)取當(dāng)?shù)卦缕骄�最低溫度。�?duì)設(shè)計(jì)考慮設(shè)置伸縮縫情況，建議伸縮縫從基礎(chǔ)墊層就斷開，這樣計(jì)算底板伸縮縫間距時(shí)，基底土對(duì)混凝土底板的約束系數(shù)Cx值才切合實(shí)際。
　　另外，當(dāng)設(shè)計(jì)較長(zhǎng)矩形水池時(shí)，設(shè)計(jì)可采用后澆縫或UEA加強(qiáng)帶等施工方法來減少混凝土收縮產(chǎn)生的當(dāng)量溫差及不利溫差。后澆縫的設(shè)置可避免部分不利的施工前階段溫差及混凝土前期收縮產(chǎn)生的當(dāng)量溫差，從而增大了構(gòu)筑物伸縮縫的允許間距。考慮施工的難度，建議設(shè)計(jì)在后澆帶墊層混凝土上設(shè)置凹槽，這樣方便后期后澆帶的清理，雜物等可棄置于四槽，沖洗也方便。當(dāng)設(shè)計(jì)采用UEA加強(qiáng)帶做法時(shí)，依靠加強(qiáng)帶混凝土較大的膨脹應(yīng)變，補(bǔ)償兩側(cè)混凝土的溫差應(yīng)變。設(shè)計(jì)可通過對(duì)UEA摻量的調(diào)配，補(bǔ)償混凝土的收縮，使混凝土收縮當(dāng)量溫差≤0，同樣達(dá)到增大伸縮縫的允許間距目的。
　　
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