时间：2023-09-21 16:39:11
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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。
关键词：给水工程构筑物；钢筋混凝土；裂缝；成因方法
随着我国国民经济的高速发展，钢筋混凝土结构已经普遍用于工业和民用建筑中。但多年来，在给水工程的构筑物，如深沉池、滤池、清水池等现浇钢筋混凝土结构构件出现变形裂缝，人们都十分关注，在某些情况下，裂缝会导致非常严重的后果，因此研究给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构的裂缝产生原因及控制具有重要的意义。如宿松县自来水厂一水厂1.5万立方米/日给水工程的两组平流沉淀池与虹吸滤池的交接处均不同程度的出现了宽约1.5左右的开裂，初始时池壁变形较小，裂缝较微，但随着运行时间推移，开裂情况逐步严重，最后请有关专家对变形裂缝进行研究分析，主要原因是结构设计池壁刚度不够，而整个池长又跨度过大，地面又属流沙地层，沉降不匀引起开裂。经过多次对变形裂缝的妥善处理后，才能继续正常使用。因此，给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构构件应尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量。
如何控制给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构构件的变形裂缝呢？根据工程实践和理论研究，给水构筑物现浇钢筋混凝土结构构件变形裂缝的主要原因是：设计考虑不周，设计不合理，细部构造处理不当，防水材料选用不当，施工质量不好，使用和管理不善等。因此，给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构构件变形裂缝的控制，应从设计方案、结构计算、构造设计和施工质量等方面进行控制。
1、给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的危害
1.1对结构强度的危害结构物裂缝发生后，其本身的刚性、剪力强拉力强度、抗弯强度会降低，裂缝严重时可能会造成整个制水池的断裂，从而影响正常的生产制水。
1.2对对耐久性的影响。最主要的是加速混凝土中性化，使钢筋腐蚀速度变快，并因漏水、渗水，造成发霉、渗斑而使得保护层剥落，而缩短给水工程构筑物的使用年限。
2、给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的类型及成因
2.1温度裂缝内约束裂缝由于混凝土内外温差过大而引起的。例如，混凝土养护期间受寒流侵袭，使混凝土表面急剧降温超过7-100℃就有可能引起混凝土表面裂缝，但其裂缝深度一般只有30mm左右，表层以下仍保持结构完整性。
2.2沉陷裂缝裂缝多为深进或贯穿性的，其位置与沉陷方向一致。较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度与沉降值成正比。裂缝产生的原因是结构构件落在未经处理的回填土或松软地基上。混凝土浇灌后，因地基侵水引起不均匀沉降而导致裂缝。特别是平卧生产的钢筋混凝土构件（如薄腹梁），由于侧向刚度差，配筋少，最易引起弦、腹杆或梁的侧面产生裂缝。另外因模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动以及过早拆模，也常导致此类沉降裂缝出现。
2.3由材料所引起的裂缝碱骨料反应是指混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救。另外，由材料质量原因引起的裂缝较常见的是水泥，粗细骨料质量不好，这种情况造成的后果是结构承载能力降低，刚度很差，空气稳定性很弱，隐患容易恶化等。
3、给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的预防措施
3.1混凝土配料、搅拌及浇筑
3.1.1配合比设计应尽量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确，搅拌时间应保证；
3.1.2浇筑分层应合理，振捣应均匀、适度，不得随意留置施工缝。
3.2设计方面
3.2.1从设计方案上进行控制。在确定设计方案时，应尽量避免由结构布置不当引起的变形裂缝，如宿松县第二自来水厂2.5万立方米/日平流沉淀池总长达92.8米，高且池子前部与尾部处于不同的底层带，池子头部处于水田之上，地基松软，而池子尾部却处于山体岩石之上，地基强硬，施工时甚至要采取爆破，如果采取统一施工方式，在构筑物完工后肯定会出现裂缝。考虑到上述原因，在施工阶段临时设计变更，池子处于水田软基部分采取了混凝土加抛石方法，很好的解决了开裂隐患。
3.2.2从结构计算上进行控制。给水工程构筑物结构设计的质量直接关系到给水工程的坚固性、适用性和经济性。因此，结构设计是给排水工程设计中的一个相当重要的组成部分。在确定结构设计的最佳方案之后，必须对各构件的受力情况进行分析计算，以保证各结构物件可靠、正常使用。在结构计算时应防止盲目套用标准图集，忽略计算和验算。国家标准图集是给排水专业设计单位和施工单位已经积累了比较丰富的，具有特点的设计和施工经验，由于给排水工程结构的受力情况和结构体系比较复杂，设计人员常需要参照国家标准图集进行设计，这样能够优化结构设计和节省很多的结构计算时间，但不同条件下构筑物的受力情况不同，因此，必须进行必要的具体的结构计算，不能盲目套用标准图集。很多的工程病故证明，盲目套用标准图集，不经必要的结构计算，或计算不做必要的验算，结果出现基础下沉，池壁变形裂缝等工程事故。
3.2.3从构造设计上进行控制。构造措施是改善结构性能，加强各部分联结，保证给排水构筑物结构整体性的重要措施，应在设计和施工中予以保证。给水工程钢筋混凝土结构构件的构造，应着重注意以下两点：
（1）伸缩缝的构造处理。从功能上说，伸缩缝必须满足两个基本要求：一是保证伸缩缝两侧温度区段具有系统的伸缩余地；二是具有严密的抗渗能力。在符合上述要求的前提下，构造处理和材料的选用要力求经济耐久，施工方便。
（2）节点构造设计，给水构筑物往往底色于节点构造设计不当或忽略了节点构造设计，引起构筑物构件的开裂漏水。因此，应重视给水构筑物构件的节点构造设计，如池壁转角处，池壁与池底板连接处等部位的节点构造设计，以保证和加强池体结构的整体性。
3.3施工方面
根据有关部门调查资料显示，在当前的给排水工程施工队伍中，只有少数大型建筑企业从事过给排水工程的施工，大多数施工队伍技术力薄弱，没有这方面的经历和经验。从笔者所接触的给排水工程施工施工队伍中，这些施工队伍总认为给排水工程比不上高层楼房的建筑难度大，技术要求高，因此，在施工上存在着较轻视给排水工程的思想，把给排水工程当一般工业与民用建筑进行施工，甚至马虎，这样便使给排水工程质量带来严重的影响。给排水工程质量的好坏，直接影响到给排水构筑物的结构整体性，抗震性、影响到结构的安全和使用年限。因此，给水工程现浇钢筋混凝土结构构件变形裂缝的控制，除从设计方案、结构计算，构造设计上控制外，还应从施工质量上进行控制。施工质量方面的控制应着重抓好以下几点：
3.3.1钢筋的绑扎。钢筋混凝土是由两种不同的材料组成的一种组合体。这两种性质不同的材料之所以能共同工作是因数钢筋与混凝土之间有很好的粘结力，使二者能牢固紧靠地粘结在一起，在荷载作用下，它们之间不产生相对的滑动而能整体工作，为了加强钢筋与混凝土的共同工作，防止钢筋在混凝土中滑动，对于钢筋的绑扎要求牢固和搭接要符合设计要求及施工规范超标准。
3.3.2留设保护层。当钢筋混凝土结构的保护层混凝土遭破坏或混凝土的保护层性能不良时，钢筋会发生锈蚀锈膨张引起混凝土开裂。保护层留置合理对钢筋混凝土结构构件的刚度和使用年限非常重要，我国每次修改《混凝土工程标准规范》时，都对钢筋混凝土结构各种构件的保护层作适当的修改。因此，施工中要按设计要求或规范留设保护层。
3.3.3混凝土配合比，混凝土等级偏低，不满足要求时，影响结构的安全度，因此，混凝土配制时，应根据设计的混凝土强度等级和质量的原则，对防渗要求的混凝土，尚应符合有关的专门规定。
3.3.4混凝土浇筑。在浇筑工序中，应控制混凝土的均匀性和密实性，特别是在结构中有密集的管道，预埋件或钢筋稠密处，不易使混凝土捣实时，应改用相同抗渗标号的细石混凝土进行浇筑和辅助人工插捣，以确保钢筋混凝土结构构件的粘结整体性，防止捣浇时出现混凝土蜂窝、麻面、孔洞、以至渗漏水。
3.3.5施工缝处的施工。施工缝是防水混凝土工程中的薄弱部分，应尽量不留或少留，施工缝处理必须做到：对缝表现进行凿毛处理，清除浮粒。继续浇筑前用水冲洗衣亲保持湿润铺上1―2厚的水泥砂浆其材料和灰砂比应与混凝土相同。再继续浇筑上部混凝土，并加强施工缝振捣固密实。
3.3.6混凝土的养护。对钢筋混凝土结构构件质量来说，养护很重要，施工（生产）单位应根据施工对象、环境、水泥品种、外加剂及对混凝土性能的要求提出具体的养护方案，并应严格执行规定的养护制度。给水构筑物钢筋混凝土一般自然养护时，应在混凝土浇筋完毕和凝后（常温下浇后8―12h），及时覆盖和河水湿润，养护期不少于14d，特别是早期养护。在夏季高温时要加强养护，防止养护期不够造成混凝土干缩变形，出现裂缝。
4、给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的处理
针对已发生的裂缝，比较常用和成熟的施工方法有以下四种：
4.1表面处理法。表面处理法是对混凝土构件表面较浅的裂缝用水泥砂浆或环氧树脂表面涂刷处理。这些表面裂缝一般都很细很浅，裂缝深度尚未达到钢筋表面，一般用高标号的砂浆进行表面涂抹即可。如果表面裂缝贯通底部，出现漏水的情况，可通过在构件表面贴补防水片等方法来解决。
4.2填充密实法。填充密实法是对中等宽度裂缝的处理，将裂缝处凿成凹槽再填充相应材料修补。当裂缝宽度小于0.3mm时，可采用专用的混凝土封堵材料来填充裂缝。
4.3压力灌浆法。压力灌浆法又称注浆法，它不仅修补面层而且能通过压力将注射用胶注到混凝土的内部裂缝处，对裂缝进行粘结封闭和补强加固，此种方法处理效果好，应用范围广。
结束语
综上可以看出给水工程构筑物现浇钢筋混凝土结构裂缝的产生有其内、外界因素，因此，采取针对性强的防治措施有效地控制混凝土结构裂缝产生，是给水工程构筑物结构安全的重要保证，从而达到提高工程质量的目的。
参考文献
关键词：构筑物 管道 整体抗浮 局部抗浮 抗浮措施
0 引言
抗浮是给水排水工程结构稳定验算的重要方面，也是其结构设计的首要环节。在市政工程建设中，给排水工程结构常需埋置于地面以下。在地下水较丰富的地区，当地下水位高于结构底面时，结构将受到地下水的浮托力作用。此外，如结构物基坑回填采用透水性材料或非透水性填料未能压实，上层滞水也会产生浮托力。设计人员在给水排水结构设计中，应根据场地的水文地质条件首先对结构物进行抗浮验算，拟定其相关结构尺寸。然而，在具体的工程实践中，给排水结构物由于抗浮失稳造成的破坏并不鲜见。笔者对市政工程中几种典型给水排水结构物抗浮设计方法进行了总结和讨论，供相关人员参考。
1 给水排水结构的上浮力作用及抗浮验算
地下式给水排水结构物（构筑物、管道等）受到的地下水浮托力可用阿基米德原理进行解释和计算。阿基米德原理要求浸入静止流体的物体下表面必须与流体接触，故理论上“对节理不发育的岩石和粘土”，地下水（含上层滞水）对结构物按阿基米德原理计算得到的浮力可进行折减。实际工程中，由于地方经验或实测数据的欠缺，设计时对结构物受到的浮力通常未考虑这种折减。则结构物可按下式进行抗浮稳定验算：
式中： 为抗浮力总和（仅计入永久荷载），根据所采用的抗浮方式确定， 为同时采用的抗浮方式数。 为地下水重度标准值。 为结构物浸入地下水部分的体积，地下水位应考虑可能出现的最高水位，可用勘察部门根据场地内水文地质条件综合确定的抗浮设防水位。 为抗浮稳定性抗力系数，对构筑物结构取1.05，对管道结构取1.10。
2给水排水结构物常用抗浮方式
结构抗浮工程措施一般有结构自重抗浮、配重抗浮、锚杆（或基桩）抗浮及管理抗浮（导渗抽排）。工程设计时，应综合考虑地下水位、结构特征、地形地貌、地质土层情况、施工能力等因素，经技术、经济比选后，最终确定抗浮措施。
2.1自重抗浮
靠结构物自身结构构件的重量满足抗浮要求，自重计算不包括设备重、使用荷载及安装荷载，适用于自重加大不多即可满足抗浮要求的情况。一般中小型给水排水构筑物、管道等常采用此抗浮方式，当抗浮稳定不满足时，适当加大其结构构件的尺寸。自重抗浮较其它抗浮方式更安全可靠。
2.2配重抗浮
通过在结构物上增加压重满足抗浮要求。常用的配重是构筑物外挑底板上的填土（地下水位以下填土取浮容重）或砌体。在不影响使用空间的情况下，也可在结构物内设置填料（如毛石砼或其他低强度等级砼）。当管道自重抗浮不满足要求时，在管道上设置现浇或预制砼块也是配重抗浮的一种形式。
2.3锚杆（基桩）抗浮
利用锚杆（基桩）的抗拔承载力来抵抗地下水浮托力，常用于结构物所受地下水浮力较大，采用自重抗浮等其他抗浮方式难以满足要求的情况。锚杆（基桩）应均匀布置在构筑物底板下壁板轴线位置，或在整个底板下均匀设置。前者不改变底板受力情况，后者在底板受力分析时应考虑地下水浮力的影响。
锚杆（基桩）抗拔承载力特征值应通过现场载荷试验确定，初步设计时可根据《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）或《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中有关公式估算。
3几种典型给水排水结构物的抗浮计算实例
3.1 管道
某工程截污管采用DN800钢筋砼管，分陆地段和河道段两部分。陆地段采用开槽敷设，管顶覆土1.2m，抗浮设防水位取地面以下0.5m；河道段管道无覆土，管顶位于河道常水位以下。管道抗浮验算如下（整体抗浮）：
陆地段： =（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，抗浮验算满足要求。
河道段： =24x0.785x（0.962-0.82）=5.31KN/m，则 / =0.73
图一
=5.31+（6.81/2.5）=8.03KN/m， / =1.11>1.1，满足抗浮要求。
3.2箱涵
某雨水箱涵BXH=4.0x3.0m，壁板厚350mm，顶、底板厚均为400mm，底板外挑400mm，涵顶覆土1.0～2.7m。涵顶道路荷载为公路-Ⅰ级，管道结构的重要性系数取1.0。抗浮计算地下水位按设计路面以下0.5m。该构筑物抗浮验算如下（仅需整体抗浮，采用自重+配重抗浮，涵顶覆土取1.0m，为最不利情况）：
=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，满足抗浮要求。
3.3 清水池
某工程清水池结构布置如图二所示，池内设置400x400mm立柱，立柱间距3.5x4.0m，采用无梁楼盖结构，池顶覆土厚300mm。±0.000相当于黄海高程48.000m，根据本工程地质勘察报告，抗浮设防水位取黄海高程49.500m。现对清水池进行抗浮验算（局部抗浮）：浮力 =10x1.95=19.5Kpa；
顶板及其上覆土重 =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
则 / =23.16/19.5=1.18>1.05，满足抗浮要求。
图二
4 结语
地下式给水排水结构物抗浮验算包括整体抗浮和局部抗浮。在复杂的工程实践中，设计人员应根据给水排水结构物的具体型式、结构特点及场地水位地质条件等因素，对其进行正确的抗浮验算，并采取适宜的抗浮措施，保证结构安全。施工阶段的抗浮，应要求施工单位切实做好基坑排水工作，确保不间断排水。如出现意外，基坑无法抽排而导致积水时，应立即对正在进行施工的结筑物采取临时抗浮措施，确保结筑物不致抗浮失稳破坏。
参考文献
[1]. GB50069-2002 给水排水工程构筑物结构设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002.
关键词: 泵房；抗浮设计；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
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 前言
泵房作为取水构筑物或送水构筑物，由于工艺处理水或净化水的需要，一般处于河边或江边，地下水位较高。因此当泵房平面尺寸较大，埋置深度较深时，抗浮问题往往成为泵房结构设计中的重要制约因素之一。目前我们常用的抗浮方式主要有自重抗浮、配重抗浮、嵌固抗浮及锚固抗浮等[1]。其中后两种方式主要用于泵房底板坐于基岩的情况下。本文以广州某城区第三水厂送水泵房的结构设计为例初步探讨抗浮设计方法的选择和使用。
2 工程概况
该送水泵房送水规模为10万m3/d，加压扬程为50m。送水泵房与吸水井、阀门井连为一体，平面尺寸为26.5m*20.5m。泵房高8.8米，埋深为6米，吸水井埋深7.5米，阀门井为5.3米，泵房的平面尺寸及剖面如图1所示。地质情况由上而下为素填土、粉细砂、中粗砂、粉质粘土、细中砂和全风化花岗岩。泵房及吸水井底板坐落于中粗砂层，由于该层地基承载力为160kPa，结构设计将该层作为持力层。采用天然地基，底板采用梁板式结构。经计算，上部结构自重为19362.8kN。根据抗浮设计水位同地面标高，泵房及吸水井的总浮力为37009.5kN。显然，该泵房结构自重抗浮不满足要求，需要进行抗浮设计。
图1 泵房平面图和I-I剖面图
3 抗浮设计方案对比与选择
3.1方案一 —— 配重抗浮
当不影响底部空间时，可在底板增加较厚的素混凝土作为配重。按照《给排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）[2]规定的抗浮系数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，则会使得泵房底板结构埋深更深，产生更大的浮力，需要更多的配重。当地下水位较高时，这种方案的抗浮效果较差。
3.2方案二 —— 悬挑底板上覆土+配重井
底板悬挑抗浮一般是指在泵房外底板挑出部分上的填土或砌体作为配重。在考虑该种土压力的抗浮作用时，只考虑了悬挑板以上部分的土重。而土的内摩擦角范围内的土压力和土颗粒间的剪切力虽对抗浮起到有利作用，但在计算时将该部分作用力作为安全储备而不考虑在抗浮力之内。该工程当底板悬挑1.5米时，所得的配重为17545.7kN，此时抗浮安全系数 =0.9971.05，满足抗浮要求。另外，配重井的设置，同时也增强了底板和侧壁的稳定性并减小了其配筋。如壁板扶壁柱的计算模式由原来承担梯形荷载转变为与配重井壁共同承担外水压力、土压力以及地面汽车荷载，如图2所示。考虑其共同受力的模式采用有限元计算的扶壁柱和侧壁配筋较原来减少1/4。因此，悬挑底板加配重井的方案可以有效解决只悬挑底板无法满足抗浮要求的问题。这种方法施工方便，无需增加结构底板埋深而导致增加基坑开挖深度和增大基坑平面尺寸。
图2 扶壁柱计算模式的变化 图3 抗浮锚杆大样
3.3方案三——抗浮锚杆
抗浮锚杆是一种竖向受力构件, 是通过钢筋与注浆体之间, 注浆体与周边土体之间的摩阻力来提供抗拔力的。设计中确定抗浮锚杆截面积采用的抗力分项系数 为1.6，而确定抗浮锚杆锚固长度采用的抗力分项系数 为2.2，主要考虑岩体锚固力随岩体不同的分布情况变化，离散性大，因而取较大抗力系数，而钢筋强度则离散性较小，因而抗力系数取小值。抗浮锚杆截面积和长度分别由式 、 或 [3]确定。式中：Kt、K为抗力系数； 为抗浮锚杆轴向拉力设计值； 为钢筋强度标准值； 、 为抗浮锚杆锚固段长度和钻孔直径， 、 为锚固段注浆体与地层间、注浆体与筋体间的粘结强度标准值，抗浮锚杆大样如图3所示。
3.4方案四——设置抗拔桩
在底板下施打钻孔灌注桩，利用桩与地基土之间的摩擦力提供抗浮力。这种桩同时兼有两种作用：一是作为结构的支承桩，即在水位较深时，作用在桩上的荷载是向下的，需按照群桩基础考虑，使其承受上部荷载；二是在丰水期，即地下水位较高时，浮力成为构筑物的主要外力，此时灌注桩受到向上的外力，需要起到抗浮的作用。灌注桩抗拔计算采用公式[4] 和 ，式中各符号物理意义详见文献[4]。因此灌注桩的桩径、桩长、间距按以上两种工况根据现场水文地质情况进行设计。灌注桩的造价高，但因其同时兼有承载和抗拔两种作用，可提供的抗拔力较大，一般适用于地质条件差的超深泵房或水下泵房。
3.5方案比较
我们对以上四种方案进行了比较，如表1所示。通过计算可知本工程所需的抗拔力不大，地基土持力层为中砂层，地基承载力特征值达到160kPa，能满足承载力要求，同时，悬挑底板上覆土重以及结构自重已使抗浮安全系数接近于1，还需再增加的抗拔力较小，因此不再适合采用灌注桩或抗浮锚杆来达到抗拔的目的。另外，继续增大悬挑底板宽度或增大底板埋深对基坑开挖不利且影响临近原有配电房，因此本工程采用适当悬挑底板加配重井的抗浮方法既达到了抗浮的目的，同时也增强了壁板和底板的约束，减小了其原有配筋。
表1 抗浮方案对比
方案 适用范围 优点 缺点
自重与配重抗浮 构筑物平面尺寸不大，埋深不大，地下水位较低 设计计算简单，施工方便 增加结构底板埋深，增大基坑开挖深度，从而增加浮力，抗浮效果不明显
悬挑底板+配重井 构筑物平面尺寸较大，埋深较大，地基土质良好 施工方便，配重井同时具有抗浮与增加底板和壁板稳定性并减小其配筋 减小了泵房内部可用空间
抗浮锚杆 构筑物平面尺寸大，埋深大，地下水位浅，地基土质良好 可提供较大的抗浮力 施工较复杂，锚杆的抗拔力受地质条件的影响较大
抗浮桩 构筑物平面尺寸大，埋深大或整于水下，地基条件差或有液化土层 结构安全可靠，桩间距小时可减小底板厚度，抗浮效果明显 工程造价高，设计计算量大，施工较麻烦
4 结语
通过该送水泵房的抗浮设计，可得到如下结论：
（1） 当构筑物平面尺寸不大，埋深不大，地下水位较低时，采用自重与配重抗浮比较经济，设计简单，施工方便。
（2） 构筑物平面尺寸较大，埋深较大，地基土质良好时，采用悬挑底板加设置配重井的方案能有效解决抗浮问题并增强底板和侧壁的约束，从而可减小其原有配筋。
（3） 构筑物平面尺寸大，埋深大，地基土质差或有液化地基时，采用抗浮锚杆或灌注桩抗浮能较好的解决泵房的抗浮问题。
参考文献
[1] 给水排水工程结构设计手册编委会. 给水排水工程结构设计手册（第2版）[M]. 中国建筑工业出版社社, 2007
[2]国家标准. 给排水工程构筑物结构设计规范(GB50069-2002)[S ]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2002
[3] 中国工程建设标准化协会.岩土锚杆技术规程(CECS 22:2005) [S ].北京: 中国计划出版社, 2005
关键词：成本控制；抗浮；结构安全
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、荷载合理取值
通过降低成本以求提高经济效益是房地产行业共同追求和努力的目标之一，而结构成本的控制是房地产项目成本控制的关键。而结构荷载的合理取值，直接影响到结构的安全，也是土建成本的决定性因素。
为满足建筑消防要求，大型地下室顶板面经常根据需要布置消防行车道路。消防车荷载标准值很大，根据消防车道作用范围荷载的合理取值，对受力构件截面尺寸的选取及配筋计算至关重要，甚至影响到地下室层高的要求，将直接影响到工程成本。新的《建筑结构荷载规范》GB 5009-2012版的颁布，增加了条文，当顶板有覆土时，可根据覆土厚度、不同板跨对活荷载经行折减。另笔者认为，在实际工程中，在进行梁配筋计算时可根据实际作用范围进行继续折减，在实际设计中设计人员对沿消防车道作用板是满布荷载计算，而在实际中每跨板不可能同时作用消防荷载，如柱网6mx6m地下室顶板，双向板楼盖，主梁上布置十字交叉次梁划分3mx3m跨度楼板，按规范表5.1.1及5.1.2条，板荷载标准值应取28KN/㎡（不考虑覆土折减），仅是传递到每条主梁上总重为504KN>大于规范适用的300KN的消防车总重量，因此可在进行梁计算时按实际最不利荷载作用位置再合理折减取值。特别在消防车回转车道范围内，更应按实际情况考虑折减，在计算梁时不应按各板跨同时满布计算。
另规范新增加5.1.3条，设计墙、柱时，消防车活荷载按实际考虑，设计基础时可不考虑消防车活荷载。消防车活荷载按覆土厚度的折减系数按规范B规定确定。消防车荷载标准值很大，但出现几率很小作用时间很短，在墙柱设计时应容许较大的折减，由设计人员根据经验确定折减系数。在基础设计时，根据经验和习惯，同时为减少平时使用时产生的不均匀沉降，允许不考虑消防车通道的消防车活荷载。但笔者认为，在基础设计时应区分对待。依据建筑地基基础设计规范在按地基承载力确定基础底面积及埋深或单桩承载力确定桩数时，传至基础及承台底面上的作用效应按正常使用状态下作用的标准组合。因消防车作用是临时荷载，短期作用不会产生较大沉降影响结构安全，且岩土破坏的极限值远大于设计采用的特征值无需考虑是合理的。但按地基规范在确定高度、截面配筋及验算材料强度等时，应按承载力极限状态下作用的基本组合，这与荷载规范本身用于承载能力极限状态计算的时候应考虑荷载偶然组合不符，由于消防车荷载较大，在此时不考虑其作用将直接影响到结构的安全。
在工程设计中，由于不了解电梯工作机理，不少设计人员只依据荷载规范在电梯机房考虑了活荷载及机房顶的集中荷载，其实这两项为检修电梯荷载，而未考虑电梯实际工作中的荷载作用。设计人员应根据选用的电梯型号，根据厂家提高资料按实际考虑集中荷载作用在支撑构件上。
二、抗浮设计
在工程设计中，往往会遇到纯地下或地下室埋深大的高层建筑裙房，就出现了抗浮设计问题，在暴雨来临，施工期间一旦未及时采取降水措施就会积水产生浮起，使用期间若不将四周的回填土采用粘性土分层夯实形成止水层，也同样会产生水浮力，有不少地下室因为设计未考虑周全或施工阶段未做好降水排水工作出现工程事故。
在《建筑结构荷载规范》中仅对有关浮力问题进行了定性的描述，并未对如何验算进行严格规定。只有《给排水工程构筑物结构设计规范》GB50069提到了关于水浮力可变荷载的分项系数问题。《给排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002第5.2.2条和5.2.3条中有表述，对于抗浮结构的设计，地表水或地下水作用应是第一可变荷载，1）在进行结构构件的强度计算时，它的分项系数取为1.27；2）当计算整体抗浮的稳定性时，抵抗力只计入永久作用，可变作用和侧壁上的摩擦力不应计入。此时上浮设计稳定性抗力系数Ks取1.05，即抵抗力/水浮力标准值>1.05时满足。
地下室抗浮验算的基本原则：1、地下建筑物埋于不透水层，周边填土为密实的不透水土，当场地无积水时，依据水文地质资料抗浮水位位于地下室底板之下时，可不考虑水的浮力作用。 2、地下水最高水位的确定在计算浮力时，地下水最高水位对浮力的大小起着关键作用，其取值原则如下：①若有长期水文观测资料或历史水位记录时，浮力的计算可取历史最高水位；若无长期水文观测资料或历史水位记录时，可采用中水期最高稳定水位。②场地有承压水且承压水与潜水有水力联系时，应按承压水和潜水的混合最高水位计算。
三、基础设计
基础做为结构设计最重要的部分，基础部分往往在整个建筑物投资中占据了很大的比例，往往也影响到整个项目的周期，且关系到建筑的安全。因此如何选择合理的基础形式对于保证安全节约投资、降低造价起着举足轻重的作用。基础部分无疑是结构设计中最重要的部分，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失，这就要求我们设计人员对每个建筑物的勘察报告进行仔细分析选择一个最优化的基础方案，能熟悉掌握规范，合理设计，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境。地质报告要正确反映土层性质、地下水和土工试验情况，并结合设计要求，对地基作出正确评估，否则就会给设计人员造成分析、判断的错误。结合最近遇到的实际工程对基础设计中值得注意的问题进行探讨。
南宁某住宅小区，采用剪力墙结构，上部26层、地下室2层。场地内岩土层由素填土第四系土层和第三系强风化硅质岩组成，从上到下依次分述如下：
1）、素填土①层：平均厚1.30m～3m。
2）、粘土②层。该层中进行标贯试验平均8.7击/30cm；本层分布于整个场地，分布厚1.3～12.3m，原岩土工程勘察报告提供地基承载力特征值为fak=200KPa。
3） 粉质粘土③：本层分布于整个场地，层面埋深12.5m～26.2m，为砂质岩全风化残积形成。本层进行标贯试验平均12击/30cm，原岩土工程勘察报告提供地基承载力特征值为fak=230KPa。
4）强风化硅质岩④：岩体易破碎，取样成碎石、角砾、粗（砾）砂状态。该层层面埋深13m～45m，未钻穿该层厚，该层分布均匀，但层面起伏较大。地基承载力特征值fak=8000KPa，桩极限端阻力标准值qpk=2200Kpa。勘察单位拟建议采用钻孔灌注桩，以强风化硅质岩④作为桩端持力层，而不建议采用静压桩，原因是考虑到岩石起伏较大，岩石埋设较深。根据初步估算结果，由于桩端持力层承载力较低，桩属于端承摩擦桩，设计桩长为30米时，1米桩径单桩竖向承载力特征值仅为2500KN，不经济；由于场地岩面起伏大，不利于桩基的稳定，更不利于基础的沉降控制；且设计桩长较长，易产生崩孔现象，成桩难度大，不利于控制桩身质量；采用钻孔灌注桩施工工期较长，桩基施工时现场不文明，排浆困难，对环境有污染。
经过分析，当以粉质粘土③为持力层时，土面埋深为14米处，根据深度修正后承载力可达510Kpa，按平均每层17KN/㎡楼面折算荷载考虑则为30x17=510KN/㎡，刚好满足。后经方案研究选用预应力混凝土管桩（PHC桩），桩顶采用筏形承台，做为地基处理方案，全部选用直径400mm管桩，按桩长14米设计，初步设计单桩承载特征值为1000KN，桩距按1.4米考虑，则折算到每平米有效地基承载力特征值为1000/1.4/1.4=510.0KPa，满足承载力要求。采用此桩根据结构布置墙柱荷载分布调整桩疏密分布，桩顶与承台断开连接，桩顶设100mm厚砂垫层点式分布（即以各桩位中心点周边600mmx600mm范围设置，用素混凝土设挡边阻隔地下室水影响，防止砂流失），达到调节沉降作用，在主体完成时最大沉降观测点仅为12mm。由于使用小直径密桩布置，相比更节省了承台的配筋。合理的基础方案选取，不仅加快了施工速度、不影响周边环境，且在节省了工程造价的情况下，使结构更安全进一步降低了建筑的沉降差和沉降量。
结语
在今后的工作中，结构设计人员需要重新认识自己工作的重要性，明确自己的责任，提高对结构设计质量安全问题的辨别能力，能熟悉掌握规范，积累结构设计的工作经验，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境。
参考文献
[1]建筑地基基础设计规范GB 50007—2011[S]
[2]建筑桩基技术规范JGJ94-2008[S]
关键词: 管道变形施工造价覆土
前言
广州市西江引水工程第三标的石门、西村并行线(管径为2800和3200) 西村支线(管径为3200)途径广清高速公路后转入增槎路,最后进入西村水厂。由于在这些路段,管道主要敷设在行车道路下,在车行荷载的重复动荷载作用下要特别注意管道的强度、刚度(变形)、稳定性满足要求。
因此在这些路段,我们为保证结构设计的安全并达到节省投资的目的,主要采用了钢衬钢筋砼压力管以及加肋钢管,下面对钢衬钢筋混凝土压力管、加肋钢管、PCCP管以及一般钢管作结构安全性、经济性的简单对比。
一、钢衬钢筋混凝土压力管道
若采用普通钢管,为满足抗浮要求,往往需要达到一定的埋设深度。而管道埋置越深,导致基坑开挖的深度也较大,这将造成基坑开挖止水的困难程度以及增加基坑支护造价。如果采用D3200PCCP管,其单节管(长度为5米)重达31吨,在管道的运输及吊装过程中需要采用重型机械,并且是在繁忙的公路上进行,因此PCCP管道的运输及其施工苦难程度较大并对周围环境影响较严重,同时在管道吊装过程中由于单节管重量较大而导致基坑周边荷载增大,这将增加支护结构的费用。
钢衬钢筋混凝土压力管道是由内衬钢筒以及钢筋混凝土箱涵组成的管道结构。他采用内衬钢筒来承受内水压力,而外包钢筋混凝土承受外荷载如汽车荷载以及覆土荷载,因此它充分发挥钢材抗拉和混凝土抗压的材料性能。同时由于混凝土比重较大容易满足抗浮要求,而适于浅埋。经计算,钢筒D3200X14的内衬钢筒外包300厚钢筋砼结构在覆土深度为0.7米的情况下能够满足管道本身的强度、刚度、稳定等各项要求。为保证施工质量,钢衬钢筋混凝土压力管道的内衬钢筒两端要加肋环,保证对接焊口间的圆度,同时需中部每2m加“米”字型的活动内撑,以满足运输和浇筑混凝土时的刚度要求。此种结构形式优点总结如下:
外包砼薄壁钢管的造价较PCCP管材贵约15%,所需要的基础处理要求基本相同。主要区别在于抗浮和地面荷载对覆土的要求,当管道埋深不受市政特殊要求时,前者仅考虑700覆土便可(个别地段经处理后外露亦可),从而可减少约1.2m的基坑深度,减少施工费用,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),外包砼薄壁管为8.2x4.5(深),挖填土方量减少,征地宽度减少,施工难度减少。
管材吊运的重量分别为5m长的PCCP管约39t,6m长的外包砼薄壁钢管约8t,大大减少吊车吨位和基坑边的施工荷载,减少基坑的支护用料和施工便道的等级。
因此钢衬钢筋混凝土压力管道造价约6.47万元/米,而PCCP管造价约为9万元/米。
由于钢衬钢筋混凝土压力管道在现场浇筑混凝土,不利于埋设太深,因此当遇到原有的各种管道埋置较深难以避让时则采用加肋钢管过渡。
二、加肋钢管
加肋钢管的优点主要是可以减小钢管壁厚,减少钢管在荷载作用下的变形,增加管道结构刚度。如若使用D3200X32钢管,在覆土为2米以及汽车荷载作用下管道变形计算为
,而在当覆土荷载作用下的变形 。
当采用加肋钢管时,在保证钢管强度的情况下可以减少钢管厚度,经计算,可采用D3220X24钢管加肋24*200@1000以满足强度要求,此加肋钢管在汽车荷载+覆土荷载作用下的变形为8.6mm,只在覆土荷载作用下的变形为6.4mm。
由上述计算可知,我们可以得到以下两点:
不加肋钢管变形量远大于加肋钢管,从而证明了加肋钢管可以明显的增大大口径钢管的刚度,使得施工中容易控制变形进而保证钢管的圆度和施工质量;
无加肋钢管在有、无汽车荷载作用下的差异变形量为 =16.9mm,而加肋钢管的差异变形量为 =2.2mm。说明了无加肋钢管在有无汽车荷载作用下的变形幅度较大,这对于管道的安全运行以及管道上的路面结构将产生一定的危害。
三、结言
综上两种原因,我们推荐采用加肋钢管作为钢衬钢筋混凝土压力管的补充,主要用于某些地段由于原有各种管道埋深较浅,管径较大且不易迁改或迁改困难的地方,以避免钢衬钢筋混凝土压力管道深埋。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准.给水排水工程管道结构设计规范(GB50332-2002).北京.中国建筑工业出版社,2002
[2]中国工程建设化标准化协会标准.给水排水工程埋地管芯缠丝预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管管道结构设计规程(CECS 140:2002).北京.中国计划出版社,2003
[3]给排水工程结构设计手册.中国建筑工业出版社,2006
【关键词】水池；结构设计；要点
一、前言
水池结构属于市政给、排水工程中的特种结构， 水池是给、排水工程中的重要构筑物，它既不同于一般的建筑结构，也有别于一般的水工结构，结构型式和荷载条件比较复杂，大部分都是采用钢筋混凝土结构体系，其承受的荷载主要有水压力、土压力和温度应力等。水池结构的设计应符合相关的设计规范，每座水池的结构方案都要进行相应的荷载分析、强度分析、耐久性分析并应按照工程的地质条件、荷载条件以及水文地质条件来考虑结构的稳定性。水池的设计有其特定的要求，如抗渗、抗裂、抗冻等，本文针对水池结构设计中涉及到的这些重要问题行了简单的分析探讨。
二、水池结构设计中的要点
1、地下水位对水池设计的影响
水池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时有发生。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，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，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。所以结构设计人员应当详细了解当地的水文情况，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、台风的影响，是否会出现由于地表水不能及时排除而引起的地下水位提高。土建专业设计人员应该对地下水位和地质勘探的情况进行综合考虑，与水工艺专业设计人员一起决定水池的基底标高，综合工艺流程、运营成本、土建造价等多方面因素制定方案。例如当地质情况不太理想或地下水位较高时，设计人员应该考虑是否可以适当提高基底标高，减少浮力对水池的影响及避开软弱地基层。
2、强度设计
水池强度设计关键在于安全系数的取值，①水池顶板强度设计的附加安全系数：水池顶板所承受的荷载有自重荷载、覆土荷载、室外地面荷载等，其中自重和覆土重所占比例最大。由于土的容重随密度和含水量而变，其变化很大，因此，附加安全系数取1.0是合适的。②池壁强度设计的附加安全系数：池壁主要承受土压力和水压力，水深一般取满池计算，水的容重差别极小。土压力强度一般用朗肯主动土压力理论，是略偏大的。从而说明池壁荷载的取值一般是高限，且变化很小，因此，附加安全系数取0.9，即能满足结构设计要求。③底板强度设计的附加系数：池底实际上是与地基共同工作的，一般情况下计算水压力及均布荷载均偏大，因此底板强度设计的附加安全系数取0.9，即能满足结构设计要求。
3、水池抗冻设计
改良持力层地基土是水池抗冻设计的主要措施，改变水池结构基底的土质量，主要有换土垫层和强夯两种方法。改变地基土基本结构的办法是进行水池持力层地基土换填，就是将原有的细颗粒土体挖走，用大颗粒的土体填入水池的基底。这种换填工程量较大，换填厚度一般要大于等于冻土深度。如果在冻土深度小的地区使用尚可，若在冻土深度较大的地区使用，往往工程量是很大的。通常的地基土换填主要是针对冻胀敏感的地基土，如淤泥质粘土，其排水性能差，毛细作用旺盛，一旦地下水位较高，地基土冻胀破坏加剧，此时，除采用排水设施降低地下水位外，可用小于0.05mm粒径的砂砾料或者风积砂置换地基土层。置换层的厚度随土质条件变化，一般不宜小于30cm。经过砂砾置换之后，可阻断毛细水分联系，起到了减轻冻胀危害程度的作用。地基土夯实是通过对水池结构基底持力层夯击，从而提高地基土的干密度，防止水池外部地下水渗入地基土，是控制地下水位的最直接措施。在水池施工过程中，将地基土翻松20～30cm后夯实，使干容度达1.6～1.7t/m3以上，就能降低水池外地下水对水池结构的侵袭，从而达到预防冻胀破坏的作用。
4、水池抗裂设计
根据对已建成水池所作的调查，水池裂缝一般为竖向裂缝。这些裂缝有两种：一是贯穿性裂缝，由混凝土收缩引起的；二是出现于池壁外侧的表面裂缝，其逐步扩伸至全截面。另外在工程实践中发现，所有的外挑现浇走道板都产生严重裂缝，并随之扩展到池壁，因此，有必要考虑到预制装配式走道板，或作现浇走道板，每隔3 m～4 m设伸缩缝一道。很多钢筋混凝土结构的破坏都是由裂缝开始的，对裂缝形成的原因、预防以及处理必须重视，特别是要避免和控制有害贯穿性裂缝的出现。在我国现在的施工技术水平条件下，水池是不可能一次浇筑完成的，必须要设置水平施工缝，分段进行施工。如果施工过程中施工缝处理得不好，很容易导致水池表面凹凸不平，麻面多、上下段池壁错开甚至渗漏水等现象，严重影响到以后使用。水池裂缝计算时，由于潮湿环境下混凝土干缩性较小，其裂缝增大系数取值可以适当减小，取1.8较为合适。在选用钢筋强度等级时，虽然受裂缝宽度的限制，不能充分发挥其强度作用，但由于Ⅲ级钢筋比Ⅱ级钢用量可减少20%，所以采用Ⅲ级钢筋在技术上和经济上都比较合理。
5、水池抗浮设计
目前在抗浮设计中常用方法有自重抗浮、压重抗浮、基底配重抗浮、抗拔桩抗浮或锚杆抗浮等。①自重抗浮：自重抗浮即通过提高池体结构自重来达到抗浮的目的。一般可以通过增加水池池壁或底板来实现自重增加，这样做虽然增加了混凝土的用量，但是由于结构厚度增加可以降低结构配筋率，减少钢筋用量，因此对造价影响不大。采用自重抗浮对于原设计水池截面配筋率相对较大的水池最为经济适用。②压重抗浮：压重抗浮是通过在池内、池顶或池底外挑墙趾上压重来抗浮。池内压重增加了底板宽度和基坑宽度，但一般不会增加池底所受的不均匀地基反力，故对底板的内力影响较小。此法常用于一般中小型水池的抗浮，但不宜用在平面尺寸较大的水池，对需考虑局部抗浮的水池也不适用。③基底配重抗浮：池底配重抗浮是在水池底板以下设配重混凝土，通过底板与配重混凝土的可靠连接来满足抗浮要求。此法用于一般水池时，其受力情况近似池内压重抗浮，不需增加池壁高度，但要保证底板与配重混凝土的可靠连接，并且其配重材料一般应采用强度等级不小于C15的混凝土。④抗拔桩或锚杆抗浮：此类方法对大体积埋地水池的抗浮相当有效，不仅能满足池体的整体抗浮，还能通过桩或锚杆的合理布置，很好地解决大型水池的局部抗浮问题。抗拔桩一般宜选用桩径较小、单桩抗拔力相应较小的桩进行密布。抗拔桩的桩长宜尽量控制在单节桩的长度范围内，这样可以减少接桩费用以及避免由于接桩不牢固造成的抗拔力损失。
三、结语
随着城市的发展，对水池建造需求也越来越大，水池设计中涉及若干问题，如抗渗、抗浮抗冻、抗裂设计等，本文根据给水排水结构设计规范和已建工程较成熟的经验，对此进行了简单的分析探讨并提出一些建议，供相关设计借鉴和参考。实际工程设计中，要根据实际情况，多尝试、多比较，一定会找到更优更经济的设计方案。
参考文献：
[1]张靖静.水池结构设计概要分析[J].山西建筑，2005，31（22）：67-68.
【关键词】附建式人民防空地下室；工程造价；人防设计；造价控制
一、前言
人防工程是战时有效保护城市居民的重要措施，同时对开发利用城市地下空间，促进城市建设和经济发展，增强城市的综合防护能力都具有重要作用，人防工程建筑也是城市建设的一个重要组成部分。《中华人民共和国人民防空法》中规定：“人民防空实行长期准备、重点建设、平战结合的方针，贯彻与经济建设协调发展、与城市建设相结合的原则”。附建式人民防空地下室是指住宅、旅馆、招待所、商场、大专院校教学楼和办公、科研、医疗用房等民用建筑，应按照国家有关规定修建战时可用于防空的地下室。
本文以某附建式人民防空地下室为例，对附建式人防工程对附建式人防工程各专业工程造价组成进行详细分析和计算。
工程采用案例：南宁市某小区住宅楼，框架剪力墙结构。地下室总建筑面积13150.60m2 ，按照相关法律法规及当地人防主管部门审批的设计条件通知书，应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层，层高为4.500m。结构形式为框架结构，设计合理使用年限为50年；抗震设防烈度：6度。按甲类核6、常6级标准设计，战时为二等人员掩蔽部。本人防工程设计的主要内容包括：人防建筑设计、结构设计、给排水设计、电气设计，暖通设计和平战转换设计。
二、人防土建设计造价增加费用分析
（1）建筑专业：人防地下室建筑设计包括了人防主体设计、人防口部设计、辅助房间设计、防护功能平战转换设计等，人防工程土建增加费用也主要发生在这些地方。首先是在整个地下室范围内规划出建人防地下室的位置。工程主体的平面形状最好是方形，其次是矩形。在不违反规定的情况下，人防次要出入口部尽量利用平时楼梯出入；二等人员掩蔽部的通风口亦应尽量利用平时楼梯间，而不另外设置人防进排风竖井；另外，应尽量减少临战封堵防护密闭门和封堵挡板的使用，这些都能有效减少人防造价费用的增加。另外，《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005)中有关人防地下室口部设计的规定，有关人防地下室净高的规定，人防辅助用房的建设及柴油电站的建设等都会不同程度地增加地下室建设的造价。
（2）结构专业：工程结构形式和柱网的选择要经济合理，在满足功能要求的情况下，减少工程的埋置深度。《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005)中关于结构设计的规定主要包括：有关材料的规定，核(常规)武器地面爆炸空气冲击波、土中压缩波参数的规定，核(常规)爆炸动荷载的规定，核(常规)武器爆炸动荷载作用下结构等效静荷载的规定，以及荷载组合和构造方面的规定等内容。这些规定决定防空地下室的结构选型，所以结构设计的时候要充分考虑实际工程情况，优化选型，合理配筋。在本工程实例中依据建筑结构人防设计图纸和设计说明，通过对人防钢筋混凝土密闭隔墙、人防防爆门、人防口部防毒通道、消防防水水池、污水集水坑、辅助房间等需增加的工程费用等，可知本项目人防工程建筑结构方面共增加152.16万元，其中每平方米(人防面积)362.26元。
三、人防设备专业设计造价增加费用分析
（1）给排水专业：人民防空地下室一般采用城市市政给水管网供水，战时采用自备内水源供水。防空地下室自备水源一般是采用临战状态采用装配式钢板水箱储水，水箱设于清洁区内。在本工程实例中根据给排水人防设计图纸和设计说明，通过对钢板水箱、人防洗消给水泵、镀锌钢管、防爆地漏、闸阀等有关项目工程费用的计算，可知本项目人防工程给排水方面共增加61.38万元，其中每平方米(人防面积)146.12元。
（2）电气专业：人防电气专业应包括人防地下室范围内的平战照明、平战动力、弱电设计。另外根据人防设计规范，一次规划超过5000平方米的人民防空地下室要求设置柴油电站，，柴油电站的建设实施对地下室造价产生很大影响。在本工程实例中不需要单独设置柴油电站，根据设计图纸设计说明，通过对敷设电线电缆、开关、插座、电灯、配电箱、防爆按钮、暗敷防爆波钢管等有关项目工程费用的计算，可知本项目人防工程电气方面共增加37.66万元，其中每平方米(人防面积)89.64元。
（3）暖通专业：根据《人民防空地下室设计规范》规定，人民防空地下室采暖通风和空气调节系统的设计必须确保战时防护要求，并应满足战时和平时的双重使用要求。采暖通风设备和材料除应满足防护和使用功能要求外，还应满足防潮、卫生及平时使用时的防火要求。防空地下室的采暖通风与空气调节系统分别与上部建筑采暖通风与空气调节系统分开设置。
在本工程实例中根据采暖通风和空气调节系统人防设计图纸和设计说明，通过对风管材料、油网除尘器、复合消声器、过滤吸收器、人防两用风机、等有关项目工程费用的计算，可知本项目人防工程暖通方面共增加 50.65万元，其中每平方米(人防面积)120.57元。
四、平战转换方案设计造价增加费用分析
我国人防工程实行“长期准备、重点建设、平战结合”的方针，人防地下室在平时一般用作地下车库、商场等民用场地，在临战状态下需要进行出入口的封堵，沙袋的堆垒，内部干厕的设置，辅助房间的砌筑、给排水、电气、通风系统的安装、检查等一系列的工作之后才能使用。另外，各地人防办对平时应先安装那些设备不尽相同，对人防地下室的造价费用也有一点的影响。
五、结论
通过以上的分析和计算，可知本项目人防工程建筑、结构、给排水、电气、暖通工程六个方面共增加造价301.87万元，计718.59元／m2(人防面积)。其中建筑结构人防设计的影响最大，占整个人防增加费用的将近百分之五十左右，依次是给排水工程、通风工程、电气工程。本项目并没有考虑单独建设柴油电站。对于要求设计柴油电站的人防地下室，柴油电站的建设费用将占相当大的比例。做好人防工程的造价控制，可以节约投资，降低成本，防止国家资源的浪费，更充分的发挥人防项目的战备效益、社会效益、经济效益，最大限度的提高投资效益。本文对人防工程的功能分析还需进一步的完善，才能更符合实际的要求，以后还需对其做更详尽的分析。
参考文献
[1]《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-2005) 中华人民共和国建设部
【关键词】住宅小区；室外给排水；施工图设计
随着经济的发展，水资源的使用也呈现出不断上涨的趋势，对于住宅小区的给排水问题，也逐渐引起了人们的重视。室内给排水系统源于室外市政给水管网，而又止于室外市政排水管网，住宅小区局部的用水质量有了大大的改善，其中室内外生活、消防用水都非常的简单快捷，一扫传统的用水窘境，而排水的方式主要是通过布置在室外的排水管道将各住宅小区楼宇产生的生活污废水、雨季的天气降水排至住宅小区外的特殊检查井内。“给水进、排水出”看似简单的六个字，其实包含的工作量十分巨大，给排水系统的形成过程需要技术人员首先进行管道的布置设计，继而对住宅小区的房屋结构等等进行细致的勘察测量才能进行安装，而施工图的设计更是难上加难，由于施工工程是一项隐秘性工程，所以施工图的设计需要结合住宅小区的建筑结构设计图纸来进行，对设计人员的设计思路有了较大的限制，所以在给排水施工图的设计上，总会存在许多问题。本文接下来将对各种问题进行细致的探讨说明。
一、住宅小区室外给排水施工图设计中存在的深度问题
住宅小区室外给排水施工图的设计是工程具体施工的重要前提，只有依照精密科学的设计施工图才能在住宅小区的室外进行顺利的施工。但在一些给排水的管道工程中，施工的方式不怎么明确，而且工序十分的混乱，这一方面的原因是施工人员的技术并不娴熟，而更重要的是缺少一张能够指导施工人员正常施工的施工图纸。所以在施工过程中经常可以看见没有按照设计图就混乱施工的现象，这既耽误了正常的施工进度，也对住宅小区用户的给排水质量造成了严重影响。一套完整的小区给排水设计施工图纸应涵盖小区建筑物建筑规划、结构、给排水构筑物及管道的精细尺寸、管道标高以及交叉处的节点坐标等等。设计师应该对住宅小区的总体布局及结构有比较深入的了解，并且要搜集市政能够提供的所有关于施工住宅小区的相关资料，然后再针对市政职能部门给出的原有给水阀门以及雨、污水检查井处的具体坐标位置来进行给排水管道的综合设计。在设计过程中一定要特别注意管线的布置，尤其交叉点非常多的管道处应该有必要进行三维可视化设计，这样能有效避免管道交叉出现渗漏的现象。此外对于住宅小区外面的明沟或暗沟，还需要设计人员能够对明暗沟始端、末端及中间变坡点进行较为精密的设计，以免排水过程中出现倒坡及污水反流的现象。
二、住宅小区室外给排水施工图设计中存在的综合性问题
对于住宅小区的给排水施工图的设计，存在的问题一般比较分散但是又能联系起来，总体分析起来主要是综合性的问题占据大多数。对综合性问题的分析和探讨，能够有效的涵盖整个工程施工过程，这样对于施工质量和施工效率的提高都大有好处。接下来本文将针对这个环节具体分析施工图中存在的综合性问题。
给排水管道的规格、尺寸选取是一个需要重点关注的因素，由于不同住宅小区的排水量并不一致，如果管道的管径不合适，可能会出现给排水管道资源浪费或者是排水量超出了给排水管道在单位面积的极限流通量，这样的情况显然不是设计师所希望看到的。对于管道的管径应经过专门的数据师进行细致科学的计算后才可以确定，管径偏大或偏小都会使得住宅小区局部甚至整体的用水质量大大降低。此外一旦出现火险，甚至会阻碍消防用水的最佳使用时段，给人们的生命安全及财产带来巨大威胁。而且在住宅小区内的排水量一般较为分散，这也决定了管道数量会比较多，管线的布置会存在一定的障碍。如果管道位置重叠，可能会出现锈蚀而渗漏的现象，这样一来在将会出现断水或者污水反流的不良现象。
三、住宅小区室外给排水施工图设计中存在的给水工程问题
在住宅小区的给排水问题上，往往是小区居民比较看重的，这也是施工图的主导者--设计师最为重视也是头疼的问题。最重要的一步就是在给水的过程中能够完美的避免居民用水倒流的现象。
根据国标《倒流防止器安装图》的规定，在住宅小区的给水管道处一定要安置倒流防止器和导流防止器。但是二者不能与给排水系统有直接的相连关系，应该处于一种间接给排水的状态。倒流防止器主要由进水止回阀、出水止回阀以及自动排水阀组成，其主要作用是防止用户在给排水的过程中出现污水反流或者用水堵塞的现象。此外由于一些住宅小区的内部建构并不科学也会给施工图的设计带来一定的困难，如果管道布置的空间不够，可能会造成供水困难或排水不便的问题。
四、住宅小区室外给排水施工图设计中存在的雨污水排水工程的问题
在住宅小区的施工图设计上亦须严格依照国家标准来实行，特别是给水阀门井、水表井、排水检查井和雨水口等几个重要的设计点需要设计人员能够合理的布置。此外在正常的施工图的设计，提供给工程师的住宅小区的平面图的比例常偏小，这样对于管线的设计和排水口的选择都会造成微量的误差，管道的管径、长度、给水阀门井、排水雨污水检查井的编号以及雨污水管道的坡度都会出现一定的数据偏差。所以工程师应该亲自对该住宅小区的内部结构有一个全面的了解，再根据建筑给排水设计规范要求进行施工图的设计。关于雨污水排水工程的设计问题，重点放在雨污水口的位置的选择上，应严格遵循《室外排水设计规范》的规定来布置。住宅小区居民的生活与建筑消防用水安全、排水功能是否正常、生活水资源的好坏、施工的造价、后期管道的维修等等问题都相互联系、息息相关。所以，施工图的设计人员应该在正式施工之前，对住宅小区的建筑建构有较为全面的了解，然后根据小区居民的具体要求，设计出多套施工图的方案，最近经过反复的讨论和经济分析选择性价比最高、最适用的施工图来进行后期施工。
结语
住宅小区施工图的设计不是一蹴而就的，是一个需要花费大量时间搜集数据并经过细致分析整理之后才能设计出来的。住宅小区的给排水工程虽然只是一个看似小型化施工工程，但是与居民的日常生活息息相关，与住宅小区内各建筑局部的正常生活用水、建筑消防和生活排水等都有着重要联系，而在生活污水的排放问题上更是非常的重要。总之，设计师在进行住宅小区的给排水管道设计中，一定要结合住宅小区的环境，对节能、造价、维修、管理等进行周全的考虑之后再从整体上开始施工图的设计。一份科学合理高质量的施工设计图还应该含有简单完备的工期计划，这样能够有效控制施工进度和施工质量。此外在施工之前还需要进行仔细的数据校对、审核以及审定，只有将每个过程都做的尽善尽美，这样才能使施工图的设计质量有所保障，施工质量以及以后系统的正常运行得以实现。
参考文献：
[1]GB50016—2006，建筑设计防火规范[S].
[2]GB50045—95（2005） ，高层民用建筑设计防火规范[S].
[3]GB50352—2005，民用建筑设计通则[S].
[4]GB50013—2006，室外给水设计规范[S].
