污水处理厂沉井结构的设计探讨

时间：2015-12-20 22:58:27 所属分类：建筑科学 浏览量:

随着城市工业以及城市建设的发展，各个工厂汇总所排出的污水，是周围环境被污染的主要来源之一。污水这个污染源已经出现很多年了，同时现在已经引起了各级政府的重视，虽然治理水污染的法律法规和其他举措已经出台了，但是在这么多的措施中，建设的污水处理

　　随着城市工业以及城市建设的发展，各个工厂汇总所排出的污水，是周围环境被污染的主要来源之一。污水这个污染源已经出现很多年了，同时现在已经引起了各级政府的重视，虽然治理水污染的法律法规和其他举措已经出台了，但是在这么多的措施中，建设的污水处理厂是其中最为重要的环保举措之一。下面我们就对污水处理厂的沉井结构的设计做进一步的分析。

　　1 污水处理厂构筑物，应用沉井施工法的条件

　　针对于污水处理厂构筑物的分析，其建筑设计是要需要通过实际的地质条件的测定，对构筑物的埋设深度进行计算，还要对周围建筑物的情况进行分析等等，通过这些条件的了解，我们再选取适合的地基处理方式，例如说敞口的开挖法，或者是沉井的施工法等。但是如果当污水处理厂的构筑物遇到以下几个实际情况，在起初的设计中就非常的不适合用敞口开挖法，而应该用沉井施工法，第一点就是如果在天然的，含水量非常丰富的的土壤中，对构筑物的埋设深度的要求很大的情况下，需要选择沉井施工法。第二点就是在建设地点的地下水位非常高的时候，而且土质相对来说是比较松软的情况下，也需要选择沉井施工法。第三点就是测量的土壤的渗透系数非常大（像砂砾层） ,而且在接下来的开挖中，其排水量还是非常的大，进而导致施工有些困难，我们也要选择沉井施工法。第四点就是在有水的地区，我们采用沉井施工法，因为采取筑岛沉井施工的方法有利。第五点就是如果在施工现场的附近有很多的建筑物。而沉井施工法是一种在地面上就可以制作，再通过把井内的土体取出的方法，让其沉到地下的要求深度的井体结构，再通过沉井当做挡土的支护结构，就可以建造出各种类型，或者说是各种用途的地下工程构筑物。沉井施工方法在修筑地下的构筑物，或者是深基础工程中有着非常特殊而重要的作用，而沉井结构就是和这种施工方法最适合的工程结构。在污水处理厂的构筑物中，我们经常选用的沉井方式有，吸水井，水泵站，还有污水泵站和双层沉淀池等。但是在实际的应用沉井方法的时候，我们在施工以前，一定要对沉井的施工地点的地质情况做进一步的勘测和分析，通过仔细的钻探研究，进而保证沉井施工的顺利进行，保证建成后的污水处理厂的建筑安全性。

　　2 给排水构筑物沉井结构设计的一般步骤和内容

　　（1） 首先要根据当地的水文和地质资料，以及对工艺的使用要求，还有施工的条件要求，进而来确定沉井的平面形状，尺寸，还有埋置（下沉） 的深度，最终确定要布置的结构体系，最后选择制定沉井结构的施工方案。（2） 然后就是要确定截面的尺寸。先要计算出公差的外荷载力，而且要绘出水和土的压力计算图形。进而通过对结构的设置，估算出封底混凝土的实际厚度。进而对沉井的井壁厚度和其他的一些部位构件的截面尺寸进行初步的确定。（3） 在具体的施工阶段的强度计算。先要对井壁的平面框架的内力进行计算和配筋，这个工作完成后，紧接着就是对刃脚的计算和配筋的设置工作，其次还要对井壁的竖向进行计算和配筋，对竖向的框架的内力也要做细致的计算和配筋工作。还有就是在框架的底梁对防突沉的强度进行验算。进而就可以计算出沉井封底混凝土的实际厚度。紧接着还要对钢筋混凝土的底板进行计算及配筋。（4） 在这个使用阶段的计算中，要对沉井结构的各个部分的强度进行细致的计算和抗裂的验算，同时还要对地基的承载力以及变形地方的（沉降） 计算，而对沉井抗浮，抗滑移，抗倾覆的稳定性验算等也是这个工序中必不可少的环节。

　　3 对沉井结构设计中的要点和施工难点的分析

　　3. 1 井顶标高的要求

　　我们在对沉井顶面的标高进行设计的时候，首先就要符合工艺和使用的要求，而且在终沉后，因为还需要进行封底和内部的充填以及安装，还有对上部建筑的其他作业工作。所以我们在选择用在水中，或者是岸边的构筑物的井顶设计的时候，其真正的标高一定要高于施工期间的最高水位（加浪高） 0. 5 米以上，在对用在人工筑岛，或者是在陆地制作的沉井方面，井顶的标高最好是高于岛面以及地面的 0 - 3 米以上，这样可以防止地面的水流入到我们施工的井内。在一般的情况下，沉井顶面的标高都是应该高出地面 0. 3 米以上的。

　　3. 2 沉井刃脚踏面标高的要求

　　（1） 沉井刃脚踏面标高在用于地下，或者是水中的空腹式的构筑物中的时候，最好是要按照使用的净空要求，来确定沉井刃脚踏面的实际设计标高。（2） 也可以根据抗冲刷的计算方式，让沉井的刃脚，埋置在足够深的冲刷线以下的地方，同时还要满足抗倾覆和抗滑移等对稳定性的要求。（3） 也要依靠地基的承载力，还有对变形（沉降） 的计算结果，选择符合工程要求的持力层。（4） 如果说沉井在终沉的时候，因为超沉或者是没有达到我们的设计位置，刃脚踏面的标高就要按照《给水的排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》的规定施工所允许的误差，在设计的时候进行预留处理。

　　3. 3 沉井平面尺寸的设计要求

　　我们根据工程的相关规范和规定，得知沉井的四角（圆形沉井是相互垂直的两条直径和圆周的交点） 中任何两个角的刃脚底面的高度差，一定不能超过这两个角之间的水平距离的 1%,其最大值不能超过300 毫米，如果在两个角之间的水平距离小于了 10 米的时候，那么它的刃脚的高度差只能允许是在 100 毫米。而对于沉井的水平位移的要去，其值一定不能超过下沉的总深度的 1%,但是当其下沉的总深度小于 10 米的时候，它的水平位移的数值只允许限制在 100 毫米。

　　3. 4 沉井井壁的厚度和各部位的截面尺寸的要求

　　（1） 在下沉情况下的要求。（2） 沉井结构，在各个阶段的稳定性的要求（像抗浮，抗滑移，抗倾覆。（3） 沉井结构在各个阶段的强度和刚度的要求。（4） 使用阶段的抗渗要求。施工质量达不到设计要求的主要原因是在进行沉井的挖土过程中，其下沉的不均匀，而且沉井偏差非常大。

　　下面就针对以下几种常见的情况进行探讨： 流砂层中的出现下沉的时候，你像在流砂层中进行沉井的沉降的时候，一定要特别注意，一定要避免沉井在自动下沉的过程中，发生倾斜和高程误差的问题，这些问题对给接下来的工作带来非常大的施工困难。而在流砂层中，你比如说要想在沉井内采用排水的下沉方法，这种方法只适宜在 1. 5 米到2 米范围的的水头进行施工处理，而如果是在流砂层中进行对沉井的挖土工作，就不应该在刃脚以下的地方进行掏挖，这样可以避免流砂大量的涌进井内，但是如果是在中间进行挖土，也不要挖成锅底的形状。

　　在沉井正在穿过流砂层的时候，如果其自身的重量和摩擦力相差不太大，那么就会导致下沉的速度很慢，这将会让流砂不断的涌进到井里，所以如果说当穿过流砂层的时候，我们最好是采用增加荷重，让沉井的刃脚切入土壤中，进而能迅速的穿过流砂层。

　　4 总 结

　　因为城市和工业在不断的向前发展，所以给水排水构筑物的沉井基础的处理方法已经得到了广泛应用，这种沉井的施工方法，不仅可以在污水处理厂的构筑物上得到使用，比如说在交通，桥梁，煤炭工业，还有建筑和地铁等领域的施工中也都有非常大的作用空间。多以对沉井结构设计的研究，不仅有理论意义，而且还有非常大的经济价值。

　　参考文献：　　[1]古昀。 杨家堡污水净化厂污泥处理系统大修改造方案[J]. 山西建筑，2007,33（4） : 213 -214.　　[2]尹军，谭学军，任南琪。 城市污水污泥处理与处置[J]. 中国给水排水，2003（8） : 15 -22.　　[3]李健。 污水处理技术[M]. 北京： 中国建筑工业出版社，2005.

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