1工程概況

某污水處理廠擴建工程，一期已建水處理構(gòu)筑物的建設(shè)規(guī)模為3萬曠＇／d，擴建規(guī)模為3萬曠＇／d，生產(chǎn)和輔助性建筑物土建的一次性建設(shè)規(guī)模為6萬曠尬。主要的污水處理生產(chǎn)構(gòu)筑物有z細格柵間及旋流沉砂池、改良型A2/0生物處理池、二沉池、接觸消毒池、巧泥濃縮脫水車間、加氯及加藥間等。細格柵間及旋流沉砂池一座，單座分2個池，單池直徑3.65m，總池深3.95m，砂斗直徑I.Sm，砂斗深度l.70m。改良型A2/0生物處理池，共2座，單座規(guī)模1.5萬曠Id,平面尺寸62.6mX32.3m，池深7.5m。二沉地，共2座，單座規(guī)模1.5萬曠Id。采用周邊進水、周邊出水輻流式沉淀池，單座池內(nèi)徑32m，池邊水深4.lm,超高0.65m，總高度為4.75m。

接觸消毒池1座，平面尺寸為20.80mx12.55m，有效水深4.2m，有效容積885曠。污泥濃縮脫水車間、加氯及加藥間為一期建成建筑，本次擴建增加設(shè)備。

2工程地質(zhì)、水文地質(zhì)

2.1地質(zhì)巖土層特征

根據(jù)勘察鉆孔土工試驗成果和工程地質(zhì)編錄資料，本次勘探深度內(nèi)共揭露第四系人工堆積層、第四系沖積層、第四系沖積層、燕山期花崗巖，各巖土層的工程地質(zhì)特征和分層如下。

第四系人工堆積層。素填土z稍密狀，土質(zhì)不均勻，由粘性土夾少量碎石堆填而成，未完全完成自重固結(jié)，層厚0.20～1.40m，全場均勻分布，力學(xué)強度差。該土層為H類土壤。第四系神積層。①沖積粉質(zhì)粘土z可塑狀，層理不明顯，刀切面較光滑，可見少量的石英砂成分，中等韌性，無搖振反應(yīng)，中等干強度，層厚1.10～3.20m，全場均有分布，力學(xué)強度一般。該土層為H類土壤。②卵石z稍密～中密狀，粒徑一般為2～5錮，大者達40阻，呈亞圓狀，局部夾有較多的圓礫及礫砂，層厚5.00-6.70m，全場均有分布。該土層為IV類土壤。第四系沖積層。殘積粉質(zhì)粘土z可塑狀，局部硬塑狀，系由花崗巖風(fēng)化殘積而戚，斜長石及錦長石己基本風(fēng)化成士，殘留下較多的石英砂礫，全場均有分布，層厚1.30～5.90m,力學(xué)強度一般。該土層為H類土壤。燕山期花崗巖。①全風(fēng)化花崗巖z巖芯呈堅硬士柱狀，粗晶結(jié)構(gòu)，裂隙很發(fā)育，主要成分綁長石受到風(fēng)化呈褐色，遇水易軟化，層厚2.40～5.60m，力學(xué)性質(zhì)較好。該土層為W類土壤。②強風(fēng)化花崗巖z巖芯呈堅硬土柱狀夾少量巖石碎片，粗粒結(jié)構(gòu)，裂隙發(fā)育，主要成分餌長石受到風(fēng)化呈褐色，巖芯手捏易碎，層厚2.30～8.00m，頂板埋深9.70～19.60m，力學(xué)性質(zhì)較好，可作為擬建建筑物樁基礎(chǔ)持力層。該巖石為次堅石。

2.2水文地質(zhì)條件

擬建場地內(nèi)地表水不發(fā)育。經(jīng)勘探揭露，擬建場地地下水屬上層滯水及孔隙水結(jié)合類型，含水量一般，地下水主要由大氣降水補給及臨近場地側(cè)向補給?？碧狡陂g，實測得地下水位埋深：2.90-4.00m，平均埋深3.32m，地下水位標高20.070『21.300m，平均標高20.600m。該場地環(huán)境類型屬H類環(huán)境。

3磁浮子翻板液位計設(shè)計原則

(1）在磁浮子翻板液位計設(shè)計時，不僅要滿足工藝設(shè)計要求，而且要確保池體結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，同時結(jié)構(gòu)要受力合理，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性。

(2）在磁浮子翻板液位計設(shè)計時，要根據(jù)工程地質(zhì)和水文條件、構(gòu)筑物埋深，合理地選擇結(jié)構(gòu)形式。

(3）在磁浮子翻板液位計設(shè)計過程中，要根據(jù)相關(guān)的設(shè)計規(guī)范和結(jié)構(gòu)受荷情況，按施工階段、使用階段zui不利荷載組合對結(jié)構(gòu)進行承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的承載力、穩(wěn)定、變形、抗裂及裂縫寬度等方面的計算和驗算。

4磁浮子翻板液位計設(shè)計要點

4.1池體設(shè)計

改良型A2/0生物處理池池深7.5m，設(shè)計水深7.0m，池壁若按單向板設(shè)計則所需壁厚達900mm。對于此類大體量深池，在工藝和建設(shè)空間允許的情況下，可考慮沿池壁間隔3-4m設(shè)置扶壁，可大幅減小壁厚。

由于池體內(nèi)部連通，運行時水位基本相同，不均勻荷載較小，故中部底板可減薄，厚度從四周lOOOmm減為500m血。池體處于露天環(huán)境且未設(shè)置外部保溫層，根據(jù)GB50069-2002《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，可在池體x向、y向每隔約20m設(shè)置一道伸縮縫。

對盛水構(gòu)筑物進行抗震驗算時，當(dāng)構(gòu)筑物高度1/2以上埋于地下時，可按地下式結(jié)構(gòu)驗算：當(dāng)構(gòu)筑物高度1/2以上位于地面以上時，可按地面式結(jié)構(gòu)驗算?？拐鹩嬎阈杩紤]在自重慣性力、動水和動土壓力下產(chǎn)生的荷載作用。

根據(jù)GB50032-2003《室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設(shè)計規(guī)范》要求，下列情況的盛水構(gòu)筑物在滿足抗震構(gòu)造要求時可不進行抗震驗算：設(shè)防烈度為6度的各種結(jié)構(gòu)型式磁浮子翻板液位計z設(shè)防烈度為7度各種結(jié)構(gòu)型式的不設(shè)變形縫、單層磁浮子翻板液位計：設(shè)防烈度為8度的地下式敞口鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土圓形磁浮子翻板液位計：設(shè)防烈度為8度的地下式，平面長寬比小于1.5，無變形縫構(gòu)造的鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土的有蓋矩形磁浮子翻板液位計。

4.2池內(nèi)水壓力

對于半埋地磁浮子翻板液位計，池內(nèi)水壓是磁浮子翻板液位計的主要荷載，因此出于安全考慮，在水壓計算過程中，應(yīng)按照滿水高度進行計算。其原因如下：(1)在磁浮子翻板液位計使用過程中，可能會因為液位計的失靈或工作人員的疏忽，從而造成漏地現(xiàn)象的出現(xiàn)：（2）考慮到未來工藝上的創(chuàng)新，池內(nèi)水壓力會超過原設(shè)計水位，池內(nèi)水壓荷載的取值直接影響到擋水墻式洗池的下端彎矩。

4.3池外水作用

在計算池壁外側(cè)鋼筋時，需考慮地下水位上升造成的池壁外側(cè)壓力增大。同時還要重視地下水對池體的浮托力作用。在污水廠磁浮子翻板液位計設(shè)計中，若未能掌握好地下水位易造成抗浮不夠和結(jié)構(gòu)選型錯誤等問題。特別是若在枯水期進行地質(zhì)勘查，可能無法得到地下水位全面準確的數(shù)據(jù)，進而造成結(jié)構(gòu)計算錯誤。因此，在確定地下水位標高時，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料，確保磁浮子翻板液位計在使用階段的安全性，降低工程造價。

4.4磁浮子翻板液位計壁板邊界條件確定

池體結(jié)構(gòu)主要由3個部分組成z池壁、底板和頂蓋。為確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的準確性和可靠性，應(yīng)合理選擇結(jié)構(gòu)計算簡圖和計算公式。在磁浮子翻板液位計內(nèi)力計算時，應(yīng)確保磁浮子翻板液位計邊界條件與實際情況相符。在確定池壁頂端的邊界條件時，應(yīng)根據(jù)地壁與頂板的構(gòu)造進行確定。當(dāng)?shù)乇谂c頂板線剛度的比值較大時，可將池壁頂端視為鍍支。而當(dāng)磁浮子翻板液位計為開敞式磁浮子翻板液位計時，其池壁邊界條件可視為三邊支承。

4.5底板內(nèi)力計算模式的選擇

對于池體容積小，短跨尺寸小于6m的底板，在內(nèi)力計算時，應(yīng)按照地基反力直線分布進行計算。通常而言，底板上的池內(nèi)水重與地基反力直接抵消，不產(chǎn)生底板彎曲應(yīng)力。在壁板和頂板等附加荷載作用下，底板上地基反力在底板產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。

當(dāng)池底為軟土地基時，根據(jù)以上計算模式，在荷載作用下，不考慮彈性地基上的底板彈性變形和地基士的彈性沉陸。底板支座按鏡支計算，跨中彎矩zui大。按照這種彎矩進行配筋，底板上表面的配筋較大，下表面為構(gòu)造配筋。但在實際受力情況下，縱墻處底板下表面會受支座負彎矩影響，按鏡支計算所得配筋可能不能滿足要求。

因此，為解決以上問題，應(yīng)采用單位截取的計算方式，將油體內(nèi)外墻作為固定支座，上部附加荷載作為集中力，并按彈性地基梁進行內(nèi)力分析，以此計算方式計算縱墻處配筋。同時，基予地基變形影響考慮，應(yīng)按照半無限彈性體假定計算。

4.6濕、溫度作用

計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力時，避免溫差的低溫一側(cè)受拉。在中面溫差作用下，通常對圓形貯水構(gòu)筑物并非必然起控制作用，而對矩形構(gòu)筑物，一般通過設(shè)置變形縫來消減水化熱和中面溫差的影響。因此設(shè)計中對中面溫差作用，需要結(jié)合具體條件確定是否納入計算。

溫差和濕差作用不需同時考慮，對夏季應(yīng)考慮溫差作用，對冬季應(yīng)考慮溫差作用，設(shè)計時應(yīng)取二者大值計算內(nèi)力。

4.7耐久性設(shè)計

該磁浮子翻板液位計環(huán)境類別為二b類，場地土對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。根據(jù)GB5004命一2008《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》要求，磁浮子翻板液位計混凝土抗?jié)B等級時，墊層采用C20混凝土，采用普通硅酸鹽水泥。承臺、地基梁等埋地構(gòu)件采用聚合物水泥漿兩遍防腐。地體采用鋼筋混凝土自防水，可不做其他抗?jié)B處理。

5結(jié)束語

綜上所述，在污水處理廠水地結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要從結(jié)構(gòu)承載力，抗?jié)B、防腐等方面著手，以確保磁浮子翻板液位計的耐久性。同時在污水處理廠磁浮子翻板液位計設(shè)計過程中，設(shè)計師應(yīng)全面分析各種因素，合理選用設(shè)計方案和措施，在確保工程質(zhì)量的同時降低工程的建設(shè)成本，提升工程的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。