给水排水工程结构专业施工图审查中的常见问题.pdf

第 3期 乔克昌： 给水排水工程结构专业施工图审查中的常见问题 仅扣减了一部分 桩基 的承载力 ， 并 没有按 照 建筑 桩基技术规范 ( J G J 9 4 -2 0 0 8 ) 计算负摩 阻力 。实 际上当填土层较厚及回填较差时负摩阻力是非常可 观的， 对桩基产生的负面作用是显著的 ， 特别对于纯 摩擦桩基础 ， 会造成 比较大的沉降。 5 ) 构筑物采用了桩基础 ， 设计人员在池壁 的下 方 布置 了桩 基 而没 有 设 置 承 台 ， 而在 没 有 池 壁 的地 方设置 了承台， 当桩径不小于 8 0 0 mm时， 桩嵌入承 台或底板内的长度不宜小于 1 0 0 m ii l ， 而底板钢筋 的 保护层厚度为 4 0 IT I IT I ， 此时问题 出现了， 设计计算时 仍按照底板厚度按照保护层 4 0 mm来计算配筋 ， 偏 于不安全 ， 建议这种情况 时考虑均设置 承台及按保 护层 厚 度 4 0 m m 来 设计 。 6 ) 桩基础施 工 图中经常未 注明桩端持 力层检 验及施工完成后 的工 程桩进行竖 向承载力 检验 的 要 求 。 圈 1 二桩承 台配筋 剖面图 2 2 软 弱 下 卧层 计算 问题 构筑物基础持力层或桩基持力层下面存在软弱 下卧层 ， 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 ( G B 5 0 0 0 7 2 0 1 1 ) 规 定 ， 应 验算软弱下卧层地基承载力 ， 而 有些设计人员经常不计算 。 2 3压实填土地基处理 问题 有的工程处于部分挖方 、 部分填方地段 ， 填方地 段采用压实填土人工处 理地基 ， 其压实填土地基 的 填料 、 施工 、 压实填土的范围以及压实填土地基检验 等 均 未提 出具 体要 求 说 明。建议 按 图 2画 出 示 意 图 。 图 2 基底换填 剖面 图 2 4 主体 结构 与 附属 结 构设计 问题 主体结构如泵房 ， 附属结构如出水井 ， 泵房一般 采用大开挖施工或沉井施工 ， 在泵房施工过程 中， 必 然会对周围的土体产生扰动 ， 使周围土体下沉 ， 而出 水井往往是直接建 在泵房 的旁边 ， 设计人员往往对 泵房的设计 比较重视 ， 而对出水井等附属结构不是 太重视 ， 对出水井的地基往往不提任何的处理 ， 往往 结果是泵房主体几乎不会沉降 ， 而出水井沉降会较 大 ， 造成它们之间的管道受损 ， 影响使用。见图 3 。 又如主体结构落在原状土上或基础处理过 ， 沉 降很小 ， 附属结构如钢梯基 础落在开挖后的填土层 上， 将会发生沉降 ， 容易拉开 ， 尽管设计 有压实度 的 要求 ， 但新近填土总会发生沉降 ， 造成附属结构与主 体拉开 ， 设计对这一问题不够重视 。 图 3 泵房与 出水井开挖 断面 示意图 2 5 深 浅基 坑桩基 施 工及 开挖 问题 自来水厂和污水厂项 目有沉井 、 泵房及变配 电 间等多个单体 ， 间距较 近， 各单体基础 高差较大， 由 于处在软土地基上 ， 设计基础采用支承桩 ， 设计未明 确打桩、 开挖等施工顺序及注意事项， 较深基坑开挖 极易造成较浅桩基受水平推力而破坏， 因而造成不必 要的麻烦和损失 ， 这样的工程事故时有发生 ， 因此设 计需明确施T _N序及保护措施。如图4所示设计。 1 2 浙江建筑 2 0 1 6年第 3 3卷 图 4埋 深 深 水 池 和 埋 深 浅 水 池 剖 面 示 意 圈 2 6沉 井下 沉稳 定问题 沉井基础往往处在淤泥层或淤泥质土层上 ， 下 沉到该层后往往下沉稳定不满足 ， 若设计人员不 采 取措 施 的话则 会发 生 超 沉 ， 但 设计 人 员 往 往 对此 不 够重视 ， 此时应地基处理或增加刃脚 的踏面宽度 或 增加地梁来满足下沉稳定要求 。 3构筑物结构计算 的问题 3 1 荷 载代 表值和 组合 值 问题 在进行承载能力极限状态计算和正常使用极限 状态验算时 ， 作用效应系数 ( 俗称分项 系数 ) 时有弄 错。承载能力极限状态计算采用基本组合设计值 ； 正 常使 用极 限状 态验 算 ， 分别 按 短 期 效应 的标 准 组 合或长期效应 的准永久组合进行验算 ， 并应保证满 足变形 、 抗裂度 、 裂缝开展宽度 、 应力等计算值不超 过相应的规定 限值 。 3 2 荷载 方 面 1 ) 水池配筋计算时地面堆载往往会忽略 ； 2 ) 污 水的重度标准值一般应 大于 1 0 k N m ， 设计人员经 常采用 1 0 k N m ， 荷载取值偏小 ； 3 ) 操作平台、 泵房 等楼面活荷载标准值 2 k N m 偏小 ， 需考虑设备、 材 料堆放等因素适 当加大。 3 3计 算模 式 方 面 1 ) 根据 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设 计规程( C E C S 1 3 8 ： 2 0 0 2 ) 第 5 1 9条底板 视为池 壁 的 固定 支 承时 ， 底 板 的厚度 必须 大于 池壁 ， 厚度 应 为池壁的 1 21 5倍 ， 并应外挑。这一条设计经常 不满足 ， 而计算书中设计考虑固定支承 ， 因此计算模 式存 在 问题 ， 应 采用 弹性 支座 来计算 。 2 ) 计算模式与实际不符的问题 ： 当利用走道板 作为池壁的支承构件时 ， 敞1：3水池 池壁 的配筋计算 按 照上部有 支 承来 设 计 ， 而 在 实 际计 算 时 上 部 走 道 板 不 满足 支承 的边 界 条件 ( 设 计 人 员 未对 走 道 板 横 向进行计算 ， 未满足作 为横 向支承的要求及板厚不 小于 2 0 0 m m的要求) ， 此时池壁仍为悬臂结构或顶 部 为弹性支座底板为固端支承 ， 因而造成实际所配 钢筋不足 ， 结构不安全。 3 ) 水池 的扶壁柱 问题 ： 有 些设计人员在池 壁设计 时考虑 了设 置扶 壁柱 ， 但底 板 未考 虑设 置 地梁 ， 仅 考 虑一块大底板 ， 实际受力是扶 壁柱在底 板处 产生 了集 中弯矩 ， 相连位置底板无法承受此弯矩。见图 5 。 水池抉壁 一 水池腐板 。 未设置地絮 I I I II， I 图 5水 池 扶 壁 柱 与 底 板 连 接 示 意 图 3 4 保 护层 厚度 计算 与 图纸不符 结 构 配 筋 计 算 书 中 保 护 层 厚 度 取 3 5 m m 或 3 0 mm， 而结构 说 明 中取 4 0 mm， 偏于不 安 全 。 3 5水池 角 隅设 计 问题 水池角隅处设计往往不够重视 ， 角隅处的局部弯 矩虽按规范计算 ， 但角隅位置的水平加筋长度未按要 求配置 ， 其长度与壁板顶端的支承条件有关， 设计人 员往往按水池高度的四分之一确定 ， 这对于壁板顶端 自由时 的情 况是远远不够 的 ， 同时也是不安 全的 。 3 6沉 井的 分 隔墙 问题 沉井结构设计 时， 设计师把中间的隔墙均作为 后浇墙体 ， 这样的结果会造成一系列问题 ， 如沉井壁 厚较大( 进一步影 响下沉稳定 ) 、 配筋较 大、 投资浪 第 3期 乔克昌： 给水排水工程结构专业施工图审查中的常见问题 费 ， 实际上沉井设计 时可利 用个别 中间的隔墙作为 沉井 结 构 的下 沉井 壁来 处理 会较 好 ， 既合 理 又经 济 ， 如 图 6设 置 下 沉井 壁 和后 浇隔墙 。 4构筑物构 造方面 的问题 4 I 水 池加 强 带和后 浇带 问题 加强带 和后浇带设计概念混淆不清 ， 经常混为 一 谈 ， 对它们的构造做法缺少 详细的交代。后浇带 是施工缝 的一种 ， 后浇带位置将结构暂时划分为若 干部分 ， 在若干时间后再浇捣后浇带位置的混凝土， 将结构连成整体 。后浇带是既可解决沉降差又可减 少收缩应力的有效措施 。设 置后 浇带的位置 、 距离 通过设计计算确定 ， 其宽度考虑施工简便及避免应 力集中 ， 常为 8 0 01 2 0 0 m m； 后浇带部位填充的混 凝土强度等级须 比原结构提高一级。 膨胀混凝土加强带设置在构筑物混凝土收缩应 力的最大部位 ， 用来增加混凝土的密实度 ， 提高混凝 土的强度及抗裂 、 防渗性能 ， 强度等级 比主体设计混 凝 土 高一 等级 ， 混 凝 土 内掺 入 一 定 比例 的 微 膨 胀 剂 并与主体结构混凝土一起浇筑 。 4 2水 池伸 缩缝 间距 问题 大型矩形构筑物需设置温度变化的伸缩缝 ， 其 设缝 间距一般按照 给水排水工程构筑物结构设计 规范( G B 5 0 0 6 9 -2 0 0 2) 的相应 条款来 执行 ， 如 地基为土基时 ， 露天环境伸缩缝 间距现 浇钢筋混凝 土水池为 2 0 r fl ， 有保温时为 3 0 m。有些设计人员尽 管严格按照规范设置伸缩缝 ， 但 出现了如下问题 ： 1 ) 如图 7的伸缩缝两侧 的池壁 1 、 池壁 2 ， 由于 水池为敞 口水池 ， 壁板顶端为 自由， 池壁 l为两边 固 定一边简支一边 自由； 池壁 2为底部 固定三边 自由， 两者 的顶端变形相差较大 ， 故在实际运行 中顶部范 围橡 胶 止水 带 被拉 开 ， 并 出现 了漏 水现 象 。 ， 。 1 一 - 2 0 0 o 0 2 0 0 0 0 -4 2 0 O 0 0 l_ 进 墨 照 墨 f - - - 设计伸缩缝 采用糠肢止水带 lI rd 一 。r l I ill - J 一 - _ _- ： 图 7某 水 池 伸 缩 缝 布 置 图 2 ) 杭州市某清水池项 目， 由于设计清水池顶板 考 虑覆 土 ， 池壁 采用 加气 混凝 土块保 温 ， 水池 基本 按 照最大伸缩缝 间距 3 0 m考虑 ， 但 由于水池在 2 0 1 5 年 2月完成结构混凝土的施工 ， 清水池在施工完成 后未储水 ， 且一直暴露在大气 中， 并未作覆盖或采取 其他保温措施 。7月 2 3日才完成闭水试验 ， 此时， 基坑未 回填， 顶板上面也未覆土 ， 完全暴露在夏季 的 烈 日之下 ， 后来池壁 出现多条竖 向裂缝。经查结构 图纸 ， 池壁水平配筋仅按构造配置 ， 配筋见图 8 。 图 8某水池池壁配筋图 l 4 浙江建筑 2 0 1 6年第 3 3卷 以上 问题 的 出现是设计 人 员未 充分 吃透设 置 伸 缩缝的要领 ， 如 1 ) 的池壁 1和池壁 2应尽量使两个 池壁 受力 状态一 致 ， 变形一 致 ， 正确 的设 置位 置应往 池壁 2方 向平 移一 段 距 离 。2 ) 对 伸 缩缝 的 设 置理 解上不够透彻 ， 设计文件上应明确施工 阶段的保温 措施或按照露天条件来设置伸缩缝 ， 且应该加大水 平钢筋。 4 3水 池 配筋方 面 池壁 竖 向配 筋 统 一 采 用 1 0 0间距 ， 不 合 理 且 浪费， 由于池壁承受三角形荷载 ， 一般池壁与底板交 接处为最大配筋 ， 而上部配筋较小 ， 可考虑按2 0 0 间距通长配筋后再在底部位置设 置附加短筋 ， 这样 受力合理也可节约投资。 4 4沉 井 的问题 1 ) 沉井的后浇隔墙 与井壁连接 问题 ： 有些设计 师对后浇隔墙与井壁连接问题不 够重视 ， 仅仅在井 壁上预留了钢筋 ， 并没有按照规范要求预留凹槽 、 止 水片等 ， 设凹槽的 目的是使后浇 的混凝土与老混凝 土结合好， 有利于防渗和抗剪 。 2 ) 沉井井壁分节浇筑和分几次下沉未做说 明。 若分节浇筑和分节下沉则需分别计算下沉 系数 、 下 沉稳定及浇筑第二节时的地基稳定验算等 ， 有 些设 计 人 员未考 虑这 些 问 题 ， 这 对 于软 土地 基 上 的沉 井 施工就容易产生施工事故。 3 ) 沉井由于分节浇筑 、 分次下沉 ， 第一次下沉时 的分节位置池壁顶部往往缺少水平加强钢筋的配置。 4 ) 沉井 的 刃脚 削弱 问题 ： 薄壁 沉 井 底 板 位 置 的 刃脚 由于 凹进 去 1 5 0 2 0 0 mm， 造成 壁 厚较 小 ， 本 来 井壁 厚度 不 大 ， 减小 的 比例就 较 大 ， 刃脚 位 置是受 力 最大的地方 ， 壁厚反而最小， 往往造成不安全 ， 设计 师 容易 忽略 这个 问题 ， 见 图 9 。 不合理刃脚 图 9沉井井壁刃脚 比较 图 5抗震设计 方面的问题 构筑 物抗 震设 计方 面存 在 的问题 有 ： 1 ) 给水排水建筑工程未按 建筑工程抗震设 防 分类标准 ( G B 5 0 2 2 3 -2 0 0 4 ) 第 3 0 2 、 第 5 1 3 和 5 1 4条的要求确定抗震 设防类别。当为 乙类 时 ， 地震作用应符合本地 区抗震设防烈度的要求 ； 抗 震措施 ， 一般情况应符合本地 区抗震设 防烈度提高 一 度的要求。按 照 建 筑工程抗 震设 防分类 标准 ( G B 5 0 2 2 3 -2 0 0 4 ) 第 5 1 3和5 1 4 条 的要 求 ， 乙 类的构建筑物有 ： 给水建筑 中的主要取水设施和 输水管线 、 水厂的水处理构建筑物 、 配水井 、 送水泵 房 、 中控室 、 化验室等 ； 污水干管， 污水处理厂的主 要水处理构建筑物、 进水泵房 、 中控室 、 化验室 ， 以及 城 市排 涝泵 站和 城镇 主干道 立交 处 的雨水 泵房 等 。 2 ) 构筑物抗震 由于计算软件很少 ， 往往缺少这 方面的计算书 ， 这是通病。 6耐久性 问题设计方面的 问题 混凝 土结构 的耐久性设计 时 ， 设计 人员一般 仅 提“ 环境类别 、 保护层厚度 、 混凝 土强度 、 抗渗级别” 等 ， 设计 内容不 够全面 。混凝 土结构 的耐久 性设 计是 系统性的问题， 它与结构使用年限、 结构所处的环境 类别、 作用等级有关。具体设计时， 需提出材料要求 ， 如混凝土最低强度等级 、 最大水胶比、 抗渗级别 、 混凝 土最大碱含量与最大氯离子含量 ， 以及采用的水泥品 种 、 防冻要求等； 构造要求 ， 如： 钢筋保护层厚度 ， 裂缝 宽度限值 ， 施工缝伸缩缝的连接的设置要求等； 施工 质量要求 ， 如施工养护、 保护层厚度等的检测等。 7 结 语 本 文是 笔者 在这 些年 审查结 构施 工 图 中存 在 的 一 些问题的汇总， 根据规范和已建设工程的一 些成 熟 经验 而提 出了一些 合理 建议 ， 供 同行参 考 ， 目的是 为了提高设计水平 ， 促进共同进步。 参 考 文 献 1 中国建筑科学研 究院， G B 5 0 0 0 7 -2 0 1 1建筑地基 基础设 计规 范 S 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 1 2 2 北京市市政工程设计研究总 院 G B 5 0 0 6 9 -2 0 0 2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， 2 0 0 2 3 中国建 筑科 学研究 院 G B 5 0 2 2 3 -2 0 0 4建筑 工程抗 震设 防分 类标准 S 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 4 4 中国建筑科 学研究 院 G B 5 0 0 1 0 -2 0 1 0混凝 土结 构设计 规范 合理刃脚 s 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 1 0