[新版]钢筋混凝土水池设计
钢筋混凝土水池的设计与施工
钢筋混凝土水池的设计与施工摘要：本文介绍了钢筋混凝土水池分类方法及应用的重要性。
:水池结构有其特定的技术要求，如抗渗、防腐等。
设计时，首先进行各种不同的荷载组合，其次进行强度计算、抗裂度和裂缝宽度验算。
只有这样才能保证水池结构设计的技术与经济合理性。
并从施工技术措施等方面介绍了钢筋混凝土水池裂缝的预防及控制方法。
关键词：现浇钢筋混凝土构筑物水池结构设计施工技术钢筋混凝土水池的设计与施工一、钢筋混凝土水池分类及应用钢筋混凝土水池根据结构形式分为圆形水池、矩形水池；单格水池、多格水池。
根据埋置深度分为地上式、地下式、半地上式。
根据池体高度和宽度(或直径)的关系分为浅池、深池等。
工业厂矿中需要建有各种贮水池和其它处理水的构筑物，这些水池从用途上可分为两大类:一类是水处理水池，另一类是贮水池，由于多系建于地下或半地下，质量较好又可节省材料。
水池埋人地下后，温度及风化作用等因素影响较小，而且池壁外土压力能平衡部分或全部池壁内的水压力。
因而，采用材料又依据水池容积耗费材料等而定为砖砌池壁及钢筋混凝土池壁两大类。
钢筋混凝土水池在炼油化工建设中是一种应用极为广泛的构筑物，大量用于储存水、油和污水等介质，在炼油厂给排水工程中最常见的是清水池、蓄水池、隔油池、中和池、曝气池、沉淀池、反应池及消防水池等。
根据施工条件，在设计时分为预制装配式和整体现浇式，但无论是矩形还是圆形、预制还是现浇的池体，由于多种原因产生变形所引起的池体结构裂缝(包括池顶板、壁板、底板)都是难免的，都要使裂缝严格控制在规范允许的范围内(一般水池裂缝规范允许0.2mm) 。
同时，在给排水工程的污水处理厂设计中，水池的设计占很大比重，其土建投资约占整个处理厂土建总投资的70%一80%，因此，水池结构设计的技术与经济合理性显得尤为重要。
二、钢筋混凝土水池的结构设计1.结构设计应符合的规定①各种结构类别、形式的水池均应进行强度计算。
根据荷载条件、工程地质条件和水地质条件，决定是否验算结构稳定性。
钢筋混凝土蓄水池施工组织设计方案
施工组织设计（一）主要施工办法一）钢筋混凝土水池施工方案一、水池施工工艺流程测量放样→基坑开挖→垫层、底板施工→池壁板、隔墙施工→顶板施工→满水试验→防腐、粉刷→附件安装→回填→附属工程二、施工准备1、技术准备（1）做好调查工作：气象、地形和水文地质情况的调查，地上、地下情况的调查，各种物质资源和技术条件的调查。
（2）熟悉、会审施工设计图纸，力求将图纸中的问题解决在施工前。
根据施工图复核各点所提供坐标的闭合，且对路线及细部尺寸标高逐一进行复核，确保施工顺利进行。
（3）各类施工工艺的设计、安排、试验、审核。
（4）编制和审定详细的施工方案，为全面施工提供准确依据。
（5）编制机具、材料、构件、设备和外委托计划，保证工期进度的需要。
2、物资准备（1）材料的准备1）正确分析施工期间建筑材料市场的情况。
2）根据施工组织设计中的施工进度计划和施工预算中的工料分析，编制工程所需材料用量计划，作为备料、供料和确定仓库、堆场面积、组织运输的依据。
3）根据材料需求量计划，做好材料的申请、订货和采购工作，使计划得以落实。
4）组织材料按计划进场，并做好验收保管工作。
（2）施工机具准备1）根据施工组织设计中确定的施工方法、施工机具配备要求、数量及施工进度安排，编制施工机具需求量计划。
2）对大型施工机械（如挖掘机等），提出需求量和时间要求，准时运抵现场，并做好现场准备工作。
（3）运输准备1）编制运输需求量计划，并组织落实运输工具。
2）合理安排运输时间、路线，进工地时的协调，以免由于材料运输车的原因而引起社会车辆的堵塞。
3、劳动组织准备（1）根据施工组织设计中确定的劳动力计划，确定各工种劳动力的数量及进场时间。
（2）选择具有丰富施工经验的作业队伍。
（3）对进场施工人员的作业班组进行培训和教育，并落实到每个作业人员。
（4）对特殊种作业人员要求持证上岗。
4、施工现场准备（1）了解工程所在地情况，建立牢固的群众基础，避免施工扰民。
（2）根据建设单位指定的水源、电源、水准点以及控制桩等，架设水电线路和各种生产、生活用临时设施。
50方钢筋混凝土水池设计图（施工图阶段）
第九章 钢筋混凝土水池设计
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第九章 钢筋混凝土水池设计
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经济分析还表明，就每立方米容量的造价、水泥用量
和钢材等经济指标来说，当水池容量大约在3000m3以内时， 不论圆形或矩形池，上述各项经济指标都随容量增大而降 低，当容量超过约3000m3时，矩形池的各项经济指标基本 趋于稳定。
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第九章 钢筋混凝土水池设计
9.1.2 贮水池场地布置
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第九章 钢筋混凝土水池设计
9.1.4 装配式和现浇整体式水池池壁
目前，国内除预应力原水池有采用装配式池壁者外， 一般钢筋混凝土水池都采用现浇整体式池壁。 矩形水池的池壁绝大多数采用现浇整体式，有有少 数工程采用装配整体式池壁。 采用装配整体式池壁可以节约模板，使池壁生产工 厂化和加快施工进度。缺点是壁板接缝处水平钢筋焊接 工作量大，二次混凝土灌缝施工不便，连接部位施工质 量难以保证，因此，实际时应特别慎重。
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第九章 钢筋混凝土水池设计
1）由池顶活荷载引起的，可直接取池顶活荷载值； 2）由池顶覆土引起的，可直接取池顶单位面积覆土重； 3）由池顶板自重、池壁自重及支柱自重引起的，可将池壁和 所有支柱的总重除以池底面积再加上单位面积顶板自重。 当底板向池壁外挑出一定长度时，池底面积将大于池顶 面积，上述的荷载取值方法具有近似性，但偏于安全。较精 确的计算方法是对池顶活荷载、覆土重及顶板自重均应取整 个池顶上的总重再除以池底面积。 当池壁与底板按弹性固定设计时，为了便于进行最不利 内力组合，池底荷载的上述三个分项应分别单独计算。 不论有无地下水浮力，池底荷载的计算方法相同。当有 地下水浮力时，地基土的应力将减小，但作用于底板上的总 的反力不变。
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第九章 钢筋混凝土水池设计
池壁外侧的侧压力包括土压力，地面活荷载引起的 附加侧压力及有地下水时的地下水压力。 当无地下水时，池壁外侧压力按梯形分布; 当有地下水且地下水位在池顶以下时，以地下水位 为界，分两段按梯形分布。在地下水位以下，除必须 考虑地下水压力外，还应考虑地下水位以下的土由于 水的浮力而使其有效重度降低对土压力的影响。为了 简化计算，通常将有地下水时按折线分布的侧压力图 形取成直线分布图形，如图9-4所示。 因此，不论有无地下水，只需将池壁上、下两端 的侧压力值算出来就可以了。
钢筋混凝土矩形水池结构设计
钢筋混凝土矩形水池结构设计导言钢筋混凝土矩形水池结构一般由池壁、底板和顶盖（是否封闭加盖由工艺需要决定）所组成。
水池按有无顶盖，可分为无顶盖的开敞式水池、有顶盖的封闭式水池和带走道板的半封闭式水池；按水池埋置情况，可分为全埋式、地下式、半地下式、地面式和架空式水池。
本文以春风油田二号联合站建设工程中污水回收及污泥浓缩池为例，简单介绍了水池的结构设计。
矩形水池结构设计1.水池主要荷载作用在水池上的主要荷载：（1）池顶荷载：作用在池顶上的荷载主要有顶板自重、防水层重、覆土重、活荷载和雪荷载。
其中活荷载和雪荷载不同时考虑，计算时取二者中的较大值。
（2）池底荷载：池底荷载为底板所受的地基反力和地下水产生的浮力。
地基反力主要由以下几种荷载引起：1）池顶活荷载q k；2）池顶覆土荷载q s（根据实际计算确定q s值）；3）池顶自重G r、池壁自重G w、及支柱自重G c，取单位面积自重和。
（3）池壁荷载：作用在池壁上的荷载主要是水平方向的土压力和水压力。
池壁水压力按三角形分布，一般偏安全的按满池来计算。
池壁土压力按朗肯主动土压力理论计算。
2.水池内力计算（1）水池资料本工程水池为半地上式水池，整体尺寸为18m×20m，池体高出地面0.45m，分五个区格，池深2.65m，局部3.55m。
池顶为预制混凝土盖板，池体混凝土采用C40、S8级抗渗混凝土，钢筋采用HRB400级，最外层钢筋混凝土保护层厚度，池体底板、池壁与池顶盖板均取50mm。
水池的内力计算主要包括池壁板、池底板和池顶板内力计算。
池顶为预制混凝土板，仅对池壁板与池底板进行计算。
（2）池壁板计算进行池壁板的内力计算，首先确定池壁的边界条件，然后考虑“池内有水、池外无土”或“池内无水、池外有土”两种荷载工况进行计算。
跨度为18m的外壁板计算，板厚350mm。
按悬臂板计算，沿池壁高度取1m宽板带作为计算单元进行计算。
1）荷载计算。
a.池内有水，池外无土时（按满水的最不利情况计算）水压力：根据公式计算：=10×3.1=31kN/㎡。
05S804矩形钢筋混凝土蓄水池
05S804矩形钢筋混凝土蓄水池05S804矩形钢筋混凝土蓄水池是一种常见的建筑结构，它被广泛应用于农业、工业和城市给排水等领域。
该蓄水池的设计和施工方法已经得到了广泛的研究和探讨。
本文将详细介绍该蓄水池的结构设计、施工工艺、材料选择以及质量控制等方面。
结构设计05S804矩形钢筋混凝土蓄水池是一种矩形截面的单层钢筋混凝土结构，其设计主要基于力的平衡和力的传递原理。
该蓄水池的主要结构包括池体、顶盖和底部支撑结构。
其中，池体是蓄水池的主要部分，它由前墙、后墙和两侧墙组成，前墙和后墙分别由钢筋混凝土板和钢筋混凝土柱组成，两侧墙则由钢筋混凝土板和钢筋混凝土剪力墙组成。
顶盖和底部支撑结构的作用是承载蓄水池的水压力和传递力的作用。
施工工艺05S804矩形钢筋混凝土蓄水池的施工工艺主要包括以下几个步骤：1、基础处理：在施工前，需要对地基进行加固处理，以确保蓄水池的稳定性和承载能力。
2、钢筋工程：在施工时，需要按照设计图纸的要求，将各种钢筋按照正确的规格、数量和位置进行安装，以确保结构的稳定性和承载能力。
3、模板工程：在施工时，需要按照设计图纸的要求，使用符合要求的模板进行安装，以确保结构的形状和尺寸符合设计要求。
4、混凝土工程：在施工时，需要使用符合要求的混凝土进行浇筑，以确保结构的强度和耐久性。
5、防水工程：在施工时，需要做好防水处理，以确保蓄水池的使用寿命和使用安全性。
材料选择在05S804矩形钢筋混凝土蓄水池的施工过程中，材料的选择至关重要。
首先，钢筋应该选用优质钢材，具有高强度、高韧性、防锈等特性。
其次，混凝土应该选用优质水泥、砂、石等材料，具有高强度、高耐磨性、防冻等特性。
最后，防水材料应该选用耐高温、耐腐蚀、耐老化等特性的材料，以确保蓄水池的防水效果和使用寿命。
质量控制在05S804矩形钢筋混凝土蓄水池的施工过程中，质量控制是至关重要的环节。
首先，在施工前需要对各种材料进行质量检查，确保材料的质量符合要求。
钢筋混凝土矩形水池设计
钢筋混凝土矩形水池设计钢筋混凝土矩形水池作为常见的特种结构类型，被广范应用于工业与民用建筑的给水、污水、消防工程中。
因此在满意水工艺要求的前提下，既保证今后的正常生产使用，又降低工程造价，是设计人员面临的主要任务。
下面就设计中经常遇到的一些问题，提出几点看法。
1荷载取值的问题1.1池内水压力。
池内水压作为水池类构筑物的主要荷载。
在设计过程中，应当偏于安全的按满水高度来计算水压。
这是因为:一方面使用过程中很可能由于值班人员疏忽或者存在液位计等部件失灵而造成满池;另一方面今后工艺上有可能技术改造而超过原设计水位。
池内水压荷载的取值大小对于挡水墙式浅池的下端弯矩影响较大。
1.2池外水浮力。
当有地下水时，池壁外侧除考虑地下水的压力外，还应考虑地下水位以下的土由于水的浮力使土的有效重度降低而对土压力的影响。
同时，地下水对池体的浮托力也不容小视。
由于地下水位未把握好而引起结构选型错误及抗浮不够等工程事故也时有发生。
地质勘察报告所供应的地下水位一般仅反映勘测期间的地下水位状况。
假如详勘在当地枯水期进行，所供应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。
依据实际状况，结合地方水文资料，确定一个合适的地下水位标高做设计地下水位，做到既保证使用阶段结构安全和不利状况抗浮安全，又能降低工程造价双赢的目的。
笔者在设计黄骅港某水厂设计大型清水池时，遇到了地下水位特殊浅的问题。
该水池采用无梁楼盖设计，在计算水池抗浮过程中，还存在有局部抗浮的问题。
设计过程中，覆土厚度增加到1.5m还不能满意要求。
这时候，考虑到是否考虑每年检修支配在冬季枯水位时，这样设计所采用的低地下水位标高就能保证正常生产、检修，从而很好的解决了水池抗浮的问题。
1.3温、湿度作用。
由于混凝土硬化过程中产生的水化热、工艺特别要求以及季节变化等，造成池壁产生膨胀或收缩。
当变形受到约束时，在池体中产生相应的的温度和湿度变形应力，很简单产生有害裂缝。
设计时，对夏季应考虑湿差作用，对冬季应考虑温差作用。
钢筋混凝土蓄水池的施工方案设计
钢筋混凝土蓄水池的施工方案设计首先，地理条件是设计钢筋混凝土蓄水池的重要因素之一、需要考虑地下水位、土壤条件以及地质情况等。
对于地下水位较高的地区，可以设计深基础和抗渗措施，以确保蓄水池的稳定性。
此外，在地质情况复杂的地区，需要进行地质勘测和评估，确保土壤的承载力和地层的稳定性。
其次，根据容量需求确定蓄水池的尺寸和形状。
容量需求是设计蓄水池的基本依据，根据实际需要确定容量大小。
一般来说，蓄水池的形状可以分为长方形、圆形或梯形等。
在设计时，需要考虑充分利用场地空间和最大化蓄水容量。
然后，选择合适的材料是设计钢筋混凝土蓄水池的关键之一、一般情况下，蓄水池的主体结构可以采用钢筋混凝土结构。
选择结构材料时，需要考虑到抗渗性、抗压性、耐化学腐蚀性等因素。
此外，对于温度变化较大的地区，需要选择耐高温或低温材料。
在施工工艺方面，需要根据设计要求制定详细的施工方案。
施工工艺包括基础施工、主体结构施工、防水处理、附属设施施工等。
在基础施工时，需要进行地质处理、地面平整、基础设施建设等。
在主体结构施工时，需要按照施工图纸进行模板搭设、钢筋布置和混凝土浇筑等。
防水处理是蓄水池施工的重要环节，可以采用专用的防水材料或防水涂料来进行处理。
此外，根据蓄水池的实际需要，还可以设置附属设施，如泵房、过滤设备等。
施工时间是设计蓄水池的另一个重要考虑因素。
根据项目计划和实际情况，制定合理的施工时间表。
在施工时，要进行进度控制和监督，确保施工进展顺利。
最后，安全性是设计蓄水池的核心目标之一、在施工过程中，要建立完善的安全管理制度，严格执行各项安全规范和操作规程。
确保工作人员的安全意识和安全技能培训。
综上所述，钢筋混凝土蓄水池的施工方案设计需要综合考虑地理条件、容量需求、材料选择、施工工艺、施工时间和安全性等多个因素。
只有综合考虑这些因素，才能设计出安全可靠、耐久稳定的蓄水池。
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1.3 水池池壁厚度
• 水池池壁根据内力大小及其分布情况， 可以做成等厚的或变厚的
变厚池壁的厚度按直线变化，变化率以2%～5%（每 米高增厚20 ～50mm）为宜。
无顶盖水池壁厚的变化率可以适当加大，现浇整体式 钢筋混凝土圆水池容量在1000m3以下，可采用等厚池壁 ；容量在1000m3及1000m3以上，用变厚池壁较经济， 装配式预应力混凝土圆形水池的池壁通常采用等厚度。
• 分离式底板可设置分离缝，也可以不设置， 后者在外观上与整体式反无梁底板24无异，但
•。
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• 倒锥形和倒球壳组合池底的加速澄清池。
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圆形水池的顶盖和底板也可以采用球形或锥形薄壳结 构，这类结构的特点是可以跨越很大的空间而不必设置中间 支柱，由于壳体厚度可以做得很薄，在混凝土和钢材用量上 往往比平面结构经济。缺点是模板制作费费工费料，施工要 求较高，而且水池净高不必要地增大，当水池为地下式或半 地下式时，土方开挖和池顶覆土的工作量也因此增大，为了 克服后一缺点，可以尽量压低池壁的高度，甚至完全不用直
•圆形水池在池内水压力或池外土压力作用
下，池壁在环向处于轴心受拉或轴心受压
状态，在竖向则处于受弯状态，受力均匀
明确；而矩形水池的池壁则为受弯为主的
拉弯或压弯构件，当容量在200m3以上时，
池壁的长高比将超过2而主要靠竖向受弯来
传递侧压力，因此池壁厚度常比圆形水池
的大。
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经济分析还表明，就每立方米容量的造价、水泥用量 和钢材等经济指标来说，当水池容量大约在3000m3以内时 ，不论圆形或矩形池，上述各项经济指标都随容量增大而 降低，当容量超过约3000m3时，矩形池的各项经济指标基
• 当水池底板位于地下水位以下或地基较弱 时，贮水池的底板通常作成整体式反无梁底 板。
• 当底板位于地下水位以上，且基土较坚实、 持力层承载力特征值不低于100kN/m2时，底 板和池壁支柱基础则可以分开考虑。此时池 壁、支柱基础按独立基础设计，底板的厚度 和配筋均由构造确定，这种底板称为分离式 （或铺砌式）底板。
线形池壁而由池顶和池底直接相接组成蚌壳式水池。
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3.10.1 水池的荷载 1、水池荷载分类及选用
பைடு நூலகம்（1）池顶荷载 对于有顶盖的封闭式水池，应计算作用于池顶板上的竖向 荷载，主要包括顶板自重、防水层重、覆土重、雪荷载和活
荷载。
池顶、池底及池壁的各种荷载必须分 别进行计算
（2）池壁荷载
作用在池壁上的荷载可分为池内水压力、池外土压力和地 下水压力。
顶覆土又是一种最简便有效的抗浮措施。
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1.6 贮水池的顶盖和底板
• 贮水池的顶盖和底板大多采用平顶和平 底。
• 工程实践表明，对有覆土的水池顶盖， 整体式无梁顶盖的造价和材料用量都比一般 梁板体系为低。 •装配式梁板结构的优点是能够节约模板和加 快工程进度，但经济指标不如现浇整体式无 梁楼盖。 • 从20世纪80年代以来，由于工具化钢模 在混凝土工程中应用越来越普遍，23使现浇混
荷载引起的基底反力。
2、荷载组合
水池设计中通常考虑以下3种荷载组合： ①池内水压+自重(对应工况为：池内有水，池外无土) ②池外土压+自重(对应工况为：池内无水，池外有土)
③池内水压+自重+温、湿度荷载
3.10.2 水池设计的内力计算
水池的内力计算主要包括池壁内力计算和底板内力计算。不 同边界条件和地基反力模型的选取，对水池的内力计算结果有
二沉池布筋
清水池布筋
水解池底布筋
河南开封辅仁制药有限公司污水处理厂 改造工程二沉池（5000 /m3d）
集水坑施工图
清水池施工图
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圆形水池施工图
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1.1 贮水池容量、形状、水深 等技术经济指标
• 贮水池容量在3000m3以内时，相同容 量的圆形水池比矩形水池具有更好的技术 经济指标。
是水池承受的主 要荷载之一，一 般偏安全地按满 池来计算水压。
（3）温、湿度荷载
由于混凝土硬化过程中产生的水化热、工艺要求以及季节变 化等，造成池壁产生膨胀和收缩。当变形受到约束时，在池体 中产生相应的温度或湿度应力。温度应力和湿度应力是导致混
凝土池壁产生裂缝的主要原因。
（4）池底荷载
池底板作用的荷载包括：池内水的自重荷载，水池顶板和壁 板的重力荷载，底板顶面以上（包括挑出部分）覆土荷载及活
本趋于稳定。
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1.2 贮水池场地布置
• 矩形水池对场地地形的适应性较强，便 于节约用地及减少场地开挖的土方量，在山 区狭长地带建造水池以及在城市大型给水工 程中，矩形水池的这一优越性具有重要意义。
自上世纪80年代以来，随着水池容量向大型发展，用地 矛盾加剧，矩形水池更加受到重视。北京市水源九厂一期 工程的调节水池，采用平面尺寸255.9m×90.9m、池高5m 的矩形水池，容量达10.7万m3。如果与采用多个万吨级预 应力圆形水池达到相同容量的方案相比，其节约用地和造
•
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1.5 地下式、半地下式及地上式水池
按照建造在地面上下位置的不同，水池可以分为地下 式、半地下式及地上式。
为了尽量缩小水池的温度变化幅度，降低温度变形的 影响，水池应优先采用地下式或半地下式。 对于有顶盖的水池，顶盖以上应覆土保温。
水池的底面标高应尽可能高于地下水位，以避免地下 水对水池的浮托作用，当必须建造在地下水位以下时，池
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1.4 装配式和现浇整体式水池池壁
• 目前，国内除预应力原水池有采用装配 式池壁者外，一般钢筋混凝土水池都采用 现浇整体式池壁。
• 矩形水池的池壁绝大多数采用现浇整体 式，有有少数工程采用装配整体式池壁。
• 采用装配整体式池壁可以节约模板，使 池壁生产工厂化和加快施工进度。缺点是 壁板接缝处水平钢筋焊接工作量大，二次 混凝土灌缝施工不便，连接部位施工质量 难以保证，因此，实际时应特别慎重。
3.10 钢筋混凝土水池设计
水池常用的平面 形状为圆形或矩 形，其池体结构 一般由池壁、顶 盖和底板三部分 组成。按照工艺 上需不需要封闭 ，又可分为有顶 盖（封闭水池） 和无顶盖（开敞 水池）两类。
给水工程中的 贮水池多数有顶 盖（如图），而 其他池子则多不
设顶盖。
预处理底板配筋
周进周出二沉池底部