一、材質(zhì)選擇與強(qiáng)度保障
材質(zhì)的特性
抗浮式地埋箱泵一體化的水箱常采用不銹鋼、玻璃鋼等材質(zhì)。不銹鋼水箱具有良好的耐腐蝕性,能夠抵抗地下水和水中化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。其材質(zhì)強(qiáng)度高,例如 304 不銹鋼屈服強(qiáng)度可達(dá) 205MPa 以上,這使得水箱在承受內(nèi)部水壓和外部土壓力、地下水浮力時(shí),不易發(fā)生變形。
玻璃鋼水箱則是一種復(fù)合材料,它由玻璃纖維和樹脂組成。玻璃纖維提供了較高的強(qiáng)度,樹脂起到粘結(jié)和保護(hù)作用。這種材質(zhì)的水箱具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn),其比強(qiáng)度(材料強(qiáng)度與其密度之比)優(yōu)于許多金屬材料。而且,玻璃鋼的耐化學(xué)腐蝕性也很強(qiáng),能適應(yīng)不同水質(zhì)的儲存。
強(qiáng)度對功能的支持
無論是不銹鋼還是玻璃鋼水箱,足夠的強(qiáng)度對于水箱的蓄水功能至關(guān)重要。在地下環(huán)境中,水箱要承受上方覆土的壓力。以一個(gè)埋深 2 - 3 米的水箱為例,根據(jù)土力學(xué)原理,上方覆土?xí)a(chǎn)生一定的豎向壓力,強(qiáng)度合格的水箱能夠承受這種壓力,保證水箱結(jié)構(gòu)完整,從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的蓄水功能。同時(shí),在抗浮方面,水箱的自重是抵抗浮力的重要因素之一,材質(zhì)的強(qiáng)度保證了水箱在制造出足夠大的體積用于蓄水的同時(shí),也有足夠的自重來平衡地下水浮力。
二、形狀設(shè)計(jì)與空間利用
形狀的影響
水箱的形狀主要有方形和圓形。方形水箱在空間利用上有優(yōu)勢,它可以更好地貼合建筑基礎(chǔ)的形狀,方便在有限的地下空間內(nèi)布置。例如,在城市建筑的地下停車場等區(qū)域,方形水箱可以緊密地放置在角落或其他空余空間,提高土地利用率。
圓形水箱則在受力性能上表現(xiàn)出色。從力學(xué)角度分析,圓形結(jié)構(gòu)在承受均勻內(nèi)壓或外壓時(shí),應(yīng)力分布更加均勻。當(dāng)水箱內(nèi)部充滿水或受到外部地下水壓力時(shí),圓形水箱的環(huán)向應(yīng)力均勻分布,能有效減少局部應(yīng)力集中,降低水箱破裂的風(fēng)險(xiǎn),更好地實(shí)現(xiàn)蓄水和抗浮功能。
內(nèi)部空間布局的優(yōu)化
水箱內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)筋和分隔板等結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)筋可以提高水箱的整體剛度,防止水箱壁在壓力作用下發(fā)生過度變形。分隔板則有多種功能,一方面它可以將水箱內(nèi)部空間分隔成多個(gè)小區(qū)域,在消防應(yīng)用中,可以分別儲存不同用途的消防用水,如消火栓用水和噴淋用水;另一方面,分隔板也有助于增強(qiáng)水箱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,當(dāng)水箱的某一部分受到較大的外力或壓力變化時(shí),分隔板可以分擔(dān)和傳遞荷載,保證水箱整體的功能不受影響。
三、密封結(jié)構(gòu)與水質(zhì)保障
密封的重要性
抗浮式地埋箱泵一體化水箱的密封性能是其關(guān)鍵特點(diǎn)之一。良好的密封可以防止地下水滲入水箱,避免水質(zhì)受到污染。水箱的密封主要通過密封膠條、焊接(對于不銹鋼水箱)或粘結(jié)(對于玻璃鋼水箱)等方式實(shí)現(xiàn)。例如,在水箱的拼接處使用高質(zhì)量的密封膠條,能夠有效阻止地下水和水箱內(nèi)水的相互滲透。
密封對功能的作用
密封結(jié)構(gòu)不僅關(guān)系到水質(zhì)安全,也與水箱的浮力計(jì)算和抗浮設(shè)計(jì)有關(guān)。如果水箱密封不好,地下水滲入水箱會增加水箱的重量,影響浮力平衡的計(jì)算。而且,在生活供水和消防供水等功能應(yīng)用中,密封良好的水箱能夠保證水的純凈度,避免水中滋生細(xì)菌、藻類等微生物。對于消防用水,純凈的水可以確保消防設(shè)備正常工作,如噴頭不被堵塞;對于生活供水,良好的水質(zhì)是保障居民健康的關(guān)鍵。