水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)若干問題探討

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種水利工程中對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依賴越來越大，這也就從另一個側(cè)面促使水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，在設(shè)計(jì)階段可能面臨的各種問題也就需要相關(guān)工作人員去思考與解決，文章結(jié)合實(shí)際對水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相關(guān)材料應(yīng)用出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析探討，并給出合理的解決方案，供各位參考，為能夠真正的提高水工混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量出一份力。

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全管理

前言：

水工混凝土建設(shè)的建筑多用來容納水的相關(guān)物質(zhì)。操作的流程通常是施工前期進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，之后跟進(jìn)施工，最后在完工階段進(jìn)行施工驗(yàn)收。因?yàn)樗そㄖ幕炷潦┕ぴO(shè)計(jì)通常具有非常強(qiáng)的專業(yè)性，必須由專業(yè)的土木工程設(shè)計(jì)人員來進(jìn)行測算、操作。但是隨著水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)際操作過程中的應(yīng)用越來越多。在某些方面開始暴露出一些問題和矛盾，特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。比如有時為了美觀性、成本等原因的考慮而造成耐用性格較差、極限條件下的適應(yīng)性不佳等等。而有些問題的存在已經(jīng)嚴(yán)重影響了工程的整體質(zhì)量，因此解決水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的問題、提高工程質(zhì)量成了當(dāng)務(wù)之急；下文針對存在的問題進(jìn)行探討。

一、水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的材料處理問題

現(xiàn)階段，在水利水電工程中，水工的建筑物通常都采用混凝土設(shè)計(jì)，而混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)選材通常是一些建筑的基礎(chǔ)材料，包括碎石、砂土、木屑、水泥等等。想要加工出符合工程要求的混凝土，第一步應(yīng)該對于材料的適應(yīng)性進(jìn)行檢測，確保混凝土的材料各項(xiàng)指標(biāo)能夠符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，從根本上把握混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

例如：某地水利水電工程在施工過程中因?yàn)椴僮鞑划?dāng)，導(dǎo)致碎石灰摻入過量而造成了材料中有害物質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)，最終導(dǎo)致了混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一定程度的下降，而混凝土結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)固又會影響到膠體與水泥接縫處的粘合程度，其中的一部分原因就是由于水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理性導(dǎo)致了這樣的操作失誤。這樣的情況應(yīng)該在固定階段提前加入粉煤灰，加快混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的流動性從而降低水化熱所產(chǎn)生的能量。因此今后在混凝土混合攪拌過程中應(yīng)該特別注意各種材料的融合配比，并配備專業(yè)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)人員，隨時對攪拌的原料進(jìn)行檢驗(yàn)測試，保證設(shè)計(jì)配比無限接近實(shí)際要求的數(shù)值。

二、水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)存在的問題

2.1水工混凝土結(jié)構(gòu)的承載極限值

水工混凝土結(jié)構(gòu)的承載極限值的數(shù)據(jù)分析通常從兩個角度進(jìn)行分析，分別為正常承載值和平均承載時間值。很多結(jié)構(gòu)因?yàn)槌惺艿骄薮蟮耐饬Χ鴮?dǎo)致外形嚴(yán)重變形，而不能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)的支撐。在水工建筑中的擋水結(jié)構(gòu)中，必須設(shè)定極限承載的壓力值，以此來判定設(shè)備的極限承載狀態(tài)，確保混凝土結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生裂縫而影響工程的穩(wěn)定性。

2.2裂縫的控制問題

在水利工程中裂縫問題一直以來都是困擾相關(guān)工作人員的一個問題，因此裂縫控制也成了水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重中之重。在絕大部分的水利水電工程中都對裂縫的數(shù)量有嚴(yán)格的控制，設(shè)計(jì)人員以及施工人員也通過種種方式來控制裂縫的數(shù)量以及單一裂縫的寬度、長度。且相關(guān)的設(shè)計(jì)以及施工標(biāo)準(zhǔn)還需要參考當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行操作，例如：要首先做好實(shí)地調(diào)查，收集當(dāng)?shù)氐目諝鉂穸取⒌刂访婷矓?shù)據(jù)以及水的壓力變化值等等。通常來講，不同的工程有不同的安全施工標(biāo)準(zhǔn)，耐久性也會根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的變化而變化。在近幾年的工程設(shè)計(jì)中，裂縫的控制工作已經(jīng)開始使用一些非常規(guī)的構(gòu)件來控制極端施工條件下的裂縫數(shù)量。這樣做可以更好的把握裂縫的寬度，并根據(jù)斷面的著力點(diǎn)去分析四周的其他裂縫的產(chǎn)生趨勢，不失為一種有效的裂縫控制機(jī)制。

三、水工混凝土結(jié)構(gòu)中水閘的設(shè)計(jì)問題

水閘的控制一定程度上決定了水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體的好壞，也是十分關(guān)鍵的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)；且在整個水利水電工程中的應(yīng)用較為頻繁。水閘的排水以及止水的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)直接決定了水工建筑的使用年限。因此要對水閘的相關(guān)問題進(jìn)行展開研究探討，文章主要對消力池的排水孔、側(cè)壁排水孔以及止水伸縮縫進(jìn)行分析探討。

3.1消力池的排水設(shè)計(jì)

消力池作為水閘底部的重要結(jié)構(gòu)，關(guān)系到了排水孔的排水問題。水平面上的排水孔設(shè)計(jì)也是為了能夠更好的讓底部壓力能夠分散開以降低壓力。而排水孔最底層鋪設(shè)的濾層是為了能夠讓水流在收閘之后，將壓力抵消在底板上。這樣才能夠真正的在陡坡的末端形成一定的水深，這樣能夠最大限度的促進(jìn)水流速的增加。如果這個位置不設(shè)置排水孔，將會使得設(shè)備中壓強(qiáng)不規(guī)律增大，并妨礙水流速的增加。甚至可能導(dǎo)致水被孔位吸出，導(dǎo)致消力池底部完全被掏空。所以應(yīng)該引導(dǎo)水流能夠垂直排出排水孔，減少壓力增強(qiáng)而導(dǎo)致出現(xiàn)滲透現(xiàn)象。

3.2側(cè)壁排水孔

為了最大限度的排出滲水，在建筑側(cè)壁設(shè)置排水孔也是十分必要的，這樣可以單向的導(dǎo)致水流至閘口的下游并順利通過護(hù)坡，如果配備反濾層還可以避免側(cè)壁的滲漏，并增加其抗壓能力。另外，在進(jìn)口處的側(cè)壁設(shè)置排水孔可以一定程度的阻止上游的水流直接滲入到孔壁后面。

3.3止水伸縮縫

很多空間的隔板以及底板內(nèi)都會對經(jīng)由的水流進(jìn)行垂直分段，并設(shè)置水流流向同側(cè)的永久縫。這樣做的好處能夠有效的避免混凝土干縮情況的發(fā)生、地基沉降以及溫度裂縫所引起的混凝土結(jié)構(gòu)受到的影響。特別是在大型水利建筑工程中，止水伸縮縫非常容易出現(xiàn)滲漏的情況。究其原因主要是因?yàn)槭┕げ僮鞑划?dāng)引起的。因此在現(xiàn)場施工過程中一定要注意監(jiān)督并規(guī)范操作流程，將水泥雜質(zhì)清洗干凈，否則設(shè)計(jì)的工程很大幾率會出現(xiàn)工程不達(dá)標(biāo)的情況，并出現(xiàn)滲漏。為了真正有效避免止水伸縮縫的滲漏問題，應(yīng)該在施工前的選材采購就要做好相關(guān)工作，防止因?yàn)椴牧腺|(zhì)量原因而導(dǎo)致的工程問題，另外，還需要相關(guān)人員注意止水縫與母體材料的焊接處是否操作規(guī)范、焊接材料質(zhì)量是否過關(guān)。而因?yàn)榛炷琳駬v形成的澆筑不良以及后期對工程的影響，就需要在振搗過程中謹(jǐn)慎操作，操作人員需有較強(qiáng)的技術(shù)能力以及工作經(jīng)驗(yàn)，保證混凝土振搗之后的良好物理性能。

四、溫濕度計(jì)算以及安全控制的相關(guān)問題探討

溫濕度計(jì)算也是水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個必備環(huán)節(jié)，因?yàn)椋谑┕み^程中有一部分裂縫是因?yàn)闇囟仍蚨霈F(xiàn)的。但是目前行業(yè)內(nèi)并沒有一個明確的規(guī)范來明確溫濕度的計(jì)算方法，工作人員多是憑借經(jīng)驗(yàn)總結(jié)來計(jì)算操作過程中的溫濕度，包括計(jì)算大型混凝土建筑結(jié)構(gòu)的溫度，應(yīng)力值等，但是實(shí)際的計(jì)算數(shù)值不可能與實(shí)際完全相符，這也給相關(guān)工作帶來了不小的困擾。但是水工專業(yè)在綜合了大量的大型混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工的數(shù)據(jù)之后總結(jié)出了一組公式，公式可以根據(jù)各種工程的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，之后進(jìn)行優(yōu)化可以將數(shù)據(jù)誤差控制在15%之內(nèi)。

最后就是要注意水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中工程安全監(jiān)管問題，水工建筑出現(xiàn)問題之前通常會有一些典型的特征，這就需要相關(guān)單位完善日常監(jiān)督工作，一定嚴(yán)格進(jìn)行日常的數(shù)據(jù)采集、分析、反饋工作，發(fā)現(xiàn)問題及時上報(bào)并解決做好相關(guān)的安全控制工作。

結(jié)束語

綜上所述，水利水電工程水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性日益凸顯，加強(qiáng)相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作十分必要，而水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的各類問題都在一定程度上影響著整體的施工質(zhì)量。同時還存在著各種操作不規(guī)范、技術(shù)不完善的主觀原因。這就要求相關(guān)工作人員克服各種困難以及應(yīng)對實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的各種突發(fā)情況。對問題進(jìn)行綜合分析和考慮，拿出最科學(xué)有效的解決方法，來提高工程的整體的質(zhì)量，且隨著行業(yè)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步現(xiàn)有存在的問題一定會得到更加完善的解決方式。

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