水工建筑混凝土結構設計及其施工質量控制

李文富

摘要：在現代水工建筑中，混凝土結構施工是非常關鍵的組成部允直接關系到整個水利工程的防滲水性和耐久性。混凝土施工應該從混凝土結構設計、原材料的選擇與檢驗、材料配合比的確定、混凝土澆筑與振搗等多環節對結構施工展開質量管理與控制。鑒于此，本文從上述角度并結合實際工作經驗，展開了詳細的分析和論述，以期為水工建筑施工管理的同行提供參考與借鑒。

關鍵詞：水工建筑 混凝土 結構設計 施工質量控制

水利工程是我國重點開發的工程項目之一，其中大部分為鋼筋混凝土建筑結構，如碼頭、大壩、水閘等。作為建筑工程的主體，鋼筋混凝土結構承擔著防滲的功能。因此，鋼筋混凝土的施工質量在水工建筑中非常關鍵，其質量控制工作直接影響到了工程的質量和建筑物的正常運行。混凝土結構施工的影響因素很多，如混凝土原材料質量、混凝土工程設計、施工環境等。混凝土結構施工應該從管理、施工材料、施工環境等方面展開，對各環節容易出現的問題進行認真把握，從而保證整個工程的承載力與防滲效果。

1.水工混凝土結構設計

傳統混凝土結構設計的特點是以強度設計為主，在結構設計中不僅要對結構強度設計加以重視，同時還要對建筑結構在使用過程中因水下環境影響而造成的材料腐蝕問題進行充分考慮，利用合理的結構設計使結構使用壽命得到延長。

水工混凝土結構設計過程應符合相關規定和標準，對建筑結構正常使用過程中的檢測與維護進行充分考慮，在結構設計時預留出足夠的工作面，為后續工作的實施提供便利。同時，水工混凝土結構在使用過程中不可避免的會受到病害的威脅，應盡最大能力將危害程度降到最低。在混凝土結構構件設計時應注意對材料所受環境侵蝕、老化等因素對性能產生的影響，同時保證結構的整體穩定性以及構件的安全性。

2.混凝土材料的質量控制

合理選擇和配置材料是控制混凝土材料質量的關鍵因素。混凝土是建筑工程中十分常見的材料，不同建筑對原材料的選擇不同，不同項目呈現不同的材料配制比例。在混凝土施工過程中，應該對水泥、細沙、砂礫等原材料的質量進行合理控制，并對不同原材料的強度、含水率、顆粒粒徑等進行檢測，按照實際情況調整混凝土配制比，最終達到標準。

水工建筑施工會用到水泥、細沙、外加劑等材料，需要按照實驗室確定的材料配合比對沙礫的直徑和水泥的輕度進行確定，并注意確定所有材料的含水率。其中，水泥窯保證達到質量標準，其強度應與規定的要求相符合；沙礫應針對粒徑展開檢測，以保證粒徑顆粒數量可在要求的范圍內；對不同沙礫與細沙的純度進行檢驗，不能出現雜質過多的情況，一旦雜質過多，原材料將會在水化中出現化學反應，對水泥膠體的強度造成不良影響。

在攪拌混凝土的過程中，質量控制管理人員應結合現場測定的結果及時調整原材料的配比，采用干炒法確定砂子的含水率，按照現場測定的含水率來調整混凝土配合比中的集料配比和實際用水量。

3.確定混凝土現場配合比

影響混凝土材料配合比的因素主要有細骨料砂子的含水率變化、碎石含粉量變化等。首先應進行原材料施工配合比的換算。在施工現場各級碎石骨料中都含有一些超粒徑的顆粒，骨料含水率往往比飽和面干狀態高一些，所以應結合實測粒徑范圍和含水率，利用試驗配合比換算成為施工現場配合比。其次，在施工過程中可能會受到很多條件的影響，按照實驗室配合比配置出來的混凝土，從和易性上來看很難完全與施工現場情況吻合，坍落度也會發生改變。為保證混凝土和易性能滿足施工條件，應在保持水灰比不變的情況下，合理調整混凝土含水率。

4.混凝土澆筑及振搗

水工建筑混凝土施工主要表現為大體積的混凝土澆筑。在開始澆筑前，應對施工組織計劃進行科學設計，按照一定的走向和面積，進行分段、分層的澆筑施工，保證不會留下明顯的施工縫。大體積的混凝土的澆筑應分區、分層進行，并將每層混凝土澆筑的厚度控制在合理的范圍內，保證在下層混凝土初凝之前完成上層混凝土澆筑。通常情況下，水工建筑結構中分層澆筑的厚度不能在30cm以上。通常情況下擋土墻等長條狀混凝土結構的澆筑應該分段、分層進行，這樣才能保證每段混凝土結構施工滿足澆筑的標準與要求。通常情況下應該將分段澆筑的長度控制在10～15m之間。不管按照什么形式進行澆筑，都要保證澆筑施工的連續性，如果澆筑時間超過初凝時間，則需要按照施工縫的處理要求進行相應的處理。

在澆筑施工過程中，結構構件應該保證振搗充分，不能出現漏振的情況，并注意從以下幾方面展開質量控制。首先，利用插入式振搗器時插入的間距應該在振搗器作用半徑的1.5倍以內，不能出現死角；其次，利用插入式振搗器進行施工的過程中，應該將插入深度控制在于模板相距50-10Omm的范圍內，以避免模板與振搗器接觸，二者接觸將會對混凝土結構的質量產生不良影響。實施分層建筑以后對上層混凝土進行振搗，振搗棒插入深度應控制在進入下層混凝土中50mm左右，這樣才能保障上下層混凝土澆筑的整體性與連續性。利用平板式振搗器施工時，需全面覆蓋住待振搗的混凝土平面，每次移動時應進行重疊振搗。

利用附著式振搗器進行施工時，應結合結構模板的架設情況決定振搗位置，根據振搗器的性能布置結構模板。此外，需要結合相關經驗來判斷混凝土振搗施工是否可以停止，基本上保持混凝土結構表面高度不變，基本上混凝土冒泡現象已經停止，通常情況下氣泡會從中部冒出，然后從四周冒出，最后停止。

5.混凝土結構變形控制

（1）保證混凝土結構設計的合理性

在水工建筑混凝土結構設計過程中，要保證設計的合理性，在結構整體性得以滿足的情況下，對變形縫進行合理設置。在計算和分析結構受力情況時對斷面設計展開驗算，并針對結構使用期間的應力情況、抗裂情況、超載及維修施工等方面展開驗算。

（2）合理控制材料質量

選用的水泥應保證安定性的要求，砂石的級配應保證滿足標準，砂石的石粉比例、含泥土比例應控制在合理的范圍內，并按照現場骨料條件展開調整，按照施工現場的溫度變化選用水化熱合適的水泥。

（3）混凝土的施工管理

混凝土的配合比一定要準確，注意拌和均勻、攪拌充分。大體積混凝土澆筑應按照相應的順序分區分段的進行，注意利用適當的澆筑與振搗方法，澆筑過程一定要均勻。振搗施工應保證混凝土的密實性，振搗器應和模板分離，保持二者的最小距離，以避免模板變形過度而出現的漏漿、漏水等問題，完成混凝土澆筑以后，應注意進行及時的養護管理，不能受凍。

6.混凝土冬季施工質量控制

需要在冬季進行水工建筑混凝土施工時，如果現場溫度在O℃以上，只要將混凝土常規保溫工作做好即可，如果現場溫度低于-5℃，就需要對采取早期防凍措施。

（1）保溫處理措施

在冬季進行混凝土澆筑時，應盡量使用密封性能較好的模板或者膠合板，選擇具有一定保溫效果的模板，還要利用草簾、泡沫保溫板等保溫材料，將這些保溫材料覆蓋在構件或者混凝土結構表面，加速混凝土強度的發展。在冬季進行混凝土施工時，應該選擇普通的硅酸鹽水泥或者早強型的硅酸鹽。

（2）采用防凍劑

冬季施工時采用防凍劑，可以有效降低混凝土拌合水冰點，避免早期混凝土結構中水分出現結冰膨脹的現象，進而出現混凝土凍傷問題，通常情況下，采用防凍劑是不會對混凝土結構及構件強度及』陛能帶來危害的。

7.結語

水工建筑混凝土結構設計及其施工質量控制在水工建筑中是非常重要的組成部分，施工質量控制是保證整個水工建筑混凝土結構質量的關鍵環節。因此，每個施工環節都要注意嚴格把關并進行規范的管理，對施工質量進行全方位的控制，將設計、施工等環節有機結合起來，進行嚴格的檢驗、對發現的問題進行及時的調整與處理，并注意對重點環節的質量進行嚴格控制，以保證各施工環節的安全操作。這對混凝土結構防滲性能及耐久性的提高非常有利，可以有效消除水工建筑在后期運營中存在的質量隱患，做到防患于未然，充分保證水工混凝土結構的質量，進一步延長水工建筑的使用時間。endprint