關(guān)于水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量控制的探究

【摘要】在我國(guó)水工建筑是重點(diǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)性工程，且大部分工程均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式。本論文結(jié)合作者長(zhǎng)期的管理及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，著重在水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土施工質(zhì)量控制方面進(jìn)行闡述，并且提出了一些方法措施，希望能夠?yàn)橥惞こ唐鸬浇梃b作用。

【關(guān)鍵詞】水工建筑；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；混凝土質(zhì)量控制措施

引言

水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其施工質(zhì)量控制直接影響整個(gè)工程質(zhì)量，其實(shí)質(zhì)在于將設(shè)計(jì)及其施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)緊密的聯(lián)系起來，在嚴(yán)格檢驗(yàn)、及時(shí)調(diào)整、重點(diǎn)控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行，才能有效保障工程質(zhì)量。

1、水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往過度注重混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，但真正意義上的設(shè)計(jì)不僅要注重建筑結(jié)構(gòu)是否符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，還需考慮水工建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間處于陰濕的水下環(huán)境當(dāng)中，必對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)材料造成一定程度上的腐蝕，嚴(yán)重影響建筑混凝土結(jié)構(gòu)的性能及耐久性，因此盡可能通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用年限。

水工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先，設(shè)計(jì)人員要對(duì)業(yè)主提供的資料及要求進(jìn)行充分了解，收集本設(shè)計(jì)階段上一階段的資料，深入了解水工建筑物使用環(huán)境及業(yè)主的意圖。其次，設(shè)計(jì)人員要準(zhǔn)確分析水工結(jié)構(gòu)合理的受力狀況和荷載組合，搭建好合理的力學(xué)模型，對(duì)混凝土架構(gòu)的各項(xiàng)參考數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估與計(jì)算后完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中，評(píng)估混凝土結(jié)構(gòu)是否達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期必須要考慮的，經(jīng)過反復(fù)查閱資料并參考數(shù)據(jù)后再確定。并且在進(jìn)行水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)預(yù)留足夠的工作面為后續(xù)工作提供可實(shí)施性。值得指出的是，水工混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中遭受病害侵蝕是不可避免的，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮將其影響降到最低。在考慮材料受環(huán)境侵蝕和老化對(duì)性能產(chǎn)生的影響后，還仍然要確保結(jié)構(gòu)和構(gòu)件存有足夠的安全性和整體穩(wěn)定性。

在我國(guó)水利工程結(jié)構(gòu)的建設(shè)過程中，設(shè)計(jì)人員在考慮混凝土建筑物的建設(shè)成本及給建筑企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還應(yīng)從建筑的安全性、耐久性和實(shí)用性出發(fā)，考慮到建筑的外觀和使用價(jià)值。

2、水工建筑混凝土施工質(zhì)量控制措施

2.1原材料檢驗(yàn)及配合比控制

大型水利建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)均有專用的混凝土拌和樓，工程所需混凝土由施工單位直接從拌和樓運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)。拌和樓在選用混凝土原材料前，首先要對(duì)其所有原材料進(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)，只有技術(shù)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的方能采用，科學(xué)地選取混凝土原材料，這樣才能從源頭上保證整個(gè)水工建筑的混凝土施工質(zhì)量。當(dāng)碎石、砂中含過量有害物質(zhì)及含泥量過大時(shí)，不僅會(huì)增加混凝土的收縮，而且會(huì)引起混凝土抗拉強(qiáng)度的降低，使混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。拌和樓除對(duì)混凝土材料進(jìn)行合理選取外，必須對(duì)混凝土的配合比按照現(xiàn)場(chǎng)砂、石骨料的實(shí)際含水量及時(shí)調(diào)整，嚴(yán)格把控，隨時(shí)掌握成分含量的改變規(guī)律并采取相應(yīng)的處理措施，將實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)下的配合比轉(zhuǎn)化為施工配合比。

水工建筑物的混凝土施工大多為大體積混凝土，大體積混凝土因其水泥水化熱的大量積聚，易使混凝土內(nèi)外形成較大的溫差，而產(chǎn)生溫差應(yīng)力，因此為保證混凝土的施工質(zhì)量，在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用水化熱較低的水泥，充分利用混凝土的中后期強(qiáng)度，盡可能降低水泥用量，選用合適的緩凝、減水等外加劑，以改善混凝土的和易性。

2.2 混凝土施工

水工建筑物混凝土澆筑，經(jīng)常是大體積混凝土的澆筑。混凝土澆筑前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及設(shè)備，科學(xué)的將大體積混凝土分層分段，利用澆筑面散熱，以大大減少施工中出現(xiàn)裂縫的可能性。無論什么形式的混凝土澆筑施工，都應(yīng)一次性連續(xù)澆筑完成，如果澆筑過程中的間斷時(shí)長(zhǎng)超過了混凝土的初凝時(shí)間，必須嚴(yán)格按照施工縫要求處理接縫位置。

混凝土澆筑時(shí)應(yīng)當(dāng)振搗充分，不得漏振。大體混凝土養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內(nèi)外溫差，在促進(jìn)混凝土強(qiáng)度正常發(fā)展的同時(shí)防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。養(yǎng)護(hù)過程中，不僅要滿足強(qiáng)度增長(zhǎng)的需要，還應(yīng)通過溫度控制，防止應(yīng)溫度變形引起混凝土開裂。

在冬期進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)重視混凝土的早期防凍。一是通過試驗(yàn)在拌制混凝土?xí)r添加防凍劑，防止混凝土在早期凍傷的現(xiàn)象。二是在澆筑過程中盡可能采用膠合板、木板等密封性能較好、具有一定保溫作用的模板，搭設(shè)保溫棚或其他擋風(fēng)設(shè)備，混凝土澆筑完成后采用保溫材料（如草簾、泡沫保溫板等）覆蓋在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，減緩熱量損失。三是在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)，最好選用水泥水化熱大，早期強(qiáng)度高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。

2.3 混凝土裂縫控制

混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件產(chǎn)生裂縫是水工建筑中普遍的質(zhì)量通病，大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施主要有以下幾個(gè)方面：（1）水泥水化熱影響、內(nèi)外約束條件的影響、外界氣溫變化的影響。水泥在水化過程中產(chǎn)生大量熱量，因而使混凝土內(nèi)部溫度升高，當(dāng)混凝土內(nèi)部與表面溫差過大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。故在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，采用水化熱小的水泥。施工時(shí)，在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，混凝土澆筑時(shí)投入毛石；澆筑完成后在結(jié)構(gòu)外露的混凝土表面采用浸濕的草袋、鋸木、濕砂等進(jìn)行覆蓋，保持混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃，以降低內(nèi)外溫差，有效控制此類原因產(chǎn)生裂縫的開能性。

（2）混凝土的收縮變形。隨著混凝土陸續(xù)干燥而使吸附水逸出，將出現(xiàn)干燥收縮，而表面干燥收縮快，中心干燥收縮慢。由于表面的干縮受到中部混凝土的約束，因而會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力并導(dǎo)致裂縫。在設(shè)計(jì)上，混凝土表層布設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)片，可有效防止混凝土收縮時(shí)產(chǎn)生的干裂。

（3）混凝土的沉陷裂縫。支架、支撐變形下沉?xí)l(fā)結(jié)構(gòu)裂縫，過早拆除模板支架易使未達(dá)到強(qiáng)度的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫和破損。

3、結(jié)語

水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其施工是水利工程建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量保證的核心環(huán)節(jié)。加強(qiáng)水工建筑物混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其施工質(zhì)量非常有必要性，做到防患于未然，使水工混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量得到有效保障。

參考文獻(xiàn)：

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[3]孟杰.水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量監(jiān)理控制探析[J].山西水利，2016，（11）：38～39.