水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其施工質(zhì)量控制

李文富

摘要：在現(xiàn)代水工建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)施工是非常關(guān)鍵的組成部允直接關(guān)系到整個(gè)水利工程的防滲水性和耐久性?；炷潦┕?yīng)該從混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料的選擇與檢驗(yàn)、材料配合比的確定、混凝土澆筑與振搗等多環(huán)節(jié)對(duì)結(jié)構(gòu)施工展開質(zhì)量管理與控制。鑒于此，本文從上述角度并結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，展開了詳細(xì)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(guān)鍵詞：水工建筑 混凝土 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 施工質(zhì)量控制

水利工程是我國(guó)重點(diǎn)開發(fā)的工程項(xiàng)目之一，其中大部分為鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)，如碼頭、大壩、水閘等。作為建筑工程的主體，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承擔(dān)著防滲的功能。因此，鋼筋混凝土的施工質(zhì)量在水工建筑中非常關(guān)鍵，其質(zhì)量控制工作直接影響到了工程的質(zhì)量和建筑物的正常運(yùn)行?；炷两Y(jié)構(gòu)施工的影響因素很多，如混凝土原材料質(zhì)量、混凝土工程設(shè)計(jì)、施工環(huán)境等。混凝土結(jié)構(gòu)施工應(yīng)該從管理、施工材料、施工環(huán)境等方面展開，對(duì)各環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行認(rèn)真把握，從而保證整個(gè)工程的承載力與防滲效果。

1.水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是以強(qiáng)度設(shè)計(jì)為主，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不僅要對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)加以重視，同時(shí)還要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在使用過程中因水下環(huán)境影響而造成的材料腐蝕問題進(jìn)行充分考慮，利用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使結(jié)構(gòu)使用壽命得到延長(zhǎng)。

水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)正常使用過程中的檢測(cè)與維護(hù)進(jìn)行充分考慮，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留出足夠的工作面，為后續(xù)工作的實(shí)施提供便利。同時(shí)，水工混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中不可避免的會(huì)受到病害的威脅，應(yīng)盡最大能力將危害程度降到最低。在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意對(duì)材料所受環(huán)境侵蝕、老化等因素對(duì)性能產(chǎn)生的影響，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性以及構(gòu)件的安全性。

2.混凝土材料的質(zhì)量控制

合理選擇和配置材料是控制混凝土材料質(zhì)量的關(guān)鍵因素?；炷潦墙ㄖこ讨惺殖Ｒ姷牟牧?，不同建筑對(duì)原材料的選擇不同，不同項(xiàng)目呈現(xiàn)不同的材料配制比例。在混凝土施工過程中，應(yīng)該對(duì)水泥、細(xì)沙、砂礫等原材料的質(zhì)量進(jìn)行合理控制，并對(duì)不同原材料的強(qiáng)度、含水率、顆粒粒徑等進(jìn)行檢測(cè)，按照實(shí)際情況調(diào)整混凝土配制比，最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

水工建筑施工會(huì)用到水泥、細(xì)沙、外加劑等材料，需要按照實(shí)驗(yàn)室確定的材料配合比對(duì)沙礫的直徑和水泥的輕度進(jìn)行確定，并注意確定所有材料的含水率。其中，水泥窯保證達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其強(qiáng)度應(yīng)與規(guī)定的要求相符合；沙礫應(yīng)針對(duì)粒徑展開檢測(cè)，以保證粒徑顆粒數(shù)量可在要求的范圍內(nèi)；對(duì)不同沙礫與細(xì)沙的純度進(jìn)行檢驗(yàn)，不能出現(xiàn)雜質(zhì)過多的情況，一旦雜質(zhì)過多，原材料將會(huì)在水化中出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，對(duì)水泥膠體的強(qiáng)度造成不良影響。

在攪拌混凝土的過程中，質(zhì)量控制管理人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的結(jié)果及時(shí)調(diào)整原材料的配比，采用干炒法確定砂子的含水率，按照現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的含水率來(lái)調(diào)整混凝土配合比中的集料配比和實(shí)際用水量。

3.確定混凝土現(xiàn)場(chǎng)配合比

影響混凝土材料配合比的因素主要有細(xì)骨料砂子的含水率變化、碎石含粉量變化等。首先應(yīng)進(jìn)行原材料施工配合比的換算。在施工現(xiàn)場(chǎng)各級(jí)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(tài)高一些，所以應(yīng)結(jié)合實(shí)測(cè)粒徑范圍和含水率，利用試驗(yàn)配合比換算成為施工現(xiàn)場(chǎng)配合比。其次，在施工過程中可能會(huì)受到很多條件的影響，按照實(shí)驗(yàn)室配合比配置出來(lái)的混凝土，從和易性上來(lái)看很難完全與施工現(xiàn)場(chǎng)情況吻合，坍落度也會(huì)發(fā)生改變。為保證混凝土和易性能滿足施工條件，應(yīng)在保持水灰比不變的情況下，合理調(diào)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(xiàn)為大體積的混凝土澆筑。在開始澆筑前，應(yīng)對(duì)施工組織計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，按照一定的走向和面積，進(jìn)行分段、分層的澆筑施工，保證不會(huì)留下明顯的施工縫。大體積的混凝土的澆筑應(yīng)分區(qū)、分層進(jìn)行，并將每層混凝土澆筑的厚度控制在合理的范圍內(nèi)，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(jié)構(gòu)中分層澆筑的厚度不能在30cm以上。通常情況下?lián)跬翂Φ乳L(zhǎng)條狀混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑應(yīng)該分段、分層進(jìn)行，這樣才能保證每段混凝土結(jié)構(gòu)施工滿足澆筑的標(biāo)準(zhǔn)與要求。通常情況下應(yīng)該將分段澆筑的長(zhǎng)度控制在10～15m之間。不管按照什么形式進(jìn)行澆筑，都要保證澆筑施工的連續(xù)性，如果澆筑時(shí)間超過初凝時(shí)間，則需要按照施工縫的處理要求進(jìn)行相應(yīng)的處理。

在澆筑施工過程中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該保證振搗充分，不能出現(xiàn)漏振的情況，并注意從以下幾方面展開質(zhì)量控制。首先，利用插入式振搗器時(shí)插入的間距應(yīng)該在振搗器作用半徑的1.5倍以內(nèi)，不能出現(xiàn)死角；其次，利用插入式振搗器進(jìn)行施工的過程中，應(yīng)該將插入深度控制在于模板相距50-10Omm的范圍內(nèi)，以避免模板與振搗器接觸，二者接觸將會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。實(shí)施分層建筑以后對(duì)上層混凝土進(jìn)行振搗，振搗棒插入深度應(yīng)控制在進(jìn)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(xù)性。利用平板式振搗器施工時(shí)，需全面覆蓋住待振搗的混凝土平面，每次移動(dòng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行重疊振搗。

利用附著式振搗器進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)模板的架設(shè)情況決定振搗位置，根據(jù)振搗器的性能布置結(jié)構(gòu)模板。此外，需要結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷混凝土振搗施工是否可以停止，基本上保持混凝土結(jié)構(gòu)表面高度不變，基本上混凝土冒泡現(xiàn)象已經(jīng)停止，通常情況下氣泡會(huì)從中部冒出，然后從四周冒出，最后停止。

5.混凝土結(jié)構(gòu)變形控制

（1）保證混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性

在水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要保證設(shè)計(jì)的合理性，在結(jié)構(gòu)整體性得以滿足的情況下，對(duì)變形縫進(jìn)行合理設(shè)置。在計(jì)算和分析結(jié)構(gòu)受力情況時(shí)對(duì)斷面設(shè)計(jì)展開驗(yàn)算，并針對(duì)結(jié)構(gòu)使用期間的應(yīng)力情況、抗裂情況、超載及維修施工等方面展開驗(yàn)算。

（2）合理控制材料質(zhì)量

選用的水泥應(yīng)保證安定性的要求，砂石的級(jí)配應(yīng)保證滿足標(biāo)準(zhǔn)，砂石的石粉比例、含泥土比例應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，并按照現(xiàn)場(chǎng)骨料條件展開調(diào)整，按照施工現(xiàn)場(chǎng)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(zhǔn)確，注意拌和均勻、攪拌充分。大體積混凝土澆筑應(yīng)按照相應(yīng)的順序分區(qū)分段的進(jìn)行，注意利用適當(dāng)?shù)臐仓c振搗方法，澆筑過程一定要均勻。振搗施工應(yīng)保證混凝土的密實(shí)性，振搗器應(yīng)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(xiàn)的漏漿、漏水等問題，完成混凝土澆筑以后，應(yīng)注意進(jìn)行及時(shí)的養(yǎng)護(hù)管理，不能受凍。

6.混凝土冬季施工質(zhì)量控制

需要在冬季進(jìn)行水工建筑混凝土施工時(shí)，如果現(xiàn)場(chǎng)溫度在O℃以上，只要將混凝土常規(guī)保溫工作做好即可，如果現(xiàn)場(chǎng)溫度低于-5℃，就需要對(duì)采取早期防凍措施。

（1）保溫處理措施

在冬季進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)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(gòu)件或者混凝土結(jié)構(gòu)表面，加速混凝土強(qiáng)度的發(fā)展。在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)，應(yīng)該選擇普通的硅酸鹽水泥或者早強(qiáng)型的硅酸鹽。

（2）采用防凍劑

冬季施工時(shí)采用防凍劑，可以有效降低混凝土拌合水冰點(diǎn)，避免早期混凝土結(jié)構(gòu)中水分出現(xiàn)結(jié)冰膨脹的現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)混凝土凍傷問題，通常情況下，采用防凍劑是不會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件強(qiáng)度及』陛能帶來(lái)危害的。

7.結(jié)語(yǔ)

水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其施工質(zhì)量控制在水工建筑中是非常重要的組成部分，施工質(zhì)量控制是保證整個(gè)水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，每個(gè)施工環(huán)節(jié)都要注意嚴(yán)格把關(guān)并進(jìn)行規(guī)范的管理，對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行全方位的控制，將設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)、對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整與處理，并注意對(duì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保證各施工環(huán)節(jié)的安全操作。這對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)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(yùn)營(yíng)中存在的質(zhì)量隱患，做到防患于未然，充分保證水工混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，進(jìn)一步延長(zhǎng)水工建筑的使用時(shí)間。endprint