水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

孫宗梅

摘 要：由于水利工程建設(shè)的周期長且施工難度系數(shù)較高，所以，通常情況下，必須檢測(cè)所使用的混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，保證其質(zhì)量過關(guān)。一般都會(huì)使用水泥、砂石以及水進(jìn)行等比例混合，然后再摻入預(yù)應(yīng)力筋和鋼筋，保證其建設(shè)的耐壓性和耐久性，并且整體的施工工序較為復(fù)雜，所以，一般初期的設(shè)計(jì)方案中存在的問題很多，因此，都會(huì)不斷地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證混凝土的質(zhì)量。本文主要分析探討了水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以供參閱。

關(guān)鍵詞：水利工程;混凝土;結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言

從現(xiàn)階段發(fā)展而言，水利工程對(duì)人們的正常生活帶來了諸多影響，甚至在一定程度上直接決定了我國整體經(jīng)濟(jì)增長。為此，相關(guān)人員必須對(duì)此提高重視程度，通過應(yīng)用合理的方法，對(duì)原本的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提升工程建設(shè)以及管理的效果。

1 水利工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義

水利工程通過修建堤壩、水閘、渡槽等水工建筑對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)控，通過這些水工建筑的興建來預(yù)防或控制洪澇災(zāi)害和干旱災(zāi)害，以滿足社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的需要。水利工程的規(guī)模比較大、工期比較長、施工技術(shù)難度比較高，一般來說在水利工程中需要采用混凝土結(jié)構(gòu)?；炷潦侵杆?、砂、碎石和水按照一定比例進(jìn)行混合配比，并以水泥為膠凝材料的建筑工程復(fù)合材料?；炷僚c一定量的鋼筋等構(gòu)件進(jìn)行配合使用，可以作為承重材料使用到各種建設(shè)工程項(xiàng)目中。由于混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的耐火性、耐久性、整體性，因此在大型建設(shè)工程項(xiàng)目中應(yīng)用非常廣泛，但混凝土結(jié)構(gòu)在我國的水利工程項(xiàng)目中的應(yīng)用時(shí)間比較短，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)比較少，尚有很多不足，因此研究如何對(duì)水利工程中的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)我國水利工程建設(shè)具有非常重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

2 水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1合理選擇混凝土材料

一般而言，施工材料之中，碎石和砂都處在考慮的范圍之內(nèi)，為了確?？梢赃x到優(yōu)質(zhì)的混凝土，理應(yīng)對(duì)實(shí)際選擇的材料進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn)。如果其參數(shù)滿足施工的基本要求及規(guī)范，才能夠?qū)⑵溥\(yùn)入現(xiàn)場，以此確?；炷帘旧淼慕Y(jié)構(gòu)質(zhì)量。由于水泥很容易產(chǎn)生水化反應(yīng)，從而影響其質(zhì)量，造成這種問題的主要原因便是隨時(shí)會(huì)內(nèi)部存在大量有害物質(zhì)，如果沒有及時(shí)處理，會(huì)造成混凝土本身的強(qiáng)度有所下降，并對(duì)工程建設(shè)帶來巨大影響。在進(jìn)行配比的時(shí)候，同樣需要進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn)，以此對(duì)其最佳配比進(jìn)行明確。

2.2混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)

水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的主要影響因素就是混凝土原料的配比，科學(xué)合理的配比能夠有效避免混凝土出現(xiàn)氣泡、麻面或者孔洞。要想避免混凝土出現(xiàn)氣泡，混凝土原料中的砂石原料需要選用細(xì)度模數(shù)在2-3范圍內(nèi)的人工砂或者天然砂，并嚴(yán)格按照科學(xué)的配比進(jìn)行混凝土施工，尤其要注意控制外加劑的使用量，與此同時(shí)，還要做好混凝土的攤鋪以及振搗工作，每一層混凝土的攤鋪厚度要在30-50厘米之間，每一次振搗時(shí)振搗棒需要緩慢拔出。要想避免混凝土出現(xiàn)露筋現(xiàn)象，在進(jìn)行混凝土鋼筋的安裝時(shí)，需要找準(zhǔn)正確的鋼筋位置，并將鋼筋牢固地焊接在一起，與此同時(shí)，混凝土的保護(hù)層墊塊也要保持均勻牢固的狀態(tài)，不能夠隨意踩踏或者搬動(dòng)保護(hù)層墊塊。如果混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了露筋現(xiàn)象，首先要將鋼筋上外露的銹跡清理干凈，并將其抹平壓光，進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，通過澆灌技術(shù)將混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加厚處理。要想避免混凝土出現(xiàn)孔洞，施工人員需要對(duì)混凝土進(jìn)行均勻攪拌，提高混凝土的和易性，并對(duì)混凝土采取分層攤鋪方式，確?；炷恋哪０迥軌蚶喂讨巍Ｈ绻炷两Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)了孔洞，首先要將孔洞內(nèi)部的松散物清理干凈，并使用細(xì)石混凝土對(duì)孔洞進(jìn)行填塞處理。

2.3混凝土圍巖穩(wěn)定優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)水利工程而言，針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)開展的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，應(yīng)當(dāng)將圍巖水壓承載力列為研究重點(diǎn)，這主要是因?yàn)閷?duì)非裂混凝土的襯砌或不襯砌方案進(jìn)行應(yīng)用的前提，是圍巖具有良好的水壓承載力，而上述兩種襯砌方案與傳統(tǒng)方案相比，不僅可以降低工程成本，還能夠提高工程質(zhì)量。正是因?yàn)槿绱?，在?duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，工作人員應(yīng)以陡坡/平緩地表面對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)則為依據(jù)，對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)覆蓋厚度的最小值進(jìn)行衡量，再通過測(cè)量和計(jì)算的方式，對(duì)圍巖的穩(wěn)定系數(shù)加以確定。

2.4混凝土襯砌防滲優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求和圍巖承載力來確定襯砌方式。通過對(duì)混凝土襯砌與圍巖進(jìn)行聯(lián)合作用模擬，形成二次應(yīng)力，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鋼筋混凝土的支護(hù)，把襯砌配筋量控制在合理的范圍內(nèi)，達(dá)到最佳支撐效果。通過分析變形與裂縫產(chǎn)生的原因，進(jìn)行岔管襯砌的布置。

2.5混凝土裂縫控制優(yōu)化設(shè)計(jì)

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)最常出現(xiàn)的問題，嚴(yán)重威脅到工程的質(zhì)量。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫加以控制主要有以下幾個(gè)方面的措施：首先是控制原材料的質(zhì)量，對(duì)水泥、粗骨料、細(xì)骨料、砂石、外加劑等材料的采購、保管、運(yùn)輸、進(jìn)場、使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)范化管理。只有控制了原材料的質(zhì)量，才能保證混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。對(duì)溫差形成的裂縫進(jìn)行防治。溫差裂縫多是因?yàn)樗喟l(fā)熱導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)溫差進(jìn)而形成裂縫。對(duì)此類裂縫的控制首先要控制水泥，最好購買發(fā)熱量較小的水泥。其次是在施工過程中采取降溫處理措施，避免混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差值過大。最后是嚴(yán)格控制混凝土澆筑時(shí)間，避免澆筑時(shí)長過長。對(duì)收縮裂縫進(jìn)行防治。選擇高強(qiáng)度、干縮值相對(duì)較小的施工材料，控制水灰比，采取防風(fēng)、遮陽措施等都能夠在一定程度上杜絕收縮裂縫的形成。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免裂縫發(fā)生或者擴(kuò)大。目前常見的混凝土養(yǎng)護(hù)方法主要有自然養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)、干濕熱養(yǎng)護(hù)等，具體根據(jù)工程實(shí)際狀況進(jìn)行選擇。

結(jié)束語

綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容比較多，設(shè)計(jì)工作的難度比較大。分析可得，通過本文的分析可知，施工單位需要認(rèn)識(shí)到混凝土結(jié)構(gòu)中存在的各項(xiàng)問題，從原材料管控、圍巖穩(wěn)定、襯砌防滲以及裂縫控制等方面優(yōu)化混凝土的結(jié)構(gòu)，保障水利工程的質(zhì)量、安全性和穩(wěn)定性。

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