水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用

肖學(xué)洋，趙淑貞

（1.山東和富建設(shè)有限公司，山東 濱州 256800；2.廣饒縣財(cái)政局，山東 東營 257300）

水利工程的規(guī)模大、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工程項(xiàng)目建設(shè)與施工的技術(shù)要求高且項(xiàng)目管理的難度比較大。為切實(shí)保障水利工程的質(zhì)量性能和運(yùn)行效率，需要持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化工程施工技術(shù)和工藝，提高施工管理水平，使水利工程具備良好的防滲、抗凍、耐磨、抗裂、承重等性能?；炷两Y(jié)構(gòu)是水利工程的主要結(jié)構(gòu)之一，影響混凝土結(jié)構(gòu)施工及質(zhì)量的因素很多，需要把握混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及要點(diǎn)、把握關(guān)鍵影響因素，對(duì)其嚴(yán)格管控。

1 水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工及特點(diǎn)

水利工程建設(shè)與施工會(huì)涉及大量的水工建筑物，分布于堤防、水閘、泵站、水電站等主體工程當(dāng)中?；炷两Y(jié)構(gòu)是水工建筑物的主要結(jié)構(gòu)之一，其具有良好承重性能、防水抗?jié)B透性能，在一定程度上可以增加工程項(xiàng)目的抗壓強(qiáng)度，在穩(wěn)固承重墻、支撐柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)建方面都有明顯優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮著重要作用?；炷两Y(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，將直接影響水利工程的質(zhì)量性能和后期的安全運(yùn)行[1]。而且，影響水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的因素很多，包括混凝土材料、方案設(shè)計(jì)、施工環(huán)境（地形和水文條件、天氣等）、施工工藝選擇、施工現(xiàn)場(chǎng)情況及管理監(jiān)督水平等。因此，為切實(shí)保證水利工程施工的整體效果，保證水工建筑物擁有良好承載力、防滲效果，規(guī)避和降低混凝土結(jié)構(gòu)變形、裂縫、滲漏等問題，需要確保施工符合水利工程施工相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)要求，加強(qiáng)各影響因素的嚴(yán)格控制，做到精選優(yōu)質(zhì)混凝土原料、科學(xué)確定混凝土配比，監(jiān)督混凝土澆筑、振搗和養(yǎng)護(hù)等工作的規(guī)范進(jìn)行，使水利工程水工施工擁有良好的質(zhì)量性能、使用壽命，后期運(yùn)行更安全可靠[2]。

2 水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工常見問題及誘因

我國在持續(xù)加強(qiáng)水利工程項(xiàng)目建設(shè)，水利工程的規(guī)模、數(shù)量在增加，也在積極推進(jìn)水利工程施工技術(shù)和工藝的進(jìn)步，混凝土結(jié)構(gòu)作為水工建筑物的主要結(jié)構(gòu)之一，施工質(zhì)量將直接影響水利工程質(zhì)量性能和后期運(yùn)行。因此，水利工程施工也在持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)、材料等。但是，仍有很多項(xiàng)目施工存在不足和問題，導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)變形、裂縫、滲漏、蜂窩架空等問題，影響水利工程的使用壽命。

2.1 裂縫問題

這是施工中最常見的一類問題，造成這一問題的因素很多。在水利工程施工中可能會(huì)遇到大體積混凝土施工，其體積大，傳熱、散熱性能差，在混凝土澆筑的時(shí)候，容易出現(xiàn)內(nèi)外部溫度差距大的情況，進(jìn)而導(dǎo)致溫差裂縫問題。混凝土水化熱現(xiàn)象也是導(dǎo)致裂縫問題的主要因素，在水化熱現(xiàn)象消失后，凝結(jié)過程可能會(huì)出現(xiàn)收縮、變形、裂縫的問題?；炷敛牧现饕晒橇?、水泥、水、外加劑等依照適合的配比充分混合攪拌形成，如果水灰的配比不當(dāng)、骨料粒徑過大、水泥級(jí)配不夠、水泥含泥量高、攪拌水量不適合、攪拌不均勻、攪拌時(shí)間控制不嚴(yán)等都可能影響混凝土材料的強(qiáng)度、粘合度、抗裂性、收縮性等，進(jìn)而影響水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工及質(zhì)量[3]。此外，在施工作業(yè)的時(shí)候，如果鋼筋配置不足、相應(yīng)模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不正確、澆筑和振搗操作不規(guī)范，都可能導(dǎo)致水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工出現(xiàn)不均勻沉降、收縮不均勻、交接部位裂縫等問題[4]。

2.2 蜂窩架空問題

這也是施工中常見的一類問題，主要是因?yàn)槭┕ぶ挟a(chǎn)生的氣泡、水泡導(dǎo)致的，在后期水分蒸發(fā)后，就容易導(dǎo)致水囊空腔的問題。導(dǎo)致項(xiàng)目施工中產(chǎn)生氣泡的原因也比較多，如果混凝土攪拌的時(shí)候不充分，以及攪拌中的各類黏性物質(zhì)會(huì)增加氣泡排出的阻力，在施工中如果模板、混凝土的貼合度不夠，也容易導(dǎo)致氣泡現(xiàn)象。

表1 混凝土的配合比參數(shù)

3 水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及要點(diǎn)措施

3.1 原材料選擇和質(zhì)量控制

混凝土材料是影響水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵要素，要對(duì)這一因素嚴(yán)格控制，結(jié)合工程實(shí)際，選擇適合的原材料，并加強(qiáng)材料質(zhì)量控制。首先，在水利工程混凝土結(jié)構(gòu)正式施工前，要規(guī)范做好一系列前期準(zhǔn)備工作，深入工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致的勘察調(diào)查，并對(duì)工程資料信息、工程圖紙等仔細(xì)分析，明確水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的設(shè)計(jì)要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。其次，在準(zhǔn)確把握工程實(shí)際的基礎(chǔ)上，科學(xué)計(jì)算和取值，對(duì)原材料選擇和混凝土材料配比嚴(yán)格控制。通常而言，混凝土材料中的水泥強(qiáng)度要不低于42.5MPa，水灰比要小于0.5，集料盡量選用大小適合、干凈無雜物的砂石，混凝土的砂率在35%～40%之間最為適合，灰砂比一般為l：2，同時(shí)需要對(duì)混凝土的孔隙率、最大粒徑等嚴(yán)格控制，確保符合工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)。如果水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工采用的是C30 混凝土，需要嚴(yán)格控制混凝土集料的初凝時(shí)間[5]。為確?；炷亮己玫膹?qiáng)度和性能，還需要結(jié)合工程實(shí)際，在其中添加適量的緩凝劑、減水劑、粉煤灰等外加劑，并正確使用加熱法對(duì)摻合劑混凝土進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，但需要注意的是不能加入高鋁水泥，以免導(dǎo)致混凝土材料的強(qiáng)度不夠。在確保工程質(zhì)量性能和結(jié)構(gòu)安全、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、混凝土坍落度的前提下，可以適當(dāng)減少水泥用量，提高摻合料用量，并盡量使用水化熱較低，凝結(jié)時(shí)間較長的中熱硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等[6]。最后，在確定混凝土材料配比之后，要對(duì)材料進(jìn)行科學(xué)的拌合，過程中最好選用性能良好的間歇型攪拌設(shè)備，也要嚴(yán)格控制攪拌的時(shí)間和各項(xiàng)參數(shù)，通常情況下保持在40s 到1min，以保證充分?jǐn)嚢?、攪拌均勻，且不?huì)因?yàn)闀r(shí)間過長導(dǎo)致出現(xiàn)離析問題。攪拌的時(shí)候要一次性加夠水，在后期澆筑和振搗的時(shí)候不再加水，以免影響水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量。要科學(xué)規(guī)劃運(yùn)輸路線，并加強(qiáng)運(yùn)輸過程混凝土溫度的控制。此外，要做好材料質(zhì)檢工作，確保各種材料檢測(cè)合格之后，才能投入和使用。尤其需要對(duì)混凝土材料的粘合度、持久度、堅(jiān)固性、穩(wěn)定性、坍落度等仔細(xì)檢測(cè)，對(duì)混凝土質(zhì)量和內(nèi)外部溫差仔細(xì)檢測(cè)，確保溫差不超過25℃，質(zhì)量符合工程實(shí)際。

3.2 把握澆筑施工技術(shù)及要點(diǎn)

水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)和質(zhì)量要求高，要對(duì)各環(huán)節(jié)和工序的施工作業(yè)嚴(yán)格控制，把握施工技術(shù)要點(diǎn)和關(guān)鍵?；炷翝仓撬こ袒炷两Y(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要對(duì)澆筑施工的影響因素嚴(yán)格控制，防范變形、裂縫等問題。水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工多為大體積混凝土，通常采用分層、分段分層、余面澆筑等技術(shù)方法。例如，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工可以采用分層澆筑的方式，施工中自下而上、依次澆筑，在第一層澆筑完成之后，混凝土還沒有完全凝固的時(shí)候，開始進(jìn)行第二層的澆筑，逐層連續(xù)澆筑直到完成相關(guān)環(huán)節(jié)的作業(yè)。澆筑作業(yè)要嚴(yán)格依照計(jì)劃進(jìn)行，嚴(yán)格控制好底層澆筑距離、后面每層澆筑厚度。通常情況下，墩臺(tái)施工如果采用的是分層澆筑的方式，一般每層厚度控制在30cm 左右最為適合；擋土墻施工如果采用的是分層澆筑的方式，一般每層厚度控制在10cm～15cm左右最為適合[7]?；炷翝仓┕ぷ詈靡淮瓮瓿桑虚g不中斷，保證澆筑作業(yè)的連續(xù)性。在澆筑施工的時(shí)候，要結(jié)合混凝土材料的選擇，科學(xué)控制混凝土集料的初凝時(shí)間，過程中切忌加水稀釋，要準(zhǔn)確把握具體工程項(xiàng)目施工的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、方量、坍落度、初凝和終凝時(shí)間、澆筑步驟、每次澆筑的時(shí)間等，制定科學(xué)可行的澆筑方案，確保項(xiàng)目施工擁有良好的質(zhì)量性能，防范各種隱患風(fēng)險(xiǎn)問題。水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工通常而言，澆筑的傾落高度不能超過2m，如果是3m 以上的工程項(xiàng)目的澆筑施工，一般需要溜管、串通等方式解決，以確保良好的施工效果。在澆筑施工的時(shí)候，還需要注意分層、分段，要根據(jù)鋼筋疏密度、建筑結(jié)構(gòu)特性等，在對(duì)其充分考慮的基礎(chǔ)上科學(xué)確定澆筑的高度，通常澆筑層高度是振搗器作用部分長度的1.2 倍，最高不能超過50cm[8]。通過準(zhǔn)確把握澆筑施工技術(shù)及要點(diǎn)，加強(qiáng)施工過程的控制，有效避免施工中的裂縫、漏水、滲水問題。此外，在施工中如果出現(xiàn)了澆筑時(shí)坍落度過小、難以泵送的情況，一般采用硫化劑二次流化，切忌加水；如果出現(xiàn)了兩種強(qiáng)度等級(jí)混凝土同時(shí)澆筑的情況，需要明確標(biāo)準(zhǔn)，防止錯(cuò)澆現(xiàn)象。

3.3 把握振搗施工技術(shù)及要點(diǎn)

混凝土振搗是水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵工序，要對(duì)振搗施工的影響因素嚴(yán)格控制，防范變形、裂縫等問題。在具體操作的時(shí)候，要依照工程施工的現(xiàn)實(shí)需要，科學(xué)控制振搗時(shí)間、力度，避免因時(shí)間不足，導(dǎo)致混凝土坍落度、壓實(shí)度不夠，或者是時(shí)間過長，而出現(xiàn)離析的情況。針對(duì)不同的澆筑部件，要結(jié)合施工需要選用適合的振搗工具，常見的有插入式振搗器、附著式振搗器、平板式振搗器等，以確保良好的振搗效果。如果施工中采用的是插入式振搗器，需要對(duì)插入間距嚴(yán)格控制，一般在振搗半徑的1.5 倍范圍內(nèi)，且控制好振搗器、模板之間的距離，以免振搗施工作業(yè)，對(duì)模板的穩(wěn)定性等產(chǎn)量不良影響[9]。混凝土振搗要做好全覆蓋，過程中要做到不重不漏，當(dāng)混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡的時(shí)候，則表示振搗作業(yè)完成。此外，在振搗施工作業(yè)完成之后，需要立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，如在混凝土上面覆蓋一層塑料薄膜，以起到降低混凝土表面水分快速蒸發(fā)、防范干縮裂縫的作用；要做好澆水、保溫、保濕等工作，防范混凝土結(jié)構(gòu)疏松、干縮裂縫。水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量要求高，通?；炷琉B(yǎng)護(hù)時(shí)間不能低于15d。

3.4 實(shí)施精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化管理

影響水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工的因素包括混凝土材料、方案設(shè)計(jì)、施工環(huán)境、地形和水文條件、天氣、施工工藝選擇、施工現(xiàn)場(chǎng)情況及管理監(jiān)督水平等，為確保工程項(xiàng)目施工擁有良好的質(zhì)量效果，需把握工程實(shí)際和施工建設(shè)目標(biāo)，并實(shí)施精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化管理。通過規(guī)范做好技術(shù)交底、質(zhì)量交底、安全交底等工作，確保各人員明確自身責(zé)任、規(guī)范履行職責(zé)、規(guī)范施工作業(yè)，在各環(huán)節(jié)和工序施工作業(yè)的時(shí)候，嚴(yán)格依照流程和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，保證施工的效率和質(zhì)量。在正式施工前，需要仔細(xì)做好前期的勘察、巖土治理等工作，在對(duì)調(diào)查資料深入分析和利用的基礎(chǔ)上，明確水利工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境和條件、水文環(huán)境、工程規(guī)模和設(shè)計(jì)要求等，在此基礎(chǔ)上持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)方案設(shè)計(jì)，配備好人力、物資材料、設(shè)備、技術(shù)等，圍繞項(xiàng)目實(shí)際制定可行的施工計(jì)劃方案。在項(xiàng)目施工的時(shí)候，要重點(diǎn)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理和監(jiān)督控制，嚴(yán)格監(jiān)管施工現(xiàn)場(chǎng)的人、物、環(huán)境因素，監(jiān)督規(guī)范施工作業(yè)，并仔細(xì)做好施工現(xiàn)場(chǎng)記錄、檢查、分析、改進(jìn)一系列工作[10]。在每一環(huán)節(jié)和工序施工完成之后，都需要進(jìn)行細(xì)致的檢查驗(yàn)收，對(duì)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行逐一的檢查，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的不合格、存在風(fēng)險(xiǎn)隱患的工程組織返工、整改，在確保檢查符合要求之后，再進(jìn)行后續(xù)環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。施工監(jiān)督管理要對(duì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)的施工作業(yè)和技術(shù)選擇等加強(qiáng)管控，結(jié)合工程實(shí)際需要和設(shè)計(jì)要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等，規(guī)范做好模板立設(shè)、底層筋作業(yè)、上層筋作業(yè)、混凝土澆筑和振搗等環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。此外，還需要科學(xué)利用信息化技術(shù)等，協(xié)助工程項(xiàng)目施工管理工作的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)工程全過程、動(dòng)態(tài)化的監(jiān)督控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理施工中的問題。

4 結(jié)語

混凝土結(jié)構(gòu)工程施工是水利工程項(xiàng)目施工的重要內(nèi)容和工序，要把握混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及要點(diǎn)關(guān)鍵，以有效防范施工質(zhì)量隱患。要求做好前期的分析調(diào)查和一系列準(zhǔn)備工作，在對(duì)工程項(xiàng)目全面把握的基礎(chǔ)上，對(duì)施工技術(shù)持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，以確保水利工程施工具有更理想的質(zhì)量性能，確保其后期運(yùn)行安全穩(wěn)定?；炷两Y(jié)構(gòu)工程施工要確保其具備良好的防滲、抗凍、耐磨、抗裂、承重等性能，在施工中要加強(qiáng)對(duì)混凝土材料和質(zhì)量的控制，要監(jiān)督混凝土澆筑和振搗的規(guī)范作業(yè)，并實(shí)施精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化管理。