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摘要：水利工程是重要的基础产业，也是现阶段快速发展的工程，大多数水利工程都采用混凝土结构，无论是承受荷载还是防渗，都由混凝土结构直接承担。基于此，必须保证混凝土结构质量。对此，一方面要从结构设计工作入手，保证结构设计的可行性与合理性，为之后的结构施工奠定良好基础；另一方面则要在结构施工中做好质量控制，针对不同施工环节，明确相应的质量控制要点，避免质量病害的发生，保证混凝土结构整体质量。本文对水工建筑混凝土结构设计与施工质量控制进行探讨。
关键词：水工建筑；混凝土；结构设计；质量控制
引言：从实际情况看，大部分水工建筑都使用混凝土建筑结构，大坝、水闸、码头等设施的建设都广泛采用钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构是水工建筑的主体，发挥着防渗的功能。由此可见，钢筋混凝土的施工在水工建筑施工整体过程中占据着十分重要的角色，影响着工程的正常建设和施工。因而，研究水工建筑混凝土结构设计及其施工质量控制对于提升施工水平和建设质量有着十分重大的现实意义。
1水工建筑混凝土结构设计分析
长期以来，水工建筑的混凝土结构高度重视强度，忽视了结构设计的重要性，在施工中经常采用增强材料的方式提高混凝土强度，这实际违背了水工建设施工的本质要求。真正意义上的水工建筑混凝土施工必须开展相应的结构设计工作，将建筑结构长期位于水下环境的特殊性、结构材料受腐蚀影响大等因素考虑在内，充分地根据施工场地的特殊情况设计出科学合理、切实可行、具有针对性的混凝土结构，确保结构质量，延长建筑使用寿命。在开展水工建筑的混凝土结构设计工作时，不仅要充分考虑上述因素，还必须紧紧遵循国家、地区以及行业制定和发布的各项政策、标准，全面、系统、科学地分析建筑结构的维护和检测要求。值得注意的是，在施工时，必须尽可能地采取一切有力措施确保混凝土结构免受外界影响，将外界的自然侵蚀所造成的损害降到最低。另外，环境因素的考量也十分重要，要将施工场地的环境、气候、土壤、地质等因素加以衡量，选择最佳的结构设计方案。
2施工质量控制
2.1原材料选择与检验
混凝土结构包含多种原材料，如水泥、碎石和砂等。在选择材料前，应对材料做系统的试验检测，经检验确认材料各项指标都能达到要求后方可在施工中使用；如果碎石骨料当中含有有害杂质，则会对水泥正常水化造成影响，不仅降低结构整体强度，而且还会减弱水泥和骨料之间的粘结。混凝土配制时，质量管控人员需要以现场实测结果为依据，对各类原材料配比做适当调整。比如利用干砂法对砂实际含水率进行测定，然后根据测定结果对配合比进行调整，包括集料配比与用水量等。
2.2配合比确定
对混凝土配合比有影响的因素包括细集料实际含水率和含泥量与碎石材料中的含粉量。在配制混凝土的过程中，不同级配的碎石骨料都会含有超粒径料，并且骨料实际含水量一般会高于饱和面。基于此，需要以实测粒径结果为依据，结合砂石含水率，对混凝土的试验配合比进行换算，以得到施工配合比。另外，因混凝土施工中会受到现场各类因素的影响，所以在实验室中通过试验得出的配合比，按其配制而成的混凝土，和易性很难和现场条件相适应。对此，为保证合理性达到要求，需在不改变水灰比基础上，调整用水量和含水率。
2.3浇筑和振捣
对于水工建筑，大多属于大体积混凝土。在混凝土浇筑开始前，应先做好施组设计，按照适当的走向、面积与顺序进行浇筑，期间注意不可留设施工缝。大体积混凝土浇筑应分区和分层进行，各层的实际浇筑厚度根据振捣深度确定，使下层混凝土在达到初凝之前完成对上层的浇筑，在大多数水工建筑工程中，浇筑分层厚度一般为30cm。对长条状结构进行浇筑时，也要做好分段与分层，具体的分段长度通常按10～15m控制。
不论结构类型如何，都要保证浇筑一次性完成，若浇筑间断，且间断时间超出混凝土初凝时间，则要按照施工缝对接缝进行处理。在做好混凝土浇筑的同时，还应切实加强振捣，所有构件都要充分振捣，避免漏振，在振捣的过程中，应注重以下几个方面：①当采用插入式振捣的方法时，振捣棒实际插入深度应控制在其有效半径1.5倍以内，同时要注意不能产生死角；②振捣棒要和模板之间保持50～100mm的距离，如果两者发生接触，将对振捣后的混凝土成型质量造成很大影响；振捣上层时，需将振捣棒插入到下层50mm，确保两层能够形成整体；③如果混凝土振捣由平板振捣器完成，则需要在混凝土表面完全覆盖；最后，振捣的位置与次序应根据模板实际情况，并结合振捣器自身性能确定，开工前认真做好试验检测及调校。另外，还要充分结合相关经验，确定振捣是否完全，当出现以下几种现象时，说明混凝土浇筑充分：混凝土表面实际高度保持稳定，没有明显的变化；不再产生气泡；混凝土表面开始泛，且保持平坦与光滑。
2.4裂缝控制
裂缝是混凝土结构最常见的病害，施工中可从下列几个方面入手严格控制：
（1）保证结构设计科学性与合理性，在使结构具有良好整体性的基础上，设置适宜的变形缝；对结构进行受力分析计算的过程中，需做好断面设计和分析验算，包括抗裂验算、超载验算、施工验算。
（2）严格控制材料质量。保证所选水泥的质量与安定性，砂石要有良好的级配，且石粉比例与含泥量等都要处在允许的范围之内；配合比通过试验提出，然后根据实际的骨料情况来换算和调整；为避免混凝土产生温度裂缝，尤其是大体积混凝土，还要对水泥水化热进行控制，使用水化热能够满足实际要求的水泥产品。
（3）切实加强施工管理。配合比控制应做到准确无误，混凝土浇筑应均匀、充分。在大体积混凝土浇筑过程中，必须按照适当的顺序分区、分段和分层实施，所选择的具体浇筑方法和振捣方法应合理可行，并对浇筑速度进行严格控制。在浇捣完成后，立即开始养护，避免混凝土产生干裂与温度裂缝。
（4）如果水工建筑地基产生较大的沉降或不均匀沉降，也会使上部混凝土结构产生开裂，甚至导致结构发生变形，因此施工中也要充分考虑地基沉降方面的问题。
（5）环境因素的持续影响，也有可能使混凝土结构产生早期裂缝，对此，现场技术人员要充分考虑环境条件，然后结合自身经验对工程的技术方案进行适当调整，以此确保混凝土结构能够良好适应环境条件，减少或避免裂缝，保证结构的完整性，并延长结构使用寿命。
2.5冬季施工注意事项
若水工建筑处在我国北方地区，则难免需要在冬季进行混凝土施工，此时要根据气温条件做好防护；比如，当环境气温在0℃以上时，仅做好常规保温工作即可；而当环境气温低于0℃时，必须高度重视防冻，采取以下防冻措施：①使用防冻剂，防冻剂的使用能有效降低拌和水冰点，以此避免水由于持续低温而冻结，导致体积膨胀。通常情况下，添加适量的防冻剂不会对混凝土结构自身性能造成太大影响，是一项合理有效的防冻措施；②加强保温处理，冬季施工中，首先要使用具有良好密封性能与保温性能的混凝土模板，其次要准备充足的保温材料，常用的有泡沫板与草帘，将其及时覆盖于浇筑完成的混凝土表面，确保混凝土强度正常发展。另外，在条件允许的情况下，还可以使用具有早强特性的水泥，以此缩短混凝土形成所需强度持续的时间。
结束语
综上所述，结构设计和施工是现阶段水工建筑施工重要环节之一，也是关系到水工建筑整体质量的关键。施工质量控制，实际上就是对结构设计和施工中不同环节进行紧密的联系，然后通过严格的检验、适当的调整及重点控制，实现防患于未然，从根本上保证结构施工质量。
参考文献：
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