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分析水工建筑混凝土结构设计与施工质量控制吴春春

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：吴春春

[导读] 摘要：众所周知，我国是一个农业大国，水利工程作为促进农业生产的基础性工程，在我国农业生产活动中发挥着非常巨大的作用。

        武汉市新洲区水工建筑工程公司湖北武汉 430400
        摘要：众所周知，我国是一个农业大国，水利工程作为促进农业生产的基础性工程，在我国农业生产活动中发挥着非常巨大的作用。诚然，党中央、国务院高度重视“三农”工作，制定出台了一大批便民政策措施，把水利建设纳入国家重点发展工程。从实际情况看，水工建筑物大多采用混凝土结构，大坝、水闸、码头等设施的建设普遍采用钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构是水工建筑物的主体，起着防渗的作用。由此可见，钢筋混凝土施工在水工施工的全过程中起着非常重要的作用，影响着工程的正常施工和施工。因此，研究水工建筑物的混凝土结构设计和施工质量控制，对提高水工建筑物的施工水平和质量具有重要的现实意义。
        关键词：水工建筑；混凝土结构设计；施工质量；控制
        导言：与其他建筑物相比，水工建筑物受地形、水质等自然因素的限制，施工环境更为复杂和恶劣。因此，水工建筑物的施工设计难度系数较高。设计和建造结构稳定、安全系数高的水工建筑物，需要对各种问题进行综合分析。混凝土结构作为水工建筑的主体结构，其重要性不言而喻。因此，优化和提高水工建筑物乃至整个水利工程的施工质量和合理性，需要从提高水工建筑物混凝土结构设计方案的可行性和施工质量控制管理水平的角度出发。
        1水工建筑混凝土结构设计分析
        长期以来，水工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，经常采用钢筋材料来提高混凝土强度，这实际上违背了水工建筑的本质要求。真正意义上的水工建筑物的混凝土施工必须进行相应的结构设计工作，要考虑到建筑物结构在水下环境中长期的特殊性，结构材料腐蚀等因素的极大影响，并充分根据施工现场的特殊情况设计出科学、合理、实用、有针对性的混凝土结构，从而保证结构质量，延长建筑物的使用寿命。
        在进行水工建筑物混凝土结构设计时，既要充分考虑上述因素，又要密切遵循国家、地区和行业的政策和标准，全面、系统、科学地分析建筑结构的养护检测要求。值得注意的是，在施工过程中，必须尽可能采取一切有力措施，确保混凝土结构不受外界影响，尽量减少外界自然侵蚀造成的破坏。此外，环境因素的考虑也非常重要。应根据施工现场的环境、气候、土壤、地质等因素，选择最佳的结构设计方案。
        2施工质量控制
        2.1原材料的选择和检验
        混凝土结构中含有多种原材料，如水泥、砂砾和沙子。在选材前，应对材料进行系统试验，经检验确认材料各项指标符合要求后，方可用于施工；如果碎石骨料中含有有害杂质，将影响水泥的正常水化，这不仅会降低结构的整体强度，而且会削弱水泥与骨料之间的粘结。配制混凝土时，质检人员需根据现场测量结果调整各种原材料的配比。例如，采用干砂法测定砂的实际含水率，然后根据测定结果调整配合比，包括集料比和用水量。
        2.2配合比的确定
        影响混凝土配合比的因素包括细骨料的实际含水量、含泥量和碎石材料的粉体含量。在配制混凝土的过程中，不同级配的碎石骨料中都会含有超尺寸材料，骨料的实际含水量一般高于饱和面。在此基础上，根据实测粒径结果，结合砂、砾石的含水量，换算混凝土的试验配合比，得出施工配合比。另外，由于现场混凝土施工会受到各种因素的影响，根据室内试验得出的配合比配制的混凝土的和易性很难适应现场条件。因此，在不改变水灰比的情况下，调整用水量和含水率，以保证满足要求的合理性。
        2.3浇捣
        水工建筑物多为大体积混凝土。混凝土浇筑开始前，做好施工班组设计，按正确的方向、区域、顺序进行浇筑。施工期间不得留设设施施工缝。大体积混凝土的浇筑应分区分层进行。根据振捣深度确定每层的实际浇筑厚度，以便在下层混凝土初凝前完成上层混凝土的浇筑。在大多数水工建筑工程中，浇筑层厚度一般为30cm。浇筑长条形结构时，也要做好分段、分层浇筑。具体段长一般控制在10～15m，无论结构形式如何，均应一次浇筑完成。如果浇筑中断，中断时间超过混凝土初凝时间，应按施工缝处理。

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        在振捣过程中，应注意以下几个方面：（1）采用插入式振捣方法时，振捣器的实际插入深度应控制在其有效半径的1.5倍以内，同时注意不要产生死角；（2）振捣器应保持一定的距离振捣器与模板之间5mm的距离为0～100mm，如果两者接触，振捣后对混凝土成型质量影响很大；振捣上层时，振捣器应插入下层50mm，以保证两层能形成一个整体；（3）如果混凝土振捣采用平板振捣器完成，则需要将其完全覆盖在混凝土表面；最后，根据振捣器的性能，根据模板的实际情况确定振捣位置和顺序，施工前应认真进行试验和调整。
        另外，要充分结合相关经验判断振动是否完整。当出现以下现象时，混凝土浇筑充分：混凝土表面实际高度保持稳定，无明显变化；无气泡；混凝土表面开始泛水，保持平整光滑。
        2.4裂缝控制
        裂缝是混凝土结构最常见的病害，在施工中可从以下几个方面进行严格控制：
        2.4.1为保证结构设计科学合理，应在结构完整性良好的基础上设置适当的变形缝；在结构应力分析计算过程中，应做好截面设计和分析验算，包括抗裂验算，超载验算和施工验算[4]。
        2.4.2严格控制材料质量。为保证所选水泥的质量和稳定性，砂石应具有良好的级配，石粉和含泥量的配合比应在允许范围内；配合比应通过试验提出，然后根据实际骨料情况进行换算和调整；为避免混凝土特别是大体积混凝土出现温度裂缝，应控制水泥的水化热，并将水化热用于符合实际要求的水泥制品。
        2.4.3加强施工管理。配合比控制准确，混凝土浇筑均匀充分。在大体积混凝土浇筑过程中，必须按适当的分块、分段、分层顺序进行。混凝土浇筑方法和振捣方法应合理可行，严格控制浇筑速度。浇筑捣实后，应立即开始养护，避免混凝土干裂和温度裂缝[5]。
        2.4.4如果水工建筑物基础沉降较大或不均匀沉降，也会引起上部混凝土结构产生裂缝，甚至导致结构变形。因此，在施工中应充分考虑地基沉降。
        2.4.5环境因素的持续影响也可能导致混凝土结构的早期开裂。因此，现场技术人员应充分考虑环境条件，结合自身经验对本工程的技术方案进行适当调整，以保证混凝土结构能适应环境条件，减少或避免裂缝，保证结构的完整性，延长结构的使用寿命。
        2.5水工建筑物混凝土结构养护施工质量控制措施
        与其他建筑物相比，水工建筑物的混凝土结构维修时间较长，出现混凝土结构裂缝等质量问题的概率较高。因此，有必要开展高强度、综合性的混凝土养护作业，并根据实际情况优化调整混凝土养护作业方案。如水工建筑物施工区气候温度较高、空气干燥时，要适当增加混凝土浇水养护作业频率，避免混凝土建筑构件蒸发过多、混凝土开裂等问题。在大体积混凝土的养护中，也要根据实际情况制定养护计划，以及各种混凝土养护质量问题的预防措施。
        结束语
        水工建筑物混凝土结构的施工质量和设计合理性是整个水利工程的关键，对我国社会的全面发展有着深远的影响。因此，结合实际施工情况，有必要同时进行水工建筑物混凝土结构的常规设计和极限设计，以保证建筑物在长期使用和极限使用条件下的安全系数和整体性能，合理运用上述有效的施工质量控制措施，从而最大限度地提高施工质量，避免各种施工问题的发生。
        参考文献：
        [1]王捷．关于水工建筑混凝土结构设计及施工质量控制的思考[J]．绿色环保建材，2018（04）：104.
        [2]徐卓，张佳．试论水工建筑混凝土结构设计及施工质量控制[J]．四川水泥，2018（04）：74.
        [3]安继荣．水工建筑混凝土工程的施工及质量控制研究[J]．建材与装饰，2018（51）：36-37.
        [4]邓镇宁．小型水工建筑设计与施工特点分析[J]．河北水利，2019（01）：34-35.
        作者信息：吴春春，4201241974****0020