淺談水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量

1、 淺談水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量摘 要：水利工程是我國的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè), 是目前正在進(jìn)行大力開發(fā)建設(shè)的重點(diǎn)工程, 而且其中大多數(shù)工程都以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式為主。文章結(jié)合筆者長期的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn), 就混凝土水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其施工管理、質(zhì)量控制等方面的相關(guān)內(nèi)容, 針對影響混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的主要因素進(jìn)行相應(yīng)的探討。關(guān)鍵詞：水利工程 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 施工質(zhì)量1水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)針對傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以強(qiáng)度設(shè)計(jì)為主的特點(diǎn), 水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要注重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì), 還需要更多地考慮建筑結(jié)構(gòu)在長期使用過程中由于水下環(huán)境作用引起的結(jié)構(gòu)材料腐蝕對結(jié)構(gòu)性能與適用性的影響, 應(yīng)盡可能通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)延長結(jié)

2、構(gòu)使用壽命。水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行的有關(guān)國家、地區(qū)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定執(zhí)行, 充分考慮建筑結(jié)構(gòu)在正常使用階段結(jié)構(gòu)構(gòu)件的相關(guān)檢測和維護(hù)過程, 在進(jìn)行水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)預(yù)留足夠的工作面為后續(xù)工作提供可實(shí)施性。值得指出的是, 水工混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中遭受病害是不可避免的, 只是應(yīng)將其程度降至最低水平。因此, 在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí), 在考慮材料受環(huán)境侵蝕和老化對性能產(chǎn)生的影響后, 還仍然要確保結(jié)構(gòu)和構(gòu)件存有足夠的安全性和整體穩(wěn)定性。2原材料的選擇及檢驗(yàn)混凝土結(jié)構(gòu)的主要原材料包括有碎石、砂、水泥、外加劑等。在確保水工混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量, 選用相應(yīng)的混凝土原材料前, 一定要對其進(jìn)

3、行試驗(yàn)檢驗(yàn), 只有所有的技術(shù)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求才能采用; 當(dāng)碎石骨料中含有過量有害物質(zhì)時(shí), 則會(huì)影響水泥的水化反應(yīng), 降低混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度, 減弱骨料與水泥膠體的粘結(jié)。在混凝土攪拌施工過程中, 還要求質(zhì)量控制管理人員根據(jù)現(xiàn)場測定的結(jié)果及時(shí)對原材料的配比進(jìn)行調(diào)整。如在現(xiàn)場采用干炒法快速確定砂子的含水率, 并及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場測定的含水率及時(shí)調(diào)整混凝土配合比中的實(shí)際用水量和集料配比。3混凝土現(xiàn)場配合比的確定影響混凝土原材料配合比變化而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變化過大的主要因素是細(xì)骨料砂子含水率、含泥量的變化和碎石含粉量的變化影響。(1) 混凝土原材料施工配合比的換算。在混凝土攪拌現(xiàn)場, 各級碎石骨料

4、中普遍含有一定量的超粒徑顆粒, 而且骨料的含水量通常都會(huì)比飽和面干狀態(tài)要高的多。因此, 應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測骨料的粒徑變化范圍及砂石表面的實(shí)際含水率, 將試驗(yàn)配合比換算為混凝土現(xiàn)場施工配合比。(2) 混凝土施工配合比調(diào)整。由于混凝土施工易受現(xiàn)場其它條件的影響, 根據(jù)混凝土在試驗(yàn)室里確定的設(shè)計(jì)配合比配置的混凝土, 其和易性難于與實(shí)際施工條件完全適合, 其現(xiàn)場坍落度也會(huì)隨之改變。為確保水工建筑結(jié)構(gòu)的混凝土和易性性滿足現(xiàn)場施工條件的要求, 在保持水灰比不變的前提下,應(yīng)對混凝土含水率及其用水量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。4混凝土澆筑與振搗施工水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工, 經(jīng)常是大體積混凝土的澆筑。正式澆筑施工前, 應(yīng)科學(xué)地

5、設(shè)計(jì)施工組織計(jì)劃, 將混凝土按一定面積、順序和走向, 分層、分段地進(jìn)行澆注施工, 同時(shí)應(yīng)確保不會(huì)留下明顯的施工縫。(1) 大體積混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)分區(qū)、分層澆筑, 每層混凝土的澆筑厚度應(yīng)控制在振搗深度范圍內(nèi), 確保在下層混凝土初凝前結(jié)束其上層混凝土的澆筑施工, 一般情況下, 水工建筑結(jié)構(gòu)的混凝土分層澆筑厚度不超過30cm。(2) 長條狀的混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑施工, 應(yīng)分段、分層進(jìn)行, 以確保每段混凝土結(jié)構(gòu)均滿足澆筑要求, 一般情況下, 分段澆筑長度控制在10 15m 為宜。(3) 無論混凝土結(jié)構(gòu)是按什么形式澆筑, 混凝土的澆筑施工應(yīng)一次性連續(xù)完成; 如果澆筑施工過程中的間斷時(shí)長超過了初凝時(shí)間, 則必須嚴(yán)

6、格按施工縫要求處理接縫位置。水工混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工時(shí), 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的任何部位都應(yīng)當(dāng)振搗充分, 不得漏振, 可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)量控制。(1) 如采用插入式振搗器進(jìn)行振搗施工, 其插入間距應(yīng)不超過振搗器作用半徑1.5 倍的范圍, 不能留有死角。(2) 采用插入式振搗器振搗施工時(shí), 插入深度應(yīng)控制在距模板距離保持在50 100mm 左右為宜, 防止模板接觸振搗器并與之產(chǎn)生共振影響混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量; 上下層混凝土分層澆筑后, 在振搗上層混凝土?xí)r, 振搗棒的插入深度也應(yīng)進(jìn)入下層混凝土50mm 左右, 以確保上下層混凝土的連續(xù)整體性。(3) 采用平板式振搗器進(jìn)行施工時(shí), 應(yīng)將待振搗的混凝土平面充分覆蓋,

7、 每次移動(dòng)時(shí)應(yīng)重疊振搗100mm 左右。(4) 采用附著式振搗器進(jìn)行施工時(shí), 振搗位置和次序應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)模板的架設(shè)情況和振搗器性能來布置, 并進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)進(jìn)行測試和調(diào)校。同時(shí), 還可根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)判斷混凝土振搗施工能否停止: 混凝土結(jié)構(gòu)表面的高度基本保持不變; 混凝土的冒泡現(xiàn)象已基本停止( 一般情況下, 氣泡先由中部冒出, 后由四周冒出再停止) ;混凝土結(jié)構(gòu)表面泛漿并發(fā)亮, 表面光滑平坦。5 混凝土結(jié)構(gòu)變形控制混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件產(chǎn)生裂縫是水工建筑中普遍的質(zhì)量通病, 在混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中, 可在以下幾個(gè)方面進(jìn)行預(yù)防控制。(1) 水工建筑的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造應(yīng)設(shè)計(jì)合理,在保證結(jié)構(gòu)整體性滿足要求的前提下,

8、 應(yīng)合理設(shè)置相應(yīng)的變形縫; 在結(jié)構(gòu)受力分析計(jì)算時(shí), 應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的斷面設(shè)計(jì)驗(yàn)算, 正常使用階段的應(yīng)力情況, 抗裂驗(yàn)算, 超載、維修施工驗(yàn)算。(2) 控制原材料、半成品的質(zhì)量。確保選用水泥的安定性滿足要求, 砂石級配良好, 砂、石的含泥土、石粉比例應(yīng)控制在允許范圍內(nèi); 混凝土配合比應(yīng)通過相應(yīng)的配合比試驗(yàn)確定, 并根據(jù)現(xiàn)場骨料條件進(jìn)行換算、調(diào)整; 應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度變化情況采用水化熱適當(dāng)?shù)乃喈a(chǎn)品。(3) 混凝土施工管理。混凝土原材料的配合比控制要準(zhǔn)確, 攪拌要充分, 拌和要均勻; 大體積水工混凝土澆筑施工, 應(yīng)按一定順序進(jìn)行分區(qū)、分段、分層進(jìn)行, 澆筑與振搗方法要妥當(dāng), 澆筑速度要均勻, 不

9、能快也不能過慢; 振搗施工要確?；炷脸浞置軐?shí), 保持插入式振搗器與模板的最小距離, 防止模板過度變形甚至出現(xiàn)漏水漏漿的現(xiàn)象;混凝土澆筑完成后應(yīng)及時(shí)合理養(yǎng)護(hù), 不要受凍。(4) 注意水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)的地基在施工期間發(fā)生較大變形, 以及環(huán)境濕度急劇變化產(chǎn)生的不利影響。6混凝土冬季施工在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí), 如果環(huán)境氣溫不低于零度, 做好混凝土的常規(guī)保溫即可; 如在負(fù)溫下的環(huán)境條件下進(jìn)行混凝土澆筑施工, 應(yīng)重視混凝土的早期防凍。防凍措施主要需要從以下兩方面進(jìn)行。(1) 采用防凍劑, 可以大幅度降低混凝土拌合水的冰點(diǎn), 防止在塑性狀態(tài)和早期混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分結(jié)冰膨脹, 導(dǎo)致混凝土凍傷的現(xiàn)象, 一般情況下, 防凍劑對混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度性能沒有明顯危害。(2) 保溫處理: 在冬季混凝土澆筑盡可能使用膠合板、木板等密封性能較好、具有一定保溫作用的模板, 再用保溫材料覆蓋在混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的表面, 使混凝土強(qiáng)度加速發(fā)展。在冬季進(jìn)行混凝土施工, 最好選用早強(qiáng)型的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。7結(jié) 語混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其施工是水利工程建設(shè)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié), 是整個(gè)水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量保證的核心環(huán)節(jié)?；炷两Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制, 其實(shí)就是將設(shè)計(jì)及施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)聯(lián)系起來, 在嚴(yán)格檢驗(yàn)、及時(shí)調(diào)整、重點(diǎn)控制、安全操作的基礎(chǔ)上進(jìn)行, 做到防患于未然, 使水工混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)