水工建筑混凝土结构设计及其施工质量控制

李文富

摘要：在现代水工建筑中，混凝土结构施工是非常关键的组成部允直接关系到整个水利工程的防渗水性和耐久性。混凝土施工应该从混凝土结构设计、原材料的选择与检验、材料配合比的确定、混凝土浇筑与振捣等多环节对结构施工展开质量管理与控制。鉴于此，本文从上述角度并结合实际工作经验，展开了详细的分析和论述，以期为水工建筑施工管理的同行提供参考与借鉴。

关键词：水工建筑 混凝土 结构设计 施工质量控制

水利工程是我国重点开发的工程项目之一，其中大部分为钢筋混凝土建筑结构，如码头、大坝、水闸等。作为建筑工程的主体，钢筋混凝土结构承担着防渗的功能。因此，钢筋混凝土的施工质量在水工建筑中非常关键，其质量控制工作直接影响到了工程的质量和建筑物的正常运行。混凝土结构施工的影响因素很多，如混凝土原材料质量、混凝土工程设计、施工环境等。混凝土结构施工应该从管理、施工材料、施工环境等方面展开，对各环节容易出现的问题进行认真把握，从而保证整个工程的承载力与防渗效果。

1.水工混凝土结构设计

传统混凝土结构设计的特点是以强度设计为主，在结构设计中不仅要对结构强度设计加以重视，同时还要对建筑结构在使用过程中因水下环境影响而造成的材料腐蚀问题进行充分考虑，利用合理的结构设计使结构使用寿命得到延长。

水工混凝土结构设计过程应符合相关规定和标准，对建筑结构正常使用过程中的检测与维护进行充分考虑，在结构设计时预留出足够的工作面，为后续工作的实施提供便利。同时，水工混凝土结构在使用过程中不可避免的会受到病害的威胁，应尽最大能力将危害程度降到最低。在混凝土结构构件设计时应注意对材料所受环境侵蚀、老化等因素对性能产生的影响，同时保证结构的整体稳定性以及构件的安全性。

2.混凝土材料的质量控制

合理选择和配置材料是控制混凝土材料质量的关键因素。混凝土是建筑工程中十分常见的材料，不同建筑对原材料的选择不同，不同项目呈现不同的材料配制比例。在混凝土施工过程中，应该对水泥、细沙、砂砾等原材料的质量进行合理控制，并对不同原材料的强度、含水率、颗粒粒径等进行检测，按照实际情况调整混凝土配制比，最终达到标准。

水工建筑施工会用到水泥、细沙、外加剂等材料，需要按照实验室确定的材料配合比对沙砾的直径和水泥的轻度进行确定，并注意确定所有材料的含水率。其中，水泥窑保证达到质量标准，其强度应与规定的要求相符合；沙砾应针对粒径展开检测，以保证粒径颗粒数量可在要求的范围内；对不同沙砾与细沙的纯度进行检验，不能出现杂质过多的情况，一旦杂质过多，原材料将会在水化中出现化学反应，对水泥胶体的强度造成不良影响。

在搅拌混凝土的过程中，质量控制管理人员应结合现场测定的结果及时调整原材料的配比，采用干炒法确定砂子的含水率，按照现场测定的含水率来调整混凝土配合比中的集料配比和实际用水量。

3.确定混凝土现场配合比

影响混凝土材料配合比的因素主要有细骨料砂子的含水率变化、碎石含粉量变化等。首先应进行原材料施工配合比的换算。在施工现场各级碎石骨料中都含有一些超粒径的颗粒，骨料含水率往往比饱和面干状态高一些，所以应结合实测粒径范围和含水率，利用试验配合比换算成为施工现场配合比。其次，在施工过程中可能会受到很多条件的影响，按照实验室配合比配置出来的混凝土，从和易性上来看很难完全与施工现场情况吻合，坍落度也会发生改变。为保证混凝土和易性能满足施工条件，应在保持水灰比不变的情况下，合理调整混凝土含水率。

4.混凝土浇筑及振捣

水工建筑混凝土施工主要表现为大体积的混凝土浇筑。在开始浇筑前，应对施工组织计划进行科学设计，按照一定的走向和面积，进行分段、分层的浇筑施工，保证不会留下明显的施工缝。大体积的混凝土的浇筑应分区、分层进行，并将每层混凝土浇筑的厚度控制在合理的范围内，保证在下层混凝土初凝之前完成上层混凝土浇筑。通常情况下，水工建筑结构中分层浇筑的厚度不能在30cm以上。通常情况下挡土墙等长条状混凝土结构的浇筑应该分段、分层进行，这样才能保证每段混凝土结构施工满足浇筑的标准与要求。通常情况下应该将分段浇筑的长度控制在10～15m之间。不管按照什么形式进行浇筑，都要保证浇筑施工的连续性，如果浇筑时间超过初凝时间，则需要按照施工缝的处理要求进行相应的处理。

在浇筑施工过程中，结构构件应该保证振捣充分，不能出现漏振的情况，并注意从以下几方面展开质量控制。首先，利用插入式振捣器时插入的间距应该在振捣器作用半径的1.5倍以内，不能出现死角；其次，利用插入式振捣器进行施工的过程中，应该将插入深度控制在于模板相距50-10Omm的范围内，以避免模板与振捣器接触，二者接触将会对混凝土结构的质量产生不良影响。实施分层建筑以后对上层混凝土进行振捣，振捣棒插入深度应控制在进入下层混凝土中50mm左右，这样才能保障上下层混凝土浇筑的整体性与连续性。利用平板式振捣器施工时，需全面覆盖住待振捣的混凝土平面，每次移动时应进行重叠振捣。

利用附着式振捣器进行施工时，应结合结构模板的架设情况决定振捣位置，根据振捣器的性能布置结构模板。此外，需要结合相关经验来判断混凝土振捣施工是否可以停止，基本上保持混凝土结构表面高度不变，基本上混凝土冒泡现象已经停止，通常情况下气泡会从中部冒出，然后从四周冒出，最后停止。

5.混凝土结构变形控制

（1）保证混凝土结构设计的合理性

在水工建筑混凝土结构设计过程中，要保证设计的合理性，在结构整体性得以满足的情况下，对变形缝进行合理设置。在计算和分析结构受力情况时对断面设计展开验算，并针对结构使用期间的应力情况、抗裂情况、超载及维修施工等方面展开验算。

（2）合理控制材料质量

选用的水泥应保证安定性的要求，砂石的级配应保证满足标准，砂石的石粉比例、含泥土比例应控制在合理的范围内，并按照现场骨料条件展开调整，按照施工现场的温度变化选用水化热合适的水泥。

（3）混凝土的施工管理

混凝土的配合比一定要准确，注意拌和均匀、搅拌充分。大体积混凝土浇筑应按照相应的顺序分区分段的进行，注意利用适当的浇筑与振捣方法，浇筑过程一定要均匀。振捣施工应保证混凝土的密实性，振捣器应和模板分离，保持二者的最小距离，以避免模板变形过度而出现的漏浆、漏水等问题，完成混凝土浇筑以后，应注意进行及时的养护管理，不能受冻。

6.混凝土冬季施工质量控制

需要在冬季进行水工建筑混凝土施工时，如果现场温度在O℃以上，只要将混凝土常规保温工作做好即可，如果现场温度低于-5℃，就需要对采取早期防冻措施。

（1）保温处理措施

在冬季进行混凝土浇筑时，应尽量使用密封性能较好的模板或者胶合板，选择具有一定保温效果的模板，还要利用草帘、泡沫保温板等保温材料，将这些保温材料覆盖在构件或者混凝土结构表面，加速混凝土强度的发展。在冬季进行混凝土施工时，应该选择普通的硅酸盐水泥或者早强型的硅酸盐。

（2）采用防冻剂

冬季施工时采用防冻剂，可以有效降低混凝土拌合水冰点，避免早期混凝土结构中水分出现结冰膨胀的现象，进而出现混凝土冻伤问题，通常情况下，采用防冻剂是不会对混凝土结构及构件强度及』陛能带来危害的。

7.结语

水工建筑混凝土结构设计及其施工质量控制在水工建筑中是非常重要的组成部分，施工质量控制是保证整个水工建筑混凝土结构质量的关键环节。因此，每个施工环节都要注意严格把关并进行规范的管理，对施工质量进行全方位的控制，将设计、施工等环节有机结合起来，进行严格的检验、对发现的问题进行及时的调整与处理，并注意对重点环节的质量进行严格控制，以保证各施工环节的安全操作。这对混凝土结构防渗性能及耐久性的提高非常有利，可以有效消除水工建筑在后期运营中存在的质量隐患，做到防患于未然，充分保证水工混凝土结构的质量，进一步延长水工建筑的使用时间。endprint