探讨水工建筑混凝土结构设计及其施工质量控制

摘 要; 笔者主要是结合长期的实际管理工作经验, 着重在水工混凝土结构设计、原材料的选择及检验、现场配合比确定、浇筑与振捣施工、结构变形控制以及混凝土冬季施工要点等方面对水工建筑混凝土结构设计及其

施工质量控制进行了阐述。

关键词; 水利工程; 水工混凝土结构; 结构设计; 混凝土施工

水利工程是我国的基础性产业, 是目前正在进行大力开发建设的重点工程, 而且其中大多数工程都以钢筋混凝土结构形式为主; 就通常的水工建筑结构而言( 如大坝、水闸、码头等建筑构筑物等) , 建筑结构的荷载承重和防渗功能等均主要由混凝土结构承担, 因此, 混凝土结构的设计及其施工质量控制都显得尤为重要, 其设计及施工质量的好坏直接关系到工程结构的运行安全、效益发挥和使用寿命等[ 1] 。混凝土结构的质量, 主要受混凝土原材料的质量, 混凝土结构施工技术水平以及施工队伍素质等因素的共同影响, 严格控制好混凝土结构的设计及其施工质量, 对于水工建筑结构的运行安全和功能发挥具有重要的作用。文章结合笔者长期的实际管理工作经验, 就混凝土水工结构的设计及其施工管理、质量控制等方面的相关内容, 针对影响混凝土结构质量的主要因素进行相应的探讨。

1 水工混凝土结构设计

针对传统的混凝土结构设计以强度设计为主的特点, 水工混凝土建筑结构设计不仅要注重结构强度设计, 还需要更多地考虑建筑结构在长期使用过程中由于水下环境作用引起的结构材料腐蚀对结构性能与适用性的影响, 应尽可能通过合理的结构设计延长结构使用寿命。水工混凝土建筑结构的设计应严格按照现行的有关国家、地区及行业标准和规定[ 2~ 3] 执行, 充分考虑建筑结构在正常使用阶段结构构件的相关检测和维护过程, 在进行水工混凝土结构设计时, 应预留足够的工作面为后续工作提供可实施性。值得指出的是, 水工混凝土结构在使用过程中遭受病害是不可避免的, 只是应将其程度降至最低水平。因此, 在设计混凝土结构构件时, 在考虑材料受环境侵蚀和老化对性能产生的影响后, 还仍然要确保结构和构件存有足够的安全性和整体稳定性。

2 原材料的选择及检验

混凝土结构的主要原材料包括有碎石、砂、水泥、外加剂等。在确保水工混凝土结构的施工质量, 选用相应的混凝土原材料前, 一定要对其进行试验检验, 只有所有的技术性能指标均满足设计和规范要求才能采用; 当碎石骨料中含有过量有害物质时, 则会影响水泥的水化反应, 降低混凝土构件的强度, 减弱骨料与水泥胶体的粘结。在混凝土搅拌施工过程中, 还要求质量控制管理人员根据现场测定的结果及时对原材料的配比进行调整。如在现场采用干炒法快速确定砂子的含水率, 并及时根据现场测定的含水率及时调整混凝土配合比中的实际用水量和集料配比。

3 混凝土现场配合比的确定

影响混凝土原材料配合比变化而导致混凝土结构强度变化过大的主要因素是细骨料砂子含水率、含泥量的变化和碎石含粉量的变化影响[ 4] 。

( 1) 混凝土原材料施工配合比的换算。在混凝土搅拌现场, 各级碎石骨料中普遍含有一定量的超粒径颗粒, 而且骨料的含水量通常都会比饱和面干状态要高的多。因此, 应根据现场实测骨料的粒径变化范围及砂石表面的实际含水率, 将试验配合比换算为混凝土现场施工配合比。

( 2) 混凝土施工配合比调整。由于混凝土施工易受现场其它条件的影响, 根据混凝土在试验室里确定的设计配合比配置的混凝土, 其和易性难于与实际施工条件完全适合, 其现场坍落度也会随之改变。为确保水工建筑结构的混凝土和易性性满足现场施工条件的要求, 在保持水灰比不变的前提下,应对混凝土含水率及其用水量进行相应的调整。

4 混凝土浇筑与振捣施工

水工建筑混凝土结构施工, 经常是大体积混凝土的浇筑。正式浇筑施工前, 应科学地设计施工组织计划, 将混凝土按一定面积、顺序和走向, 分层、分段地进行浇注施工, 同时应确保不会留下明显的施工缝。

( 1) 大体积混凝土结构( 如墩台等) 应分区、分层浇筑, 每层混凝土的浇筑厚度应控制在振捣深度范围内, 确保在下层混凝土初凝前结束其上层混凝土的浇筑施工, 一般情况下, 水工建筑结构的混凝土分层浇筑厚度不超过30cm。

( 2) 长条状的混凝土结构( 如挡土墙等) 的浇筑施工, 应分段、分层进行, 以确保每段混凝土结构均满足浇筑要求, 一般情况下, 分段浇筑长度控制在10~ 15m 为宜。

( 3) 无论混凝土结构是按什么形式浇筑, 混凝土的浇筑施工应一次性连续完成; 如果浇筑施工过程中的间断时长超过了初凝时间, 则必须严格按施工缝要求处理接缝位置。水工混凝土结构浇筑施工时, 结构构件的任何部位都应当振捣充分, 不得漏振, 可从以下几个方面进行质量控制。

( 1) 如采用插入式振捣器进行振捣施工, 其插入间距应不超过振捣器作用半径1􀀁 5 倍的范围, 不能留有死角。

( 2) 采用插入式振捣器振捣施工时, 插入深度应控制在距模板距离保持在50~ 100mm 左右为宜, 防止模板接触振捣器并与之产生共振影响混凝土结构的质量; 上下层混凝土分层浇筑后, 在振捣上层混凝土时, 振捣棒的插入深度也应进入下层混凝土50mm 左右, 以确保上下层混凝土的连续整体性。

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