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摘要：以水坝、运河为代表的水工建筑，长期处于水的动静作用力之中，受到地质、水文、气象等自然因素的制约，且施工条件艰巨、难度大，一旦失事造成的损失和灾难难以估量。作为当前水工建筑最主要的组成构建，混凝土结构的形式设计以及施工质量控制一直是监理控制的重中之重。本文将针对水工建筑混凝土的设计要点以及施工质量控制要点进行探讨。
关键词：水工建筑混凝土；结构设计；施工质量；要点
我国水工建筑伴随着时代的进步一直在发展，取得了举世瞩目的成就。其中，水工混凝土结构设计及其优化在其中发挥了重要的作用。同时，一些普遍的裂缝、渗漏及结构安全问题的暴露说明这一技术还有待进一步提升。相关人员需要加强这一技术的研究，从设计之初开始防范规避可能产生的问题，全面提高建筑安全与品质[1]。
一、水工混凝土结构设计要点
（一）原材料
能够保证建筑物在长期或经常受水力作用影响仍旧能够长期使用的混凝土被称为水工混凝土。因此，其质量规范极其严格。水工混凝土的原材料主要包括水泥、碎石、砂、等。这些材料必须经过严格的筛选、实验验证，达到施工标准后方可投入施工使用。原材料对水工混凝土结构质量的影响主要体现在以下几个方面：水泥水化反应导致有害物质超标，进而使得水泥胶体与骨料之间的粘结性下降，影响混凝土强度。原材料配比与实际施工需求存在较大差异，导致混凝土结构不均衡。
（二）技术要求
水工混凝土除了要满足混凝土强度以及防渗等一般要求外，还需要具有一定的耐久性、抗冻性、抗冲刷和抗磨损能力。这时由于水工混凝土长期暴露在空气与水中，受到水流、日照、气象、冰冻、干湿等作用的影响巨大。一般而言，这些性能的不足才是导致问题出现的主要原因，相反，设计的抗压强度要求并不是非常苛刻。因此，水工混凝土结构设计在满足结构抗压强度后，还需要根据混凝土所在的位置，有针对性地进行抗渗、抗冻、抗磨、抗拉等特殊设计[2]。为此，必须对施工所处的环境进行分析，包括气温、水质等。
（三）检测与维护
在对水工建筑物混凝土结构设计时，既要保证投入使用后的性能也要尽可能延长使用寿命。因此，必须严格依据当前相关标准与规定进行设计，确保后期维护、保养工作能够顺利实施。对于在设计阶段无法规避的环境侵害与老化现象，需要设计人员全面综合考虑日后可能会遇到的病害因素，采取有效措施将危害程度降到最小，有条件的可以参考相似条件下已有建筑的使用情况，以此保证后期投入使用后混凝土结构的长期安全和稳定。
二、水工混凝土施工质量控制要点
（一）原材料的质量影响及控制要点
1、水泥：水工建筑物环境不同，对水泥的品种和质量要求也不同。大体积混凝土通常会遭到水流侵蚀，以此需要根据侵蚀类型和程度采用硅酸盐水泥混合30%以上的一级或二级粉煤灰[3]、高硫酸酸盐水泥，抗硫酸盐水泥。水泥细度对水化反应、需水量、放热速度有很大的影响，进而影响强度和均衡。同时对混凝土抗冻性、抗裂性也有着直接影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆减少熟料中的铝钙酸三钙含量可以有效提高混凝土抗裂性和耐磨性。
2、外加剂：合理添加外加剂可以达到减少含水量、缓凝、增加耐用性等目的。北方寒冷地区必须添加松香肥皂引气，加上高品质掺和料如粉煤灰达到改善拌合物和易性与耐久性的目的。其他外加剂包括糖蜜塑化剂、木质素磺酸盐减水剂等。
3、骨料：水工混凝土常采用天然砂、人工砂和混合物作为细骨料。其质量会影响抗渗性、砾石等级、抗冻性、混凝土和易性、经济性、强度。粗骨料质量包括碎石强度、含泥量、颗粒级配等也会直接影响混凝土性能。大体积混凝土需要采用大颗粒直径的砾石以减少水和水泥用量。而减少黏土含量可提高干燥收缩率，抗渗性、抗冻性。
因此，进场原材料以及混合料必须通过国家标准和设计要求检测。进场后为确保质量不发生改变，需要进行定期和随机抽检。
（二）混凝土配合比控制
混凝土配合比，是指根据不同的设计要求，设计各种原材料的组合用量。从而使得原材料的使用更具有经济性和适用性。若要达到配置的合理性，除了需要考虑水泥品种、粗骨料粒径等参数外，还必须了解各种不同的混凝土类型，以及施工过程需要的特殊混凝土性能要求，混凝土凝结时间的长短、需要的混凝土运输方式以及浇筑方式、使用的机械设备、各种添加剂、拌和材料，现有原材料质量；钢筋布置密度、组件断面尺寸等因素。以此为根据选择合适的配比参数并实验验证。
实验室配合比制定出后还需要进行施工实践的验证，而后随时进行调整。以水灰比为例，作为混凝土性能重要的衡量指标，必须保持其配比不发生改变，以此保证其他性能。而需要提出耐久性的混凝土需要通过调整配合比保证混凝土含气量不超过标准范围。
（三）混凝土搅拌、浇筑、振捣控制
1、搅拌：在搅拌过程中，如果出现水耗量增加不合理、骨料称量不准确、水灰比控制不合理、颠倒加料顺序、搅拌不均匀或者时间过长等情况，都会对水工混凝土性能造成不利影响。因此，需要严格按照操作标准进行搅拌作业。并对骨料、水泥、混凝土温度进行监控记录，以便随时发现问题解决问题。
2、浇筑：同一水工建筑物需要浇筑不同的混凝土，甚至同一浇筑体也可能浇筑不同种类的混凝土，因此在具体施工时，要进行科学合理地工段划分，分层、分片进行浇筑，并制定科学的浇筑步骤。浇筑作业要注意控制好浇筑尺度、一气呵成，保证构件尺寸精准、形态完好。
3、振捣：水工建筑物相比其他工程振捣量更大，而且不同的构件需要不同的操作设备，如插入式振捣器、平板式振捣器等等。为了避免共振作用对建筑结构产生不利影响，需要振捣器与被振捣的构件保持一个合理距离。例如：分片振捣构件需要利用重叠振捣器，其优势在于能够充分覆盖混凝土构件平面。分层振捣需要采用插入式振捣器，以此实现不同深度的混凝土的充分振捣效果。其注意事项为：快速插入、缓慢拔出，移动间距控制在30-40CM，并插入下层5CM。所有振捣工具的使用都要以表面下降程度以及振捣频率符合标准、无气泡产生、结构表面光滑、不泛水浆、作为完工条件。同时，设备和工具使用前要进行检查，平常也要进行养护，以防使用时出现故障；模板仓要定期清理；施工人员必须具备合格的操作技能、经验，通过审查后方可持证上岗。
（四）混凝土维护控制
裂缝是混凝土结构中非常普遍又难以克服的问题。因此，在实际施工中，要明确允许的裂缝宽度值，确定危害程度，以便采取针对性的维护措施。因此，需要从水压力、荷载性质、干湿环境等因素进行综合考量。通常，混凝土裂缝处理措施包括开凿填补、涂抹封闭、压力注浆等方法。此外，混凝土养护也是十分关键的控制技巧，因为长期遭受水作用，养护作用程度相比其他建筑更大。如果养护不到位或不正确，裂缝发生率会相应上升。对水工建筑而言，预防裂缝产生更有价值，因此要规范混凝土施工流程和标准，保证原材料质量。
结束语
综上所述，我国水工混凝土施工存在的质量问题成为制约我国水工建筑飞跃发展的因素。因此需要相关设计人员因地制宜，在全面掌握施工条件的情况下，完善混凝土结构设计、依靠灵活高效的质量监理控制手段，严把安全关、质量关，以此提高水工建筑的适用性并延长使用寿命。
参考文献
[1]陈彪,汪宾舟.水工建筑混凝土的施工质量监理控制[J].水利科学与寒区工程,2018,1(07):70-72.
[2]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.
[3]朱建生.水工建筑结构设计关键问题探讨[J].河南水利与南水北调,2018,47(01):62-63.
论文作者:何佩珊
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/8/2
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