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质量 水工建筑混凝土结构设计及其施工质量控制 2 0 1 1 年第 3期 水工建筑混凝土结构设计 及其施工质量控制 吴 继 明 ( 新疆水利 厅玛纳 斯河流域 管理处 ， 新疆 石河 予8 3 2 0 0 0 ) 【 摘 要】 笔者结合长期 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 【 DOI 编 码 】1 o 3 9 6 9 j i s s n ， 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 1 0 3 0 1 0 【 中图分类号】 TV 5 2 3 【 文献标识码】 B【 文章编号】1 0 O 8 1 3 0 5 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 0 2 6 0 3 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_ 。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 2 6 有关 国家 、地 区及行业标 准 和规 定 _ 2 q 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 作者简介 ：吴继 明 ( 1 9 6 4年 一) ，男 ，湖 北麻城人 ，高级工 从事水政监察工作。 质 量 水工建 筑混凝 土结构 设计及 其施 工质量 控制 2 0 1 1 年 第 3期 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 。 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 5 o l O O mm 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 5 0 mm 左 右 ，以确 保 上 下 层 混 凝 土 的连 续 整 体性 。 ( 3 )采用平板式振捣器进行施工时 ，应将待振 捣的混凝土平面充分覆盖 ，每次移动时应重叠振捣 l O O mm 左 右 。 ( 4 )采用附着式振捣器进行施工时，振捣位置 和次序应 根据结 构模板 的架设情 况和 振捣器性 能来 布置 ，并进 行相应 的试验 进行测 试和 调校 。 同时 ，还可根据相关经验判断混凝土振捣施工 能否停 止 ： 混 凝 土 结 构 表 面 的高 度 基 本 保 持 不 变 ；混 凝 土 的 冒泡 现 象 已基 本 停 止( 一 般 情 况 下 ，气 泡 先 由 中部 冒出 ，后 由 四周 冒出 再 停 止 ) ； 混凝土结构表面泛浆并发亮 ，表面光滑平坦。 4混凝土浇筑与振捣施工 5 混凝 土结构变形控 制 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 。 首先大体积混凝土结构( 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 3 0 c m。 其次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 1 0 1 5 m 为宜 。 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 混凝土结构及构件产生裂缝是水工建筑中普遍 的质 量通病 ，在 混凝土结 构施工 过程 中 ，可在 以下 几个方 面进行 预 防控 制 。 ( 1 )水工 建筑 的混 凝 土结 构 构造 应 设 计合 理 ， 在保证 结构整 体性满 足要求 的前提 下 ，应合 理设置 相应 的变形缝 ；在结构受力分析计算时，应进行相 应的断面设计验算，正常使用阶段的应力情况 ，抗 裂验算，超载、维修施工验算。 ( 2 )控 制原材 料 、半 成品 的质量 。确保选 用水 泥 的安定性满 足要求 ，砂 石级配 良好 ，砂 、石 的含 泥土、石粉比例应控制在允许范围内；混凝土配合 比应通 过相应 的配合 比试验确 定 ，并 根据现 场骨料 条件进行换算、调整；应结合施工现场的环境温度 变化 情况采 用水 化热适 当的水 泥产 品。 ( 3 )混 凝土施 工管理 。混凝 土原材料 的配合 比 控制 要准确 ，搅拌要 充分 ，拌 和要 均匀 ；大体积 水 工混凝 土 浇 筑施 工 ，应按 一 定 顺 序 进行 分 区 、分 段 、分层进行 ，浇筑与振捣方法要妥 当，浇筑速度 要 均匀 ，不 能快也不 能过慢 ；振捣施 工要确 保混凝 土充分 密 实 ，保 持插 人 式 振 捣器 与模 板 的最 小 距 离 ，防止模板 过度 变形 甚 至 出现 漏 水漏 浆 的 现象 ； 混凝土浇筑完成后应及时合理养护，不要受冻 。 ( 4 )注意水工建筑混凝土结构的地基在施工期 27 质 量 水工 建筑混凝 土结构设 计及 其施工 质量控制 2 0 1 1年第 3 期 间发 生较大变 形 ，以及 环境湿 度急剧 变化产生 的不 利影 响 。 6 混凝土冬季施工 在冬 季进 行混凝 土施工 时 ，如果 环境气 温不低 于零度，做好混凝土的常规保温即可；如在负温下 ( 最低温度低于5 )的环境条件下进行混凝土浇 筑施工 ，应 重视混凝 土 的早 期防冻 。防冻措 施主要 需 要从 以下 两方 面进行 。 ( 1 )采用防冻剂，可以大幅度降低混凝土拌合 水的冰点 ，防止在塑性状态和早期混凝土结构内部 的水分结冰膨胀 ，导致混凝土冻伤的现象 ，一般情 况下，防冻剂对混凝土结构或构件的强度性能没有 明显危 害 。 ( 2 )保温处理：在冬季混凝土浇筑尽可能使用 胶合板、木板等密封性能较好、具有一定保温作用 的模板 ，再用保温材料 ( 如草帘或泡沫保温板等) 覆盖在混 凝土结 构或构 件的表 面 ，使混凝 土强度 加 速发展 。在冬季 进行混 凝土施工 ，最好 选用早强 型 的硅 酸盐或普 通硅 酸盐水 泥 。 7 结 语 混凝 土结构设 计及其 施工是 水利工程 建设过 程 中的一个重要环节，是整个水工建筑混凝土结构质 量保 证 的核 心环 节 。 混凝土结构的质量控制，其实就是将设计及施 工过 程 中的各个 环 节 有机 联 系起 来 ，在 严格 检验 、 及 时调整 、重点 控制 、安 全操作 的基础 上进行 ，做 到防患于 未然 ，使水工混 凝土结 构 的质量 获得有 效 保 障 。 参 考文 献 1 刘宏水 工建筑混凝 土施工质 量控制 E J 中 国新技 术新产品 ，2 0 1 0 ，7 2 水工混凝土施工规范 ( D L T 5 1 4 4 2 0 0 1 )E s L 3 港 L 1 工程混凝土结构设计 规范 ( J T J 2 6 7 9 8 )E s 4 张国强 水 工建筑混凝 土施工 的质量控 制 E J 水 利 水 电 建 设 ，2 0 0 9 ，5 讯 混凝 土重力坝设计规范及 水利水电工程物探规程 英文报批稿体例格式讨论会在 天津召开 水利部水利水电规划设计总院于 2 0 1 1 年 3月 2 0 2 1日在天津主持召开 混凝土重力坝设计规范及 水利水 电工程物探规程英文报批稿体例格式讨论会，参加会议的有水利部国际合作与科技司、长江勘 测规划设计研究院、中水北方勘测设计研究有限责任公司等单位的代表。 会议听取了中水北方勘测设计研究有限责任公司 混凝土重力坝设计规范 ( 英文版) 编译组 的工作 汇报 ，并对编译组所提交的 混凝土重力坝设计规范英文版报批稿体例格式 ( 讨论稿) ( 以下简称讨论 稿)逐条进行了讨论 ，基本同意讨论稿 。编译组将按照讨论稿的要求对报批稿进行修改完善后报送水利部 水利水电规划设计总院。 ( 吕洁 供稿) 太湖流域水环境监测 中心通过国家计量认证复查评 审 根据国家认证认可监督管理委员会评审计划和和水利部计量办公室 关于国家计量认证复查评审的通 知( 国认水正字 E 2 o 1 1 2号)计划安排 ，国家计量认证水利评审组会同江苏省质量技术监督局共 5位 国家级评审员 ，于 2 0 1 1年 3 月 3 0日至 4月 1日对太湖流域水环境监测 中心进行 了国家计量认证复查评 审 。 评审组一致认为 ，中心具备 了所申请的水、土壤和水生生物三大类共 1 6 0项参数的检测能力，建议报 国家认 证认可监 督管理 委员会予 以批准 。 太湖流域水资源保护局李俊翔副局长出席了评审会议 ，对中心顺利通过评审给予 了肯定并表示祝贺。 中心高怡主任在听取评审组评审意见后，表示一定在规定时间 内认真完成整改 ，并以本次复查评审为契 机 ，进一步完善质量管理体系，不断提升检测质量，为太湖流域水环境治理提供更加完善的技术保障。 ( 摘 自：中国水利国际合作与科技网) 2 8