水工建筑混凝土结构设计及其施工质量控制

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　　摘    要：水利工程的建设完善起着调水蓄水的重要作用，对于我国水利资源的有效利用，以及社会发展生产生活具有重要意义。水利工程项目中各大类建筑物大多会采用混凝土结构，混凝土结构的设计水平以及建设质量往往会对水利工程建筑整体功能的发挥产生重大的影响;因而，还需要在水利工程項目实施过程中对此给予足够的重视。基于此，本人就将围绕水利工程建筑项目实施过程中的混凝土结构设计及质量控制的要点进行讨论。
　　关键词：水利工程建筑;混凝土;结构设计;质量控制
　　1  水利工程建筑混凝土结构设计优化要点
　　结构设计优化就是指在各种会影响到变量中的参数进行主要的选择，之后建立起相应的函数模型，并运用科学合理的方法寻找最优的结果。对结构总体的优化建立模型主要包括以下几个方面：首先是对设计变量的合理选择。一般情况下，设计变量会选择对设计要求影响相对较大的参数，并将所涉及的参数依照各自的性能进行区分，注意观察参数的变化和影响，将变化较大的参数设定为预定参数，通过这种方法，能够有效减少对编程计算的工作量。其次是需要确定目标函数，使用函数能够找出满足条件的最优结果。最后，需要对约束条件进行确定。水利工程结构的可靠程度对结构优化的设计有着约束条件，包括有应力约束、裂缝及宽度的约束、结构尺寸约束、弹塑性约束等方面，在进行结构优化的设计过程中，要注意考虑到各种约束性条件，以此来保证各个约束条件满足标准规范的要求。
　　混凝土结构的设计是水利工程建筑项目设计的最重要点，也是水工建筑建设施工的根本依据，混凝土结构设计的水平将直接影响到整个水利工程建筑施工的质量。在进行水利工程建筑混凝土结构的设计时，应当充分结合水利工程建筑项目的建设目标，以保证水利工程建筑建设的施工质量，从而保障水利工程建筑功能的发挥。同时要求设计人员不能仅以完成设计为目的，还应当充分考虑施工中可能出现的各种意外因素，包括施工单位的技术水平、设备配置情况、施工设计的可实现性、整体施工成本及工期要求，同时还要提前了解施工区域的环境气候条件、现场交通条件，从而把握施工中可能出现的各类影响因素，尤其是水体环境对混凝土结构的侵蚀影响，在此基础上进行有效的设计，确保混凝土结构设计与施工实际相符合。
　　2  在水利工程项目中混凝土项目施工可能会出现的一些问题
　　2.1  水利工程项目中混凝土项目的裂缝问题
　　在已进行的水利工程施工期间，混凝土施工是重要的组成成分，在项目施工中混凝土的使用量还是比较巨大的。因为不同的水利工程项目其形态也千差万别的，故而，其对混凝土的性质质量要求也会有所不同;而这样区别的好处就是能够有效的提高项目管理对项目施工中混凝土施工质量的把控程度。在实际的项目施工当中，混凝土的开裂也是属于比较容易出现的问题;其也会对水利工程项目造成一些比较严重的危害。其中，混凝土开裂对水利工程项目造成最严重的影响就是混凝土的整体结构，导致水利工程项目整体结构的崩塌。经过对我国以往的水利工程项目资料的分析，发现影响混凝土开裂的原因是多方面的;其中，有关材料方面的，比如：材料的质量、材料料的混合比例以及原料的各种性能等等，与此相关的还有施工单位的施工工艺及管理能力。除此之外，施工环境也会对混凝土开裂产生一定的影响。
　　2.2  混凝土内钢筋结构容易被腐蚀问题
　　经上述可知，水利工程项目施工中混凝土结构容易产生开裂的问题。那么，继混凝土出现裂缝后的问题就是位于混凝土内部的钢筋结构容易被腐蚀的问题。对于水利工程项目来说，让其处于一个周围空气湿度比较大的环境中，在混凝土出现开裂后，周围丰富的水资源就会侵入混凝土内部结构，侵入的水化合物与空气中的氧气化合物，经过系列的化学反应，会使得混凝土内部钢筋结构发生生锈，从而被腐蚀。
　　2.3  施工人员造成裂缝问题
　　人为因素裂缝主要是指由于人为的疏忽、操作不恰当等情况而导致的混凝土裂缝。主要有以下几方面：一是设计人员疏忽。工程设计人员在工程施工设计过程中，由于对有关细节不够重视从而使得施工过程出现砼裂缝。如断面设计不合理，变化过大而影响混凝土内部应力，应力及预应力设计不当，钢筋混凝土配置不合理等都是人为因素砼裂缝的表现。二是混凝土搅拌时间控制不当。混凝土搅拌是混凝土施工中的一个重要环节，搅拌质量控制非常重要。混凝土搅拌时间控制不好、搅拌不均匀都可能导致裂缝产生，另外，混凝土整体材料混合不均匀会加重膨胀收缩问题，从而出现网状裂缝。
　　3   水利工程建筑项目混凝土结构质量具体控制要点
　　3.1  施工前做好混凝土原料的选型与质量把控工作
　　水利工程建筑混凝土结构施工中所使用的材料具有一定的特殊性，其对于材料的防水能力、耐腐蚀性、抗变形能力等都有着很高的要求，因而在选择原材料时，往往需要对混凝土材料的综合性能进行比较考量。为保证水利工程建筑功能的正常使用，还需要在施工前，通过实验测定对混凝土材料的性能及最佳配比方案进行明确。为实现对施工中混凝土水化热等问题的防控，在混凝土原材料的选择配比上，一般要选择低热型水泥，如矿渣水泥，或使用粉煤灰作为水泥的部分代替品，从而用来降低水化热对施工质量造成的影响。
　　3.2  浇筑过程中加强浇筑方式及浇筑时间的控制
　　混凝土浇筑过程中浇筑方式的选择和浇筑时间的控制都会对施工质量产生巨大影响，在实际浇筑施工当中，应当根据环境的温差、混凝土结构的类型、施工设备及施工条件等等因素，确定使用最佳的浇筑方式。一般水利工程建筑中主要采用泵送混凝土分层浇筑的方式，为降低温差对浇筑质量的影响，需要对浇筑时混凝土温度进行严格控制，避免超温浇筑。同时，还要根据季节不同对浇筑施工进行分析调整;例如，冬夏季可适当减少浇筑次数，而春秋季则可以适当增加浇筑的次数。同时，在混凝土浇筑的时间选择上，应该避开冬季低温时段与夏季高温时段，还要做好相应的防寒保温工作与防晒降温，从而实现对浇筑施工质量的准确控制。
　　3.3  要注意做好混凝土浇筑后的振捣与养护工作
　　振捣养护工作是混凝土浇筑施工环节中不可缺少的一个重要环节，振捣的质量将影响到混凝土浇筑后的密实度，从而影响整个施工质量。在分层浇筑过程中，每一层浇筑完成后都需要使用振捣棒进行充分的振捣处理，要合理的控制振捣的速度、深度，确保振捣均匀度，且要避免振捣操作中留下死角，确保混凝土内部所有部位都振捣到位，以保证混凝土的密实性。另一方面，在混凝土浇筑完成以后，还需要做好后期养护工作，常规天气条件下主要使用洒水养护方式即可，避免混凝土表面出现干缩裂缝。气温骤降或寒冷天气条件下，可以采取覆膜养护或蓄热法养护方式，发挥保温蓄热及控制水分流失的作用，防止混凝土结构内外温差过大出现裂缝等等问题，保证混凝土结构的整体强度。此外，混凝土结构浇筑完成及养护的过程中，还需要对已出现的损坏、裂缝等问题进行及时修复处理，防止给水利工程建筑的使用安全埋下隐患。
　　4  结束语
　　在现代水利工程项目中的混凝土施工中还需要不断的提升现有施工技术，使用合理的结构设计，才能制造质量过硬的水利工程项目。
　　参考文献：
　　[1] 赵东.水利工程项目质量监督管理存在的问题分析[J].农业与技术，2018
　　[2] 谢华苹.水利工程项目质量监督管理存在的问题及解决途径[J].水电工程，2019.
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