试论水工建筑混凝土结构设计及施工质量控制

徐卓 张佳

（沈阳世创工程集团有限公司， 辽宁 沈阳 110005）

1 水工建筑混凝土结构设计及施工

1.1 保证水工建筑混凝土施工质量的重要性

水利工程混凝土建筑的安全性和优良的服务性是人们生产、生活的保障，但在个别的水利工程项目中，部分混凝土建筑因某些因素的影响，混凝土结构产生裂缝，以至于引发渗漏甚至是更大的安全事故。为确保防水治水的功能不受影响，保证水利工程混凝土建筑的施工质量，要对水利工程中的混凝土施工质量进行研究，寻找出有效的水工建筑混凝土结构设计及施工质量控制措施。混凝土结构中最容易出现的问题就是混凝土裂缝问题，这是由于水工建筑混凝土结构产生了变形。造成水工建筑混凝土结构质量存在问题的原因有很多，且还有可能是多种因素共同作用下产生的，且水工建筑混凝土结构问题会对整个水利工程造成巨大的影响，施工单位必须对其给予足够的重视。

1.2 水工建筑混凝土结构设计

当前水工建筑混凝土结构设计的主要发展方向就是尽可能寻找有效的混凝土结构，这样就能不断提升水工建筑混凝土结构的水下使用时间，促进水利事业的发展。在进行水工建筑混凝土结构设计的过程中，首先要保证混凝土具有符合要求的强度，且在这个基础上还要确保水工建筑结构长期处于水下环境中不会受到腐蚀影响，这种水下腐蚀对混凝土结构性能的影响是致命的。还要采取措施来降低外界环境对混凝土结构造成的影响，这样才能提升水工建筑混凝土结构的质量。对混凝土质量控制的关键就是将设计环节同实际施工相结合，即不是为了设计去设计，而是为了施工去设计，施工单位要多关键点进行控制、对不合理的地方要及时调整，并且在安全标准下进行施工，才能保证水工建筑混凝土质量符合施工标准。施工单位在进行水利工程施工时，最关键的工作就是对水工混凝土结构的设计，水工混凝土结构设计结果的好坏将会对整个水工建筑工程质量有着直接的影响。

2 水工建筑混凝土结构产生裂缝的原因

2.1 水泥水化热

大体积混凝土在发生水化现象时会伴随有大量的水化热产生，如果这些水化热不能及时散发，大体积混凝土内部温度就会不断增加，但是外界温度得不到提升，混凝土内部和外部的温度就会存在较大的差别，从而出现混凝土膨胀变形，最终导致混凝土内部存在一定的温度应力，并且如果这种温度应力的强度超过了混凝土自身的抗拉强度时，就会造成水工建筑混凝土结构中存在或多或少的温度裂缝，并且这些裂缝还会继续扩张。

2.2 收缩裂缝

混凝土收缩主要包括塑性收缩和干缩这两种类型，由于构成混凝土的各种材料本身具有各自的弹性模量，并且这些材料之间存在一定的约束作用，这就会导致水工建筑混凝土结构内部出现初始的拉应力或者剪应力，从而造成骨料和水泥石或者水泥石本身产生一定程度的裂缝，随着应力作用不断加深，这种裂缝就会随之扩张进而相互连接。

2.3 环境影响

在夏季天气极为炎热，混凝土结构受到阳光直接照射温度就会过高，但是背光的一面温度则较低；在极端暴雨天气、强风或者冷空气来袭的环境中，水工建筑混凝土结构表面温度就会急剧下降，但是其内部的温度不会随之急剧降低，这就导致温度梯度的产生，在这些不稳定的环境中，水工建筑混凝土结构就非常容易产生裂缝问题。

2.4 原材料质量及保护层施工质量不合格

在水利工程中，混凝土建筑的止水带需要长期泡在水里，所以在实际施工中需要选择高性能、高质量的施工材料。如混凝土质量不过关，或者混凝土保护层的厚度达不到施工要求时，因混凝土保护层就会在二氧化碳的作用下产生侵蚀碳化问题，随后就会发展到钢筋表面，进而钢筋就会发生侵蚀问题，而且产生的锈蚀物体的体积不断增大，这就会直接导致保护层混凝土发生开裂，最终水工建筑混凝土结构就会沿着钢筋产生裂缝问题。2.5其它原因

施工单位在混凝土结构上进行焊接金属时，在焊接金属周围的混凝土就极有可能被烧伤从而产生开裂问题；在锈蚀的作用下，钢筋同混凝土之间的握裹力降低，结构承载能力被削弱，随着时间的推移就会产生更深层次的裂缝。

3 水工建筑混凝土施工中质量控制措施

3.1 温差防治措施

施工单位在浇筑混凝土的过程中还要注意对时间的控制，如果是在春秋季节进行混凝土的浇筑，要适当提升对混凝土的浇筑次数；如果是在冬夏季节进行混凝土的浇筑，还要减少浇筑次数。在施工的过程中要尽可能的使用那些具有较少发热量的水泥，这样就能从根本上解决混凝土温差问题，温差防治措施最重要的一点就是注意降低混凝土自身发热问题，即降低混凝土的发热量；除此之外，在施工的过程中还可以使用别的添加物来缓解问题，如将黄沙中添加高效减水剂就能有效保证混凝土的强度不会受到水泥的影响。

3.2 选择合适的建筑材料

施工单位必须对混凝土结构所使用的材料质量进行严格把控，这是控制混凝土裂缝问题的关键措施之一。要使用2.4以上细度模数且含泥量低于1%的砂料，使用低于1%的针片状且1%以内含泥量的碎石，采用低水热化的水泥。

3.3 注意混凝土的科学配比

施工单位即使使用了质量合格的混凝土材料，如果没有科学、合理的搭配也会造成水利施工中混凝土裂缝问题，因此施工单位必须设计出科学、有效的配比方式。比如在混凝土中加入一定比例的粉煤灰，这就能够有效提升混凝土材料的易和性，同时还能有效降低混凝土的收缩性，提升混凝土的性能，防止混凝土收到腐蚀影响。

3.4 控制混凝土的浇筑时间

在冬天低温环境中，施工单位要尽量在白天气温较高的时间内进行混凝土建浇筑；在夏季高温环境施工时，施工单位要尽量避开上午十点到下午两点这个时间段，而且还要搭设天棚来遮挡阳光照射。

3.5 其它注意事项

为保证水工建筑施工质量，除了采取上述措施外，还要监督施工工作的操作过程。设计单位、监理单位以及施工单位必须对工程质量给予足够的重视，加大控制工作、试验工作以及质量控制工作的投入力度，确保能够对施工过程的所有环节的把控。施工单位要安排专业的技术人员进行施工，一旦发现违规操作要给予纠正。

4 结束语

随着我国综合国力不断提升，各行各业取得飞速发展，各种工程无论是在数量上，还是在规模上都已经增长到了前所未有的水平，其中水利工程的建设为我国经济发展起到了积极促进的作用。在我国水工建筑工程属于基础建设工程，在所有水利工程中占有非常重要的地位，而且基本上所有的水工建筑工程属于钢筋混凝土结构形式。水工建筑存在的质量问题会对社会生产和生活造成巨大的威胁，因此，施工单位必须采取相关的技术和管理措施，以保证水工建筑混凝土结构的施工质量。

[1]邹伦诗.实例研究水工建筑施工中常见的技术问题[J].河南水利与南水北调,2014,11(4):87-89.

[2]刘军.水利工程防渗处理施工技术的应用[J].中国新技术新产品,2010,(04).