水工混凝土结构设计若干问题研究

水工混凝土结构设计若干问题研究

冯亮毛树亭

山东恒源勘测设计有限公司山东省潍坊市261000

摘要：水工混凝土结构设计是工程建设的重点内容,直接决定着整体质量的好坏。设计的内容就是要把各个环节紧密的结合在一起,在全面检查、科学管理、安全规范的条件下施工,这样才能达到最后的建设目标。随着经济的发展,用途范围更加的广泛,要想在普遍使用中取得良好的效果,就要进行科学合理的设计,有效地保障水工混凝土质量符合建设的要求。

关键词：水工；混凝土；结构设计；问题；措施

1水利工程混凝土结构设计的意义

水利工程通过修建堤坝、水闸、渡槽等水工建筑对水资源进行调控，通过这些水工建筑的兴建来预防或控制洪涝灾害和干旱灾害，满足社会生产和人民生活的需要。水利工程的规模比较大。工期比较长、施工技术难度比较高，一般来说在水利工程中需要应用混凝土结构。混凝土是指砂石、水泥、水按照一定比例进行混合配比，并以水泥为胶凝材料的建筑工程复合材料。混凝土与一定量的钢筋等构件进行配合使用，可以作为承重材料使用到各种建设工程项目中。由于混凝土结构具有良好的耐火性、耐久性、整体性，因此在大型建设工程项目中应用非常广泛，但混凝土结构在我国的水利工程项目中的应用时间比较短，应用经验比较少，尚有很多不足，因此研究如何对水利工程中的混凝土结构进行优化设计，对我国水利工程建设具有非常重要的理论意义和实践价值。

2水利工程中混凝土结构设计中存在的问题

2.1混凝土材料的配比问题

混凝土并不能作为建筑材料单一的进行使用,必须要加入水泥和砂灰以及石子等进行搅拌,并且每一种材料的比例和数量都是不同的,所掺入的比例不一样,直接会影响到混凝土的强度,甚至会造成在混凝土浇筑工作完成之后,出现种种问题,就像在进行混凝土搅拌时,砂灰和石子的数量过多,导致比例偏高,造成骨料集中、混凝土干硬,进而影响了混凝土结构的稳固性。

2.2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。

2.3衬砌渗漏问题

在水利工程施工过程中，经常会出现混凝土衬砌渗漏的情况，这是混凝土结构设计中最难解决的问题。渗漏问题如果不能有效解决，将对整体水利工程建设造成严重影响，衬砌渗漏主要是因为混凝土结构产生了裂缝，裂缝产生的具体原因包括以下几点：（1）混凝土模板设计的不合理。（2）在通道施工的过程中，对于通道位置的设计不合理，如果通道上方出现沉降就会对衬砌产生较大压力，最终发生混凝土裂缝的情况。（3）混凝土结构的原材料本身存在质量问题，例如混凝土的标号不满足施工设计要求。（4）混凝土的运输过程、搅拌过程、养护过程出现问题。例如运输时间过长，混凝土和易性受到影响，没有按照混凝土的初凝和终凝时间进行科学养护，混凝土在使用之前没有进行充分的搅拌振捣，造成骨料离析的情况。

3水利工程中混凝土结构优化设计

3.1优化围岩结构

对水利工程而言,针对混凝土结构开展的优化设计工作,应当将围岩水压承载力列为研究重点,这主要是因为对非裂混凝土的衬砌或不衬砌方案进行应用的前提,是围岩具有良好的水压承载力,而上述两种衬砌方案与传统方案相比,不仅可以降低工程成本,还能够提高工程质量。正是因为如此,在对混凝土结构进行优化设计的过程中,工作人员应以陡坡/平缓地表面对应的准则为依据,对围岩结构覆盖厚度的最小值进行衡量,再通过测量和计算的方式,对围岩的稳定系数加以确定。

3.2控制施工混凝土的配比

水化热是在浇筑作业中较为常见的一个技术问题。在混凝土的施工配比过程中,一般情况下,为了减少水化热的危害,在施工过程中使用水化热比较低的矿渣水泥,能更好的降低水化热的危害,还能在混凝土施工配比过程中通过加入粉煤灰来代替水泥的作用,这样不仅可以降低水化热的危害,还能提高混凝土在施工作业中的可泵性,以减少配比中水泥和水的使用,节约建筑成本。不仅如此,粉煤灰还可以提高浇筑结构表面的混凝土强度,提高建筑的质量。

在浇筑过程中,混凝土的配比对于浇筑结构的质量和强度有很紧密的联系。一般情况下,混泥土的主体是粉煤灰水泥,同时,在配比的过程中,混凝土内骨粉的比例应该占总体积的百分之八十以上,以保证混凝土的强度。科学合理的混凝土配比对于一个建筑工程项目的成功实施和提高建筑工程的质量水平都有积极的意义。

3.3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。

3.4混凝土渗漏的优化设计方案

对于渗漏的情况,一般在混凝土设计中,都会使用衬砌的方式。衬砌主要有两种情况,裂衬砌和非裂衬砌。而设计的工作人员需要提前先了解围岩的稳定状态;然后根据实际的情况,选择合适的设计方案,或者分析围岩的承载情况,然后进行钢筋混凝土的支护,进行岔管设计;根据设计方案进行布局,进行技术性的调整和优化,进而减少混凝土渗漏、裂缝的情况。

3.5混凝土变形控制

变形是最常见的问题,这是由各个方面的影响造成的,要想避免这种情况的出现应该做好防护措施。设计的时候要对断面进行抗裂、超载、施工的验算,做好整体的强度控制,混凝土的构成材料要经过专业部门和技术人员的检测,确定否符合建筑的要求。不同的构成成分要保持在一定的比率中,存在不符合标准的情况要及时的处理。浇筑的过程要一气呵成,如果中间出现恶劣的天气造成温度湿度的变化,要把发生的变化考虑进去,做好整体的调整,防止形成漏浆或者建筑构件坍塌的情况。做好变形控制工作可以保证最后建筑物的成形和设计的理念保持一致。

3.6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。

结论

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。

参考文献：

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[2]杨艳，邹进.水利工程中混凝土结构的优化设计思路分析[J].南方农机，2017，48（16）：87.

[3]杨艳,邹进.水利工程中混凝土结构的优化设计思路分析[J].南方农机,2017(16):87.

[4]岳荣宾.水利工程中混凝土结构的优化设计[J].城市建设理论研究(电子版),2016(24):91-92.