探析水利施工中的混凝土施工技术要点

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  摘要:水利工程主要是为消除水灾害以及开发并利用水资源而修建的工程,按照服务对象的不同可以分为多种类型,均对我国社会的发展具有重大的贡献,其安全性直接影响着国民的日常生活,而混凝土施工技术作为水利施工中最为重要的科学技术也由此得到了更多的社会关注。为此,本文基于水利施工中混凝土施工技术的应用现状,指出了当前混凝土施工存在的若干问题,针对不同施工环节总结了混凝土施工技术要点,希望以此促进水利工程混凝土施工技术的普遍应用。
  关键词:水利施工;混凝土施工;技术要点
  我国经济水平迅速提高,各类工程项目的建设工作正如火如荼的进行,人们对于工程质量及功能的要求也发生了变化。水利工程的规模相对较大、其施工技术较为复杂且工期较长,必须依照基础建设程序及有关标准进行施工,整个工程具有很强的系统性及综合性,对环境的影响相对较大,同时也促进着工程所在地区的经济及社会的发展进程,其效益具有随机性,但必须以工程的安全性及整体质量为根本保障。混凝土施工时以设计图纸为参照,依据具体要求对钢筋进行捆扎,正确摆放并固定模型,同时应用通过质量检测的材料并将其按照一定的配比进行拌制,浇筑后再进行养护与维修,以此来确保混凝土施工质量,而水利工程中对于混凝土施工的要求除强度之外,还包括抗渗性能及抗冻性能等等,为此,本文基于混凝土施工中存在的问题对其技术要点进行深入分析。
  一、水利工程混凝土施工技术应用现状
  我国水利工程项目建设得到快速发展,混凝土施工技术在这过程中得到不断完善,并逐渐形成了一个较为完整的体系,现阶段我国水利施工中对于混凝土施工技术的应用有着一套标准的流程,从原材料的选择与采购到实地数据的考察再到图纸的精准设计,每一个环节的完成情况都会影响混凝土施工技术的应用及其效果的发挥,且由于施工过程较为复杂、周期相对较长且存在一些限制性因素及随机性因素,为此在施工过程中,一定要以科学的方法并基于丰富的施工经验,才能确保水利工程混凝土施工技术发挥其应有的价值。
  二、水利工程混凝土施工存在的问题
  (一)混凝土结构易出现裂缝
  施工材料的选择是水利施工顺利开展的前提,是一项基础性工作,各项目建造标准的不同导致了许多施工问题,其中以混凝土施工后出现的结构裂缝为主,分析造成裂缝的原因可知,除混凝土施工技术不完善、混凝土材质选择不过关以及施工具体流程相对混乱等因素之外,还受到昼夜温差及项目周遭环境等多种客观因素的影响,混凝土的膨胀导致结构出现裂缝,代表着整个工程质量有待提高。
  (二)混凝土土体出现碳化现象
  水利工程施工周期相对较长,混凝土施工之后,空气中二氧化碳以及自然环境中的水元素之间相互作用,进而导致混凝土碳化,严重影响混凝土的质量。施工过程中常见钢筋表面存在一层钝化膜,这是由于水元素的存在使得混凝土无法保护内部钢筋,进而造成钢筋生锈,直接影响着建筑结构的抗压能力,使得水利工程无法承受应当承受的重量,工程安全性也受到了影响。
  (三)水对混凝土的冲刷与侵蚀
  水利工程的建筑物常常建筑在靠近水资源的位置,或直接将建筑物建在水中,混凝土施工过程中及投入使用后受到水的冲刷与磨蚀,且由于高速水流以及河里砂石等因素,冲刷过程会使得混凝土原有的平整度受到影响,内部结构逐渐外露,长此以往造成结构质量问题,直接影响了整个水利工程的稳定性与安全性。
  三、水利施工各阶段混凝土技术要点分析
  (一)混凝土施工设计阶段要点
  水利项目施工前需要先对混凝土施工工作进行设计,充分考虑水利工程顶部受力限度以满足具体施工要求,对混凝土施工的强度加以强调并按照标准进行精密设计,充分考虑工程顶部的基础配筋等因素,基于最大承重来设计建筑物的构造,除此之外,其温度应力应当参照大体积混凝土使用的配比方法[1],以此来尽可能减少后期结构裂缝等安全隐患。设计方案在形成之前需要计算混凝土的抗性,确保各项参数符合安全施工所要达到的标准,且对于大体积混凝土而言,施工之前应当考虑到温度变化以及控制指标,从而有效避免混凝土土体开裂,形成精准的施工设计图并按照设计进行施工,针对不同部位进行具体问题具体分析。
  (二)混凝土施工准备阶段要点
  施工之前应当通过案例讨论等方式来分析并明确水利工程混凝土施工技术的应用要求,总结之前施工过程中遇到的有关技术方面的问题,从而确定所要达到的施工目标。施工准备阶段应当提出初步设计方案,随后依据实际情况做出相应的调整,混凝土施工方案中应当包括整体情况说明、结构组成及子系统描述、具体实施计划等内容,应结合文字与图形来进行方案的撰写,从而使方案更加容易被理解。施工前应当对实际操作性进行具体的分析,即可行性分析,且提出的方案必须满足国家规定的技术标准,同时还要满足需求方的各项要求,在追求先进技术的同时不可忽略以材料选择及后续维修为代表的基础性工作。
  (三)混凝土施工技术材料要点
  对于水泥的选择应当遵循我国现行的《通用硅酸盐水泥标准》,对于大体积混凝土而言应当选用发热量较低的材料,从而防止因内外温差较大等客觀因素而出现裂缝等问题[2]。对于细骨料的选择,理应以中砂为主,将系度模数控制在2.4至3.0这一范围内,避免因过粗而导致拌制过程中发生离析问题,同时避免因过细而导致水泥用量增多以至于收缩比加大,且应用之前应当对其中的杂质进行检测,例如云母、硫酸盐、有机质、粘土及淤泥等物质,将其含量控制在标准范围内。对于粗骨料的选择,应当满足不同水利工程的具体施工要求,尽可能增大粗骨料的最大粒径以节约水泥并提高混凝土土体的密实度。对于拌合料的选择,应以其和易性为选择标准,即满足混凝土在强度等级上的要求,不同水泥的和易性具有一定的差别,就火山灰质以及矿渣水泥而言,其和易性相对更好,沙石空隙越小、水泥越细其保水性及聚合性就越强,可避免分层离析,除此之外,混凝土的强度及黏度还与水灰比具有密切关系(反比)。   (四)混凝土配合比及拌制要点
  混凝土配合比指的是混凝土中各类组成材料之间的比例关系,配合比的设计及控制直接影响着混凝土的质量,与施工成本密切相关,分析我国水利工程混凝土配合比相关标准可知,设计时必须满足在和易性方面的要求,从而对混凝土的强度进行有效控制,以此来加强混凝土土体的耐久性。与此同时,控制配合比对降低施工成本、增加收益均具有重要意义,这是因为每立方米混凝土的用水量都有其明确的要求,为此在混凝土配合比的设计与控制过程中,应当以原料取样及重复测试为根本保障,在第一次开盘时必须对采用的混凝土配合比进行相关鉴定,确保符合要求后才能继续施工。在混凝土搅拌过程中,必须控制混凝土的出机温度,而出机温度的控制则建立在对搅拌及原材料温度的控制之上,而对原材料的温度进行控制可将石头及砂石等一些基础性原材料放在通风且温度较低的地方,同时避免阳光直射,在搅拌时加入冰块或鼓入冷风来达到降温的根本目的。
  (五)混凝土施工技术浇筑要点
  目前我国水利工程施工中有关混凝土的浇筑主要包括两种方式,即人工浇筑及泵送浇筑,混凝土入模时,应当采用串筒及溜管下料的方式,尤其是在浇筑高度超过2米时,切不可集中倾倒[3],从而避免对模板或钢筋骨架造成巨大冲击。混凝土浇筑工作必须在5个小时内完成,同时确保浇筑过程中出现冷缝的时间小于1.5个小时,在浇筑时应当利用振捣棒进行连续的搅动,直至混凝土表面产生浮浆为止,同时达到无气泡及不下沉的效果,振捣时应当将振捣的插点做均匀分配,呈梅花状排列,同时采用行列式方案持续移动,从而保证振捣工作的全面及彻底。浇筑完成后,施工人员应当对其表面进行刮平处理,并用毛刷进行拉毛,随后依次进行二次及三次压膜,按照标准流程,浇筑结束后做洒水处理,并以塑料膜进行密封覆盖,定期检查薄膜,待表面无水珠再次洒水,注意在浇筑过程中,一定要先除去石子及浮浆,待泥浆结层之后再开始浇筑,以此来提高浇筑质量。
  (六)混凝土施工孔洞处理要点
  混凝土孔洞指的是混凝土施工后结构内部出现的空腔问题,大多类似于蜂窝状,混凝土孔洞较为常见,但孔的体积较小时并不会对水利工程造成过大的影响,此时可采用简单的处理方式,但孔洞超过钢筋保护层厚度之时就需要予以高度关注。对于孔洞的预防,应当以均匀搅拌及充分振捣为主,以此来确保模板缝隙的严密,从根源上少孔洞的出现,空洞较小时可以利用蜂窝处置措施,即将孔洞位置先凿除干净再用细砂混凝土及相关浆料进行填平处理,但孔洞较大且深度较深时,应当将其彻底凿除同时设置钢筋网予以加固[4],以此来提高整体施工质量。
  (七)混凝土施工气泡处理要点
  当混凝土施工过程中引气剂用量不足时,可能会导致混凝土结构中的气泡无法彻底排出,使用的砂料过细时也会导致结构内留有气泡,直接影响着水利工程施工的质量及其外观效果。气泡的处理要点主要基于预防措施的实施,施工中应当依据相关标准选择天然砂及人工砂,避免因砂料过细而产生气泡,从而从根本上减少气泡的产生,在气泡已经存在的情况下,则需要进行及时的处理,对于较大气泡进行刷毛处理并以清水润湿气泡部位,同时以同等强度的水泥砂浆进行哑光覆盖再行保养,二次浇筑必须在6个小时以后方可拆模,拆模时应小心谨慎以避免已经铺设好的位置被破坏。
  (八)混凝土钢筋暴露处理要点
  正常的混凝土結构需要以混凝土完全包裹钢筋,但目前施工过程中发现钢筋外露的现象比较普遍,为此应当从浇筑环节便开始预防工作,在确保钢筋位置准确无误且保护层厚度适中的前提下进行下一步施工,搅拌环节需要确保配合比的准确无误且具有相应的和易性,对缝隙处认真填充,尽可能减少混凝土结构松散等问题,在拆模时需要对拆模时间及具体操作进行严格要求,避免拆模过早而造成棱角损坏直至钢筋外露,进行检测时采用试块压块的方法,且现在浇筑过程中当超过高度大于2米时需要借助溜槽及串筒进行下料,以此来防止离析问题。
  (九)混凝土结构裂缝控制要点
  较大体积的混凝土在施工之后很容易产生结构裂缝,这是因为当温度差异较大时很容易影响混凝土结构的整体强度,进而产生裂缝,并影响水利工程的整体质量。控制裂缝应当以控制混凝土内外部的温度差为首要前提,综合考虑天气等不确定因素。高温作业时,施工人员应当在浇筑后进行遮挡及保温处理,维持科学的配合比以尽可能减少水泥的使用量,更多的使用粉煤灰等新材料,从而确保混凝土材料搭配科学又合理,以此来确保混凝土强度并加强其耐久性。
  (十)混凝土施工后期养护要点
  混凝土养护的根本目的是使水泥完全水化,从而加速混凝土硬化,并防止因气候等因素而造成的脱落等问题。混凝土投入使用后,由于受到多种因素的影响很容易出现开裂等问题,为此必须对其进行定期养护,依据工程所在地的气候条件以及工程施工所用的水泥品种来确定养护的开始时间,一般情况下,普通水泥品种的养护工作在混凝土终凝后便可立即开始[5],但对于干硬性混凝土的养护而言,应当与浇筑工作全部结束后开始,养护时间应当持续三至四周。在冬季进行施工时,整体温度相对降低、水分蒸发较快,为此水泥并不能完全水化,干裂现象较为普遍,无法满足工程对渗透性的要求,水利工程的质量得不到根本保障。混凝土后期养护一般采用洒水这种自然养护的方式,而针对于体积较大的混凝土应当予以草帘遮挡再进行洒水养护,且随着我国混凝土施工技术的发展,以喷涂薄膜、塑料薄膜包裹及蒸汽法为代表的新型方法也得到广泛应用。
  结束语
  水利工程对于我国社会主义建设具有重要意义,混凝土施工技术的发展与完善体现在了具体施工效果之中,应用传统混凝土施工技术得到的土体容易受到水流的冲击,且在微生物侵蚀等客观条件的影响,整体工程的耐久性相对较差、安全性较低,在这种情况下,积极探究水利工程混凝土施工技术要点,对促进工程施工进度并保证整体施工质量具有科学的指导意义。
  参考文献
  [1]黄鸿翔.基于水利施工中混凝土施工技术探讨[J].水电水利, 2020, 4(4):12.
  [2]王爱刚.对水利工程中的混凝土施工技术要点分析[J].科技资讯,2019,017(030):46-47.
  [3]李光市.水利施工中混凝土施工技术要点分析[J].探索科学,2019(1):171,173.
  [4]陈陶.水利施工中混凝土施工技术要点分析[J].江西建材,2019, No.243(04):151+153.
  [5]罗石磊.水利施工中混凝土施工技术的应用及质量管理要点分析[J].住宅与房地产,2019,No.527(05):153-153.
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