水利工程施工中常见的质量问题及控制措施分析
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摘要：在水利工程施工过程中，基坑排水和混凝土裂缝是经常遇到的两个问题。基坑排水如果处理不当，将严重影响基坑的开挖、地基的处理等施工工序的正常进行；而裂缝的不仅会降低混凝土结构的承载能力，还会降低混凝土的耐久性能，从而给水利工程带来了极大的安全隐患。本文着重对水利工程施工中基坑排水和混凝土裂缝这两个常见的质量问题及其控制措施进行了一定的分析和探讨。
关键词：水利工程施工；质量问题；控制措施
一、引言
在水利工程施工过程中，基坑排水和混凝土裂缝是经常遇到的两个问题。由于往往会受到基坑范围内的雨水、地下水以及围堰渗水的影响，水利工程的基础施工以及地基处理大都低于地下水位和外水位，基坑排水如果处理不当，将严重影响基坑的开挖、地基的处理等施工工序的正常进行；而水利工程中的大体积混凝土，由于其在施工阶段会产生和释放水化热从而引起混凝土结构的内外温差过大，从而产生温度裂缝，该温度裂缝的不仅会降低混凝土结构的承载能力，还会降低混凝土的耐久性能，从而给水利工程带来了极大的安全隐患。本文着重对水利工程施工中基坑排水和混凝土裂缝这两个常见的质量问题及其控制措施进行了一定的分析和探讨。
二、水利工程施工中基坑排水的控制措施
当前我国水利工程基坑排水比较常用的有明沟排水和人工截渗降排水。对于基坑排水要求不高的工程，采用明沟排水即可。而当明沟排水无法或很难满足施工需求的工程，则应当选择人工截渗降排水。
水利工程明沟排水施工中，在排水沟设置时应尽量利用原有地形进行自排水，余水经排水沟流向集水井集中，再通过水泵排出。对于基坑的初期排水（即基坑内排水），要提前准备，尽早进行，一有条件，马上排水，让基坑有足够的固结干燥的时间，从而有利于了解基坑周边及基底的地质和地下水位的相关情况，做好工程施工的准备工作。对于基坑的经常性排水（即降雨汇水、施工废水、基坑渗水等），同样应尽量利用原有地形，保证有条件利用地形进行自排水的，都尽量自排。
根据不同工程基坑的实际情况，排水沟分为三种布置形式。一般情况下，排水沟设置在基坑的四周，把排水自高向低引向集水井并用水泵排出。当基坑情况较复杂时，比如地质较差、地下水水位较高、基底及堰体渗水量大、基坑开挖的范围或深度较大，排水沟就要沿等高线分层设置排水沟，每层的排水沟将排水引向相应的集水井，并分别用水泵排出。当基坑渗水量较小、基坑开挖范围较小时，可以自上而下设置一条或几条纵向排水沟，把排水自高向低引向集水井并用水泵排出，同时也可以设置几条横向排水沟，把排水引向纵向排水沟，集中引向集水井并用水泵排出。
在尽量不干扰施工的前提下，排水沟的设置需有一定的坡度以便排水集中，排水沟的截面尺寸应根据排水量和坡度确定，而基坑开挖时也应根据排水沟的设置情况，将基坑开挖范围适当扩大。集水井的大小应保证排水需求，同时其深度还需保证水泵的工作深度，并保证排水面低于基底工作面至少三十公分。
在明沟排水施工无法或很难满足施工需求的工程中，可选择人工截渗降排水施工。人工截渗降排水就是通过在基坑的四周设置若干的井点或井管进行抽水，达到有效控制基坑排水的施工方法。
对于一些小型的水利工程，当地质情况较好、基坑开挖深度较浅、地下水位降低的要求不高时，可采用井点法。即在基坑四周布设若干个井点，各井点通过集水管连接成一个系统，并与水泵连接，进行抽排水；井点也可以通过三通、五通管等连接，分成几组与水泵连接，分别进行抽排水。井点的管子采用一般的塑料管即可，并通过压水井下塑料管的方法将管子下到井内。管子下端采用花管，花管外用细窗纱包好，并且管子与井壁之间采用粗砂填充空隙以作为反滤料。
当基底土壤渗透系数较小、基坑开挖范围较大时，也可采用上述的井点，但是管子应采用钢管，同时由于基坑面积大，井点多，一般采用泵站，施工管理相对复杂，成本较高。
当基底土壤渗透系数较大、基坑开挖范围较小、地下水位降低的要求较高时，可采用井管法。即在基坑开挖前，沿基坑四周或上下游两侧，采用冲击钻开凿若干口井，井内设置混凝土滤水管，每口井通过一台水泵进行抽排水。在滤水管部位每隔6m一定要安装一组扶正器，每组至少4片，以防滤水管在孔内偏位、不居中，从而使得该处因为局部反滤料太少甚至没有，而失去过滤的作用，导致涌砂。
井点和井管的设置间距、深度等，应根据基底土质、地下水位等情况以及土壤渗透系数大小等进行计算，必要时也可进行现场抽排水试验来确定。
三、水利工程施工中混凝土裂缝的控制措施
混凝土水化热的大量释放是导致大体积混凝土产生温度裂缝的主要原因，所以大体积混凝土显然应当尽量选择水化热较低的水泥，并通过掺加粉煤灰等掺合料的方式来尽量减少水泥的用量。对于混凝土的粗骨料，则应选用级配良好、强度高和粒径大的粗骨料，以降低混凝土的收缩变形，同时还应严格控制其含泥量及其它有害物质的含量。对于混凝土的细骨料，则应在满足泵送的前提下，尽量选用细砂或中砂，从而通过获得较小的表面积和空隙率的方式在一定程度上降低水泥的用量。另外还可以通过掺加外加剂的方式来提高混凝土的和易性，降低水灰比，以及相应地增大同龄期混凝土的抗拉能力。
在混凝土浇注施工过程中，试验人员要现场跟班作业，随时测定坍落度和和易性变化情况，及时通知搅拌站进行调整。混凝土捣固人员须经培训后上岗，要定人、定位、定责，分工明确，尤其是钢筋密布部位、端模、拐（死）角部位指定专人进行捣固，技术员、施工员应现场跟班指挥。混凝土振捣以插入式振捣为主，插入振捣厚度以三十公分厚为宜，要垂直等距离插入到下一层五到十公分左右，其间距不得超过六十公分。施工人员要一边振捣、一边观察，防止漏振或过振。由于梁体钢筋密集，为保证施工质量，拟采取如下措施：混凝土由拌和站集中拌和、由混凝土罐车、运送到位，汽车泵泵送入模板；混凝土浇注分层厚度为三十公分左右，混凝土采取适当的缓凝措施，保证梁体混凝土在最先浇注的混凝土初凝前全部浇注完毕；混凝土灌注顺序：自梁端向跨中连续进行；在钢筋密集处用撬棍将钢筋撬开，待混凝土灌注到此部位时，由值班钢筋工将钢筋绑扎恢复；将所有部位振捣密实，密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒气泡、表面呈现平坦、乏浆，每处振捣完毕后，慢慢提出振动棒，避免碰撞模板、钢筋、预应力管道和其他预埋件；对捣固人员要认真划分施工区域，明确责任，以防漏捣混凝土浇注前先将木模板用水泡胀，防止其干燥吸水。浇注底部混凝土前，对顶面钢筋要用布或草袋覆盖，以防松散混凝土粘附其上；混凝土拌合物的入模含气量应满足设计要求。每拌制五十方混凝土或每工作班应测试不少于一次。
四、结语
良好的基坑排水，不仅能够保护地基不受破坏，提高地基的承载能力，甚至还有利于减少基坑土方的开挖工程量，并提高基础和岩基的结合强度，而一旦基坑排水处理不当，则会给工程的管理运行带来极大的隐患，既增大了施工困难，同时也降低了工程质量。同时，为了将温度裂缝的产生控制在允许的范围之内，甚者对于特别重要的构件要杜绝产生温度裂缝，就必须研究温度裂缝产生的原因及其特点和机理，并把握大体积混凝土内的温度和应力的分布情况，从而才能够在设计和施工中采取行之有效的温控与防裂对策。
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