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水工建筑是建筑中的一种,水工建筑离人们的生活区域较远,水工建筑的实用性很强,其主要的作用是控制和调节水流、防治水害、开发对水资源的利用,如灌溉、发电、航运等。水工建筑的工作原理是利用水的静力或动力,与水之间相互影响,它的规模和投入的资金、人力、物力都很大,涉及到很多的水利工程和科学领域,关乎着国民的生计问题,水工建筑物最早出现在公元前2900年埃及的尼罗河上。虽说水工建筑被广泛利用,可是人们长期忽略了该建筑的审美功能。近年来,由于社会经济的快速发展,快节奏的生活使人们压抑,人们开始走进自然,在大自然中得到放松,在一定程度上促进了旅游业的发展,水利建筑下的自然风光有的宏伟壮观,有的温婉娴静,是人们旅游首选的圣地。如位于四川省都江堰市城西的都江堰,从公元前256年修建至今,被誉为“世界水利文化的始祖”,两千多年来一直发挥着防洪、排洪、灌溉的作用,是使成都这种平原地势不受到水灾的关键所在,都江堰与周边秀丽的山水、众多的文化古迹间相互呼应,形成一幅精美的画卷令人神往,真正的做到了经济实用、环境美观二者相互结合。
2水工建筑设计和谐美的应用
水工建筑设计的和谐美体现在三个方面,一是体现在水工建筑自身的和谐美;二是体现在水工建筑与人文景观间的和谐美;三是体现在水工建筑与自然环境间的和谐美。且设计人员在做水工建设设计是需谨记和领悟和谐美的含义,并实施到设计中去。
2.1水工建筑自身的和谐美
水工建筑自身的和谐美主要体现在自身的色彩、色调、使用材料的质地及体形三方面相互融合、协调、配合。其中体形是水工建筑中最关键的部分,构建体行的部件长短、大小、曲直各不相同,美感是建立各个部位的比例关系上这句话同样可以放到对水工的建筑上,水工建筑的比例关系主要体现在部件的整体或本分的长宽高和整体与局部或局部间的大小比例上,水工建筑形式上的和谐美主要体现在和谐振动的比例关系中。要想使水工建筑的高度和谐统一、有完整的艺术性,需要其建筑的外形匀称、内部构造合理、合适的比例关系、协调的尺度,如水利枢纽的水闸,水闸的闸孔宽度与高度需持有合理的比例才可形成水闸的基础和谐美。水工建筑是由多个单体建筑组合成一个群体出现的,因此水工建设的各个单体建筑不仅要让自身协调美观外,还需要配合周边的水工建筑群,使水工建筑群从整体的排列顺序到色彩的搭配及外形建设、使用材料的质地都达到和谐美的效果。比如像英国Cruachan抽水蓄能电站,它的线条完整、简洁,整个混凝土大坝建在宽阔的山地上,坝上没有建设启闭设备,也没有闸室等水工建筑的附属建筑,它的操作设备全在地下洞室内,没有多余的设备在坝上,人们从山谷望向大坝时,会有明快的感觉。
2.2水工建筑与人文景观间的和谐美
我国五千多年的悠久历史,创造出不少历史文化和人文景观,对人文景观的保护和合理利用,是当代建筑的追求。水工建筑主要是为了造福于人类,并利用人工建筑手段改造周围自然景观,由于水工建筑物也属于文化景观中的一种,所以设计者在对水工建筑设计时需要对建筑工程的选址当地的文化、风俗有一定的了解,使水工建筑具有当地的特色和风格,为了使水工建筑在实现人们对其实用价值的条件下,努力做到与人文景观达成和谐美是现在许水工建筑的必修课,且成功的案例不少。如位于江苏省无锡市太湖景区的犊山水利枢纽工程,无支臂弧形的卧式钢闸门,电轴同步与卷扬机钢丝绳的启闭型式,使原本露在外面的启闭闸门隐蔽起来,其主要功能不仅能用于防洪、排洪还能够保护太湖的水质,常年可以通船的犊山船闸与堤顶的公路,开通了太湖风景区路陆交通的第二条通道,途径了太湖景区旅游业的发展。该工程的上部建设别出心裁,闸内的环境优美,内部房屋建设错落有致,利用古园林式的建筑风格,为太湖风景区内的山水增添了不少色彩,是水工建设与人文景观间实现和谐之美的最佳典范。
2.3水工建筑与自然环境间的和谐美
水工建筑有一部分是处在大自然中的,把自然环境当作背景和衬托物,人们对水工建筑和谐美的感受来自于周围的环境与氛围,所以水工建筑的设计需与大自然间相互协调统一,有设计师认为一个好的的建筑物,要做到与周边自然环境融为一体,成为大自然产物下的一部分。因此,一个优秀的水工建筑物更加需要做到与周边自然景观融为一体,使水建筑达到浑然天成的效果,水工建筑的构成与环境的空间艺术有很大的联系,在设计中需要考虑到周边环境地形、地貌间的关系,要做到不破坏大自然,并尊重自然规律,因地制宜,建设水工建筑物的同时还需保护自然山水,强化自然生态景观;利用现达的科学技术和美学设计方法,对周边自然景观与人工合成的尽管进行有机融合,如绿化带和人工道路这种人工建造的绿化空间。隔阂岩水的水利枢纽就是利用的科技手段,上游有第一级升船机和匡阔的引航道与下游二级升船机和引航道相互呼应,与周边的崇山峻岭、绿树成荫、连绵不绝的山水融为一体。
3结束语
就建筑工程本身而言,不合格的防水材料对工程本身的质量的破坏作用力是很大的。经调查,现在很多的建筑质量问题都出现在因防水工程质量出现问题上。大量的数据表明,建筑防水材料的质量控制是一项可以提高建筑工程本身的质量的相当重要的工作。这也是人们做好建筑施工中防水材料质量控制工作的目标。
2目前建筑防水工程材料在实际施工工作中出现的主要质量问题及成因
因建筑防水材料存在质量因素,在建筑防水工程实际施工过程中引发的各类问题是很多的。其中主要的问题有:
2.1建筑防水工程材料对环境质量产生的影响
在追求生活环境质量的今天,环境质量在建筑工程检验检测时是一项很重要的检测指标。对于建筑工程质量影响的各项因素中,防水材料的质量问题是很重要的。在人们使用的防水材料原料中经常含有毒有害的化合物质,包括苯基化合物等。这些有害的挥发性物质会严重的刺激人的眼睛和皮肤,造成皮肤过敏、眼睛流泪、肿痛、呼吸困难等不适症状。苯基化合物甚至可能会引发癌症的危险。这些问题主要是因为人们现阶段普遍使用的防水材料的主要成分造成的。
2.2落后的产品及技术对建筑防水工程材料质量的影响
现阶段国家在建筑防水材料的生产标准上有严格的规定,但是人们看到依然有大量的低档甚至是不合格的防水材料在生产和销售之中。这些使用落后的产品和技术生产的各类防水材料的质量是无法控制和保证的。出现这种问题主要是因为一些小的生产厂家或作坊式的企业为了降低生产成本,在生产防水材料的过程中使用了了劣质的的材料和落后的技术才造成的结果。
2.3影响建筑防水工程材料质量的制度因素
在实际工作中,人们发现在建筑防水材料质量的控制工作中的很多问题都与人们现行标准和制度问题因素有关。在标准因素中,现在人们使用的许多标准都是2000年以前制定的,如《石油沥青玻璃纤维胎油毡GB/T14686-1993》标准是1993年制定的,显然已经严重落后于现现在的建筑施工质量要求了。在制度因素中,我国的许多现行制度已经不再适合现在的市场要求。如在西方国家防水工程的保质期多为10年至20年,而我国的防水工程保质期只有5年。再比如在防水工程出现质量问题的追究方面我国还没有形成一套完整的制度体系,造成了追究责任难的现象,使得许多防水工程出现问题的业主,不得不选择自认倒霉的现象。
3实际工作中如何做好建筑防水工程材料质量控制的措施
既然人们知道了建筑防水材料的质量控制工作在建筑工程质量中的重要性,而实际工作中又在质量控制中又存在很多的问题。人们应采取哪些措施做好相应质量控制工作?自我提出自己的几点措施意见:
3.1做好防水材料进货链的质量保证工作
产品进货链的质量检验监控在防水材料的质量控制工作中是非常重要的措施。这主要包含两点工作:一是选用合格的防水材料;二是选用正确的防水材料。在进货过程中首先人们要选用拥有产品生产资质的正规厂商的合格产品。预防有部分包工人员以次充好,选用价格低、质量低的防水材料进行施工,影响了防水工程的质量。其次人们在建筑防水施工对防水材料进行选择时,应选用正确的防水材料,而不是因为成本等问题采用低档次的防水材料,进而影响建筑防水工程的整体质量。所以在防水材料的进货链中,人们必须保证选购的防水产品既有质量保证又符合建筑工程的设计质量要求。这就要求防水进货的过程需要工程质量检验监督部门、工艺控制部门、施工操作部门集体合作把关,才能确保做好此阶段的质量控制工作。
3.2做好防水材料的日常质量抽查工作
因为建筑防水材料因为受到其本身特质影响,容易受到温度、湿度、阳光等外界因素影响。一旦仓储管理不当就会影响其质量,出现各类质量问题。且大多数的防水材料都有保质期,而建筑工程是一种时间跨度比较大的工作,所以防水材料出现问题的可能性就会加大。所以在建筑防水材料的日常质检检测工作中,日常的防水材料质检抽检工作就十分必要。防水材料的日常质量抽检工作主要是针对建筑工程中库存的防水材料,特别是对已经打开使用、存放时间过长、保存环境恶劣等存在问题的材料要重点进行检查。质检人员在抽查中发现问题时要及时上报,并对相关的材料比如同时间进货的材料、存放条件相同的材料等进行全面检验,及时淘汰质检中发现的不合格的材料,确保整体的建筑防水工程符合质量标准。
3.3建立全面的质量监督工作,确保做好全面的质量控制工作
除了做好以上的质量控制工作外,在建筑防水材料质量的控制工作中还应该建立全面的质量监督工作。特别是在建筑工作具体过程中,质检检查部门必须做好质量监督工作。比如在施工过程中防水材料的处理过程中各种防水材料的比例十分重要,质检部门在质量监控过程中必须做好配比的监控工作。再比如防水施工工程中,卷型防水材料与防水涂料的使用顺序是一个很严格的的操作工艺,要求质量监控人员的严密控制。诸如此类实际工作的质量监督工作是质量控制工作十分重要的组成因素。
4结束语
本人参考资料及结合在小浪底工程混凝土施工的质量控制经验,就如何搞好混凝土的质量控制论述如下:
一、原材料的质量控制:
原材料的质量及其波动,对混凝土质量及施工工艺有很大影响。如水泥强度的波动,将直接影响混凝土的强度;各级石子超逊径颗粒含量的变化,导致混凝土级配的改变,并将影响新拌混凝土的和易性,骨料含水量的变化,对混凝土的水灰比影响极大。为了保证混凝土的质量,在生产过程中,一定要对混凝土的原材料进行质量检验,全部符合技术性能指标方可应用。骨料中含有害物质,超过规范规定的范围内,则会妨碍水泥水化,降低混凝土的强度,削弱骨料与水泥石的粘结,能与水泥的水化产物进行化学反应,并产生有害的膨胀的物质。如果粘土、淤泥在砂中超过3%,碎石、卵石中超过2%,则这些极细粒材料在集料表面形成包裹层,妨碍集料与水泥石的粘结。它们或者以松散的颗粒出现,大大地增加了需水量。如使用有机杂质的沼泽水,海水等拌制混凝土,则会在混凝土表面形成盐霜。对混凝土集料来说,影响配合比组成变异而导致混凝土强度过大波动的主要原因是含水率,含泥量的变化和石子含粉量的影响。在混凝土生产过程中,对原材料的质量控制,除经常性的检测外,还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律,并拟定相应的对策措施。如砂石的含泥量超出标准要求时,及时反馈给生产部门,及时筛选并采取能保证混凝土的其它有效措施。砂子含水率,通过干炒法,及时根据测定的含水率来调整混凝土配合比中的实际用水量和集料用量。对于相同标号之间水泥活性的变异,是通过胶砂强度试验的快速测定,根据水泥活性结果予以调整混凝土的配合比。水泥、砂、石子各性能指标必需达到规范要求。
二、科学配制混凝土是保证质量的先决条件
1、混凝土施工配合比的换算
试验室所确定的配合比,其各级骨料不含有超逊径颗粒,且以饱和面干状态。但施工时,各级骨料中常含有一定量超逊径颗粒,而且其含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实测骨料超逊径含量及砂石表面含水率,将试验室配合比换算为施工配合比。其目的在于准确的实现试验室配合比,而不是改变试验室配合比。
调整量=(该级超径量与逊径量之和)—(次一级超径量+上一级逊径量)
2、混凝土施工配合比的调整
试验室所确定的混凝土配合比,其和易性不一定能与实际施工条件完全适合,或当施工设备、运输方法或运输距离,施工气候等条件发生变化时,所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求,需将混凝土含水率及用水量做适当调整(保持水灰比不变)。
3.混凝土配合比,需满足工程技术性能及施工工艺的要求,才能保证混凝土顺利施工及达到工程要求的强度等性能。
水工素混凝土和少筋混凝土配制坍落度一般为3—5cm,配筋率超过1%的钢筋混凝土配制坍落度一般为7—9cm,对于桥梁施工中的箱梁采用泵送施工,混凝土配制坍落度一般为10—14cm,初凝时间在4小时以上,强度为45Mpa的缓凝早强混凝土;灌注桩要求配制强度为35Mpa,凝结时间在10小时以上,坍落度一般为18—22cm的大坍落度超缓凝混凝土。按通常的配制方法使混凝土达到上述工程技术性能是困难的,为改善混凝土性能,提高混凝土强度,达到工程各部位对混凝土各种性能的要求,在混凝土中掺入不同类型的外加剂,改善混凝土性能的科学配制,优化混凝土的配合比,在施工中效果明显。
灌注桩用混凝土,按通常的配制方法,当水泥用量为420kg/m3(水灰比为0.56)时,混凝土的强度才能达到35Mpa,但由于坍落度(18—22cm)过大,均质性差,和易性不好,凝结时间也达不到缓凝10h,以上的超大型缓凝要求。在配制混凝土中掺入1%的减水剂优化配合比。水泥用量每1m3混凝土可节省40公斤左右,而且在坍落度达到18—22cm情况下,均质性、和易性良好,凝结时间也可以缓凝到10h以上。优化配合比后的混凝土和易性、缓凝作用良好,在灌注桩混凝土施工中消除了卡管或断桩等事故,保证了顺利施工。并且混凝土的7天强度也比通常不掺外加剂配制的混凝土提高20%左右。
可见,科学配制混凝土,早期强度明显提高,加快模板周转,加快施工速度,其技术、经济综合效益十分显著。
三、抓好工地试验室的工作
混凝土质量控制的好坏与试验室的工作是分不开的。首先使用的原材料要符合要求,特别是砂、石材料变异性较大,试验室人员必需按照技术规范的要求,经常取样进行检验,不符合要求的材料杜绝使用。试验室必需根据工程结构各部位对混凝土性能的要求进行各项试验,提出性能好,成本低的混凝土配合比。水灰比是影响混凝土强度的一个主要因素,所以,每天工地进行混凝土搅拌前,试验室必需检验砂、石料的含水量,调整混凝土的用水量,以控制混凝土的水灰比,施工中当混凝土坍落度大于规定的范围时,不准入仓浇筑。因为若配制混凝土的原材料质量得到控制,称量准确,则坍落度变化大的原因必然是混凝土中水量的增多,这样则水灰比变化大,必然导致混凝土强度的降低。所以在混凝土浇筑过程中工地试验室人员一定要经常进行混凝土坍落度的检验,坍落度符合要求才能入仓。
四、混凝土试件合格,结构物混凝土不一定全部合格
合同文件中技术规范规定,混凝土的质量是依靠混凝土试件的强度来评定,并代表结构物混凝土的强度,这是认为在正常施工情况下,实际工程结构物混凝土强度可以表现出混凝土试件强度特性。但应当指出,当结构物混凝土浇筑成型不够密实,或有缺陷时,试件强度的代表性就要随着降低,因为试件体形很小,容易浇筑成型和养护振实。但在浇筑结构物的混凝土时,特别是当结构物形状及配筋情况复杂,混凝土运输入仓条件,气温变化较大和施工很不方便时,就很难把结构物各部位的混凝土浇筑成如同试件的质量一样,如在一座桥墩的施工过程中,桥墩混凝土设计强度为C25,原材料检验无问题,承包商在按规定取样试件28d的强度均达到了27.0一28.0Mpa,按照合同技术规范要求达到了合格要求,但在工程师钻芯取样时混凝土的强度只达到了19.0Mpa,不能满足合同要求,造成了工程返工重新浇筑。因此,结构物的混凝土质量只依靠试件强度保证是不够的,还必需对结构物的混凝土施工全过程进行妥善控制,特别是对浇筑振实成型过程尤需严格控制。对于成品采取回弹法,射钉法,拉拔法等辅助手段进行必要及时的检查,对关键部位的结构物,有必要进行钻芯取样检查试验,以确保混凝土结构物的质量。
五、和易性是决定混凝土质量的主要因素
和易性是混凝土拌和物的流动性,粘聚性,保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌和和易性不良时,则混凝土可能振捣不实或发生离析现象,产生质量缺陷。混凝土的和易性良好,混凝土易振实,且不发生离析,能够获得均质密实良好的混凝土浇筑质量。通常一些人配制混凝土选用低水量、低坍落度,强调以振实工艺来保障混凝土质量,其实这样易产生蜂窝,孔洞等质量缺陷。实践表明,和易性良好的混凝土才便于振实,且应具有大些的流动性或可塑性,以利于浇筑振实,且应具有较好的粘聚性和保水性,以免产生离析,泌水现象。现在通过掺高效减水剂来提高混凝土的和易性。
六、混凝土浇筑振捣过程是混凝土质量控制的主要环节
混凝土配合比设计、原材料的质量、配料准确、搅拌均匀运输,浇筑振实成型,养护等整个施工环节中,浇筑振实成型是主要的环节。
在混凝土浇筑成型时,由于没有振实所产生的外观上的气孔、麻面、蜂窝、孔洞、裂隙等质量问题,易引起重视,但由于振捣不良,所产生的内部蜂窝、孔洞所导致的内在质量问题,人们容易忽视。而混凝土内在质量缺陷,同样引起混凝土结构物的破坏。所以,混凝土振捣应引起施工人员(特别是混凝土振捣工)足够重视,质检员应采取相应的有效措施,使混凝土振捣良好。
七、预防混凝土缺陷的发生是质量控制的重点
混凝土工程质量的好坏,是由设计人员、监理人员和施工人员共同努力的结果。混凝土质量的好坏,除外观上的蜂窝、麻面缺陷外,主要是混凝土强度能否达到要求,当混凝土强度达不到工程要求时,监理人员只能要求拆毁重作。而确定混凝土强度常是在混凝土浇筑后第三产业28天进行,并得出结论。在这段时期,还可能浇筑出大量劣质混凝土,这样一来,拆毁的工程量将很大。所以每一位负责质量的人员必需注意预防质量缺陷的发生或尽早地发现施工中可能出现的缺陷,以不误时机地采取补救措施,所有的施工人员,监理人员都应当随时监控混凝土的配制、搅拌、浇筑和养护等过程。监理人员、承包商质检人员按时检查配制的混凝土材料是否符合规范规定的要求,检查施工中混凝土的成份是否符合设计要求的配合比,运输、浇筑和养护是否符合施工工艺规定;同时要检查是否按时做混凝土坍落度实验等,坍落度是最简易、最快速判别混凝土质量的指标,坍落度过大,过小将会产生振捣不实,出现蜂窝、孔洞、发生离析、分层或强度是否按技术规范的要求做混凝土强度试验,并检查试验结果。特别是7d龄期的强度表明28天强度有可能低于该工程部位所要求的强度时,应及时查明原因并在强度不合格工程部位停止混凝土施工。等到28天有试件测验后再定。
八、混凝土受各种因素影响而产生变形也要引起足够重视。
混凝土的变形主要有硬化过程的自生体积变形,湿胀干缩变形,温度变形和在荷载作用下的变形。混凝土的湿胀干缩是由于混凝土中水分的变形而引起的,干缩裂缝产生的原因是:1、混凝土成形后,养护不良,受到风吹日晒,表面水分蒸发快、体积收缩受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂;或者构件水分蒸发,产生的体积收缩受到地基或垫层的约束,而出现干缩裂缝。2、混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生剧烈变化。3、采用含泥量多的粉砂配制混凝土,4、混凝土受到过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层。5、后张法预应力构件露天生产后长期不张拉等。对混凝土裂缝的预防措施:1、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大,严格控制砂石含泥量,避免使用过量的粉砂,振捣要密实,并应对板面进行二次抹压以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量。2、加强混凝土早期养护时间,长期堆放的预制构件宜覆盖,避免曝晒,并定期适当洒水,保持湿润。3、浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿透。4、混凝土浇筑后,应及早进行洒水养护;大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。
大体积混凝土所产生的裂缝,大多数属于温度裂缝,其中表面裂缝又占绝大多数。由于贯穿裂缝将危及大坝安全运行,而少数表面裂缝在一定条件下,可能继续发展成贯穿裂缝,因此分析工程特性,坝址、气候和工程特点,合理地确定混凝土抗裂指标,稳定温度场,分缝分块,温控标准及防裂措施对于保证混凝土质量至关重要的。