水下混凝土澆筑施工工藝

1、水下澆筑混凝土施工方法摘要：隨著國(guó)家根底設(shè)施建設(shè)的加快,內(nèi)河成為開發(fā)建設(shè)的主要對(duì)象.內(nèi)河重力式碼頭受限于內(nèi)河水深及地理位置的影響,沒有大型船機(jī)可以利用.碼頭重力式擋墻采用定型模板陸上拼裝、水下整體安裝和水下混凝土澆注的施工工藝,可有效縮短工程工期,降低施工本錢.本文結(jié)合柳州港鵬鴿江作業(yè)區(qū)工程,對(duì)模板、水下混凝土澆注等關(guān)鍵工序進(jìn)行闡述.關(guān)鍵字：重力式碼頭；氣囊助??；定型鋼模板；水下混凝土澆注；混凝土流動(dòng)模式1、引言1.1 工程概述柳州港鵬鴿江作業(yè)區(qū)工程位于柳州市北郊,柳江下游,柳州鵬鵑江作業(yè)區(qū)共4個(gè)泊位,泊位總I$/長(zhǎng)320m,泊位碼頭水工長(zhǎng)度均取84.4m.其中2#、3#泊位為已建泊位,1#、

2、4#泊位為新建2個(gè)1000t級(jí)泊位水工按2000t級(jí)預(yù)留,分別位于已建泊位的下、上游,設(shè)計(jì)年吞吐量120萬(wàn)t,新建設(shè)碼頭水工結(jié)構(gòu)型式采用C30碎重力式擋墻+拋石基床結(jié)構(gòu).工程施工內(nèi)容：1#、4#泊位基槽及停泊地開挖、拋石基床、碼頭水工擋墻、擋墻后回填、碼頭前沿鋪面、碼頭水工附屬設(shè)施等.本工程位于紅花樞紐庫(kù)區(qū)內(nèi),水位受到水庫(kù)調(diào)節(jié)影響,設(shè)計(jì)水位：高程基準(zhǔn)面采用當(dāng)?shù)乩碚撟畹退嫫鹚?碼頭施工水位：78.5m；設(shè)計(jì)低水位：76.53m；一級(jí)平臺(tái)設(shè)計(jì)高水位：81.97m;二級(jí)平臺(tái)設(shè)計(jì)高水位：87.556m20年一遇.1.2 擋墻結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)1上下游側(cè)擋墻.分為1段,擋墻長(zhǎng)度為12m擋墻分為兩局部,下局部

3、為拋石基床夯實(shí).2碼頭前沿側(cè)擋墻.碼頭前沿側(cè)擋墻分為7段,上游端部擋墻長(zhǎng)度12.4m,其余擋墻長(zhǎng)度為12m.現(xiàn)澆擋墻頂高程82.5m,底高程71.0m,頂寬3.0m,墻背從80.0m高程放坡到71.0m高程,坡度為1:0.6,底寬8.9m含前趾寬度0.5m;前趾頂高程78.5m,寬0.5m,全墻墻高11.5m.3下上游側(cè)擋墻下游側(cè)擋墻分為2段,每段長(zhǎng)度為11.5m.其中,一段擋墻水下局部的底部寬8.9m,上部寬3.9m,高7.5m,此尺寸即為水下鋼模版拼裝尺寸.m78.50m(施工水7j43m(設(shè)計(jì)低水位)72.4m(停泊水域底高程)71.0-m/尊送圖1-1:碼頭斷面圖2、施工工藝.：.2.

4、1 港池開挖、拋石基床基槽開挖由泥層開挖和巖石破碎清理兩局部組成,驗(yàn)收采用硬式掃床方法,保證無(wú)淺點(diǎn)；邊線無(wú)欠挖,邊坡不陡于設(shè)計(jì)邊坡.；,二-二一I一I.基槽開挖成形一段(約50m立即驗(yàn)收并組織拋石,以預(yù)防基床回淤.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求,碼頭基床整平到極細(xì)平程度.基床夯實(shí)采用打夯船吊機(jī)吊重錘縱橫向相鄰接壓半夯的夯實(shí)工藝夯實(shí),逐層拋填,逐層夯實(shí)._-2.2 水下定型鋼模板定型模板采用大片鋼板作板面,以型鋼圍楝、鋼桁架作為模板骨架.模板采用整體組裝,內(nèi)連接架整體在岸上連接組裝,組裝完成后整體出運(yùn)、沉放、安裝并澆筑混凝土,施工速度快,能滿足水下混凝土澆注對(duì)模板的根本要求.定型模板(1)水下模板要滿足建筑

5、物的輪廓尺寸和未凝固水下混凝土的側(cè)壓力要求,承受一定的的動(dòng)水壓力.(2)混凝土拌合物的流動(dòng)性較大,在水下進(jìn)行施工時(shí),受水流滲漏影響,對(duì)模板的密封性要求嚴(yán)格.(3)水下混凝土澆注水平施工縫難以處理,因此水下模板一次立模較高,其頂應(yīng)出水面.(4)水下施工作業(yè)不確定因素較多,不易限制,模板盡量簡(jiǎn)單,便于水下施工,并盡量用水上作業(yè)代替水下作業(yè)擋墻模板系統(tǒng)由前模、后模板及封頭模板三局部組成,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除能夠滿足剛度、強(qiáng)度要求外,同時(shí)也考慮模板自身穩(wěn)定、平安施工等因素.模板均采用桁架式鋼框架、66mm鋼板做板面,10桁架按間距1m布置；豎向及水平圍囹均采用槽鋼14,豎向圍囹間距與桁架間距相同,其間距為1m水

6、平圍囹間距按0.5m布置.前、后模板均分成兩塊,以滿足吊機(jī)吊裝模板的要求.模板的拼裝采用公母扣的形式,以保證碎外觀的整潔、美觀,模板預(yù)埋件的預(yù)留孔、拉條孔位置及形狀、尺寸應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤,所有預(yù)留孔口均用鋼護(hù)套進(jìn)行保護(hù)、加固.模板驗(yàn)算混凝土作用于模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值,可按以下公式計(jì)算,并取其中的較小值.式中F=0.22?CtoP1P2V12F-新澆混凝土對(duì)模板產(chǎn)生的F!夫很加力kN/m2;H有效壓頭高度項(xiàng)；v混凝土澆筑速度m/h；t0混凝土入模時(shí)的溫度C；rc混凝土的容重kN/m;k外加劑影響修正系數(shù),不摻外加劑時(shí)取k=1.0,摻緩凝作用的外加劑時(shí)k=1.2；B1-外加劑影響修正系數(shù),不摻外加劑時(shí)取1

7、.0；摻具有緩凝作用的外加劑時(shí)取B2-塌落度影響修正系數(shù),當(dāng)塌落度小于30mm取0.85;50-90mm時(shí),取1.0;110-150時(shí),取1.15.通過(guò)受力情況分別驗(yàn)算板面、橫肋、縱肋、桁架的撓度,是否滿足模板材料的性能,及整體的穩(wěn)定性.剖面圖1-1鋼板81模板組裝根本要求:1模板拼裝必須按擋墻的形狀、尺寸和相對(duì)位置準(zhǔn)確;2模板和支架的支承局部應(yīng)堅(jiān)實(shí)可靠；3模板安裝過(guò)程中必須采取防傾覆的臨時(shí)加固舉措.2安裝模板時(shí)必須做好以下事項(xiàng),保證擋墻觀感質(zhì)量.1前模拉條孔位置采用圓錐型塑料護(hù)套,起到止?jié){及澆注碎后擋墻面拉條頭易切割處理.2止?jié){舉措：除了前模拼接中縫采用10mnS橡膠皮止?jié){外,其它模板拼縫均

8、采用海綿條止?jié){.3擋墻斷縫采用刨面三角木條做成倒八字型縫.2.2.3 模板出運(yùn)1陸上吊運(yùn)陸地上移動(dòng)可使用起重設(shè)備,吊運(yùn)使用專用吊具,根據(jù)整體模板的重心位置設(shè)計(jì),保證吊運(yùn)過(guò)程中模板穩(wěn)定、不變形.在本工程中2#、3坦白位各有一個(gè)40T塔吊,單個(gè)定型組合鋼模板最大重量約24t,氣囊重2t,陸上吊運(yùn)、移動(dòng)用2#、3#泊位塔吊完成,也可用履帶吊.2水上拖運(yùn)在水上采用氣囊助浮、機(jī)動(dòng)艇拖運(yùn)的方式.根據(jù)物體漂浮條件G=pvg,可得出需用氣囊的吃水體積,其吃水體積宜為氣囊體積的0.60.8.在每側(cè)模板安放氣囊,根據(jù)計(jì)算的體積吃水進(jìn)行匹配選擇.定型組合鋼模板組裝完畢,安放助浮氣囊,氣囊壓強(qiáng)達(dá)應(yīng)到25kgf.氣囊規(guī)

9、格：體容積m3安放位置D1.5mx9m17.43前模、后模D1.5mx6m12.13側(cè)模D1.2mx12m14.35前模、后模D1.5mx3m5.86側(cè)模氣囊安放在模板位置依據(jù)的兩個(gè)條件：拖運(yùn)經(jīng)過(guò)區(qū)域的水深；安裝模板處基床標(biāo)高.碼頭前沿水域底高程72.4m,澆注擋墻底71.0m,水面頂標(biāo)高77.5m,水深最小是5.1m.考慮到模板與拋石基床的距離越小,沉放的可操作性越高,模板在拖運(yùn)過(guò)程中吃水深度限制在4.5m.定型模版安裝2.2.4 定型模板安裝安裝前潛水員下水檢查基床情況,保證基床無(wú)異物、未破壞、無(wú)回淤.第一個(gè)定型模板安裝比較難于精確定位,一般選碼頭前沿側(cè)中間的一段擋墻,待其澆注完成拆模后便

10、于后續(xù)模板的安裝.具體方法：1提前測(cè)放模板的安裝位置,并用浮筒標(biāo)示,在澆注擋墻前沿停放定位駁.2模板用機(jī)動(dòng)艇拖到定位方駁附近,然后使模板依靠在方駁上,移動(dòng)方駁位置,使模板大體就位.3在定型模板上下游兩端各用鋼絲繩與設(shè)在岸邊的卷?yè)P(yáng)機(jī)相連.4陸上用全站儀全程限制模板平面位置,滿足安裝精度且模板穩(wěn)定后,氣囊放氣,使模板下沉.第一段擋墻澆筑完成,后續(xù)模板以已澆筑水下?lián)鯄橐劳袑?shí)施安裝.先沉放模板靠近已澆筑的擋墻一端,并使其前后兩側(cè)的模板卡在擋墻上.根據(jù)相鄰的模板吊鼻尺寸準(zhǔn)備四根鋼絲純兩根21.4m,兩根12.8m和四個(gè)10t手拉的產(chǎn)作工具,其中兩根鋼絲繩主要用于調(diào)整待安模板平面位置,另兩根鋼絲繩主要限

11、制安裝縫寬.5氣囊放氣：模板調(diào)正后,氣囊開始放氣.在氣囊放氣模板下沉過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)鋼絲純變松時(shí),及時(shí)調(diào)緊或停止放氣,保證模板的位置正確.起重船停泊在一旁協(xié)助.在模板發(fā)生較大位置偏差時(shí),用起重船調(diào)整.整個(gè)過(guò)程全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè).模板安裝位置符合設(shè)計(jì)要求后,潛水員下水檢查模板與拋石基床、與已澆筑擋墻接觸有無(wú)縫隙.與基床的縫隙用袋裝碎石進(jìn)行封堵；與擋墻的縫隙用模板土工布塞堵牢靠,保證澆注過(guò)程中不漏漿.77一一,二二L:丁|七?X最后對(duì)定型模板加固,頂面搭設(shè)23個(gè)平臺(tái)放置46塊預(yù)制混凝土塊一塊約1.2t;用28mm鋼筋作為錨桿,連接安裝模板與已澆筑擋墻.2.3水下混凝土澆注,一.：.,；11碼頭水工擋墻施工

12、水位以下采用立鋼模板澆注,水下混凝土要求一次連續(xù)澆筑,水下混凝土澆筑量大,應(yīng)保證混凝土供給量充足,以預(yù)防意外故障而發(fā)生質(zhì)量事故.陸上碎分塊澆注,分塊澆注施工縫處在澆筑前進(jìn)行鑿毛處理,并在分縫處預(yù)埋插筋.擋墻分層澆筑的分縫處理方案在開始施工前提交專項(xiàng)方案應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求并經(jīng)設(shè)計(jì)同意方可實(shí)施.上層擋墻澆筑時(shí)間可延后,以待前方回填根本完成、墻身穩(wěn)定后再澆筑.11.I水下混凝土坍落度宜在160mm200mm問(wèn).2.3.2施工方法水下混凝土澆筑采用導(dǎo)管法施工,其關(guān)鍵是：澆筑作業(yè)連續(xù)進(jìn)行,保證導(dǎo)管始終埋入澆筑的混凝土堆內(nèi),盡量隔斷混凝土與水的接觸.在模板頂做一平臺(tái),在平臺(tái)上搭設(shè)水下碎灌注架,澆筑水下碎時(shí)采用

13、25cm的鋼管作為導(dǎo)管輸送碎進(jìn)行水下灌注,導(dǎo)管每節(jié)長(zhǎng)22.5m,同時(shí)應(yīng)備用數(shù)節(jié)1.0m、0.5m及0.3m的短導(dǎo)管,導(dǎo)管各節(jié)之間用有止水槽的法蘭盤夾膠皮墊圈用螺栓連接,可預(yù)防漏水且易于撤除.(1)為了保證碎開始灌注時(shí),預(yù)防水從外部反流入導(dǎo)管內(nèi),可在料斗底端安放一個(gè)用鋼板焊成的錐形作為塞子,塞子用拉桿與操作平臺(tái)連接,使碎無(wú)法滲進(jìn)導(dǎo)管內(nèi).導(dǎo)管應(yīng)在使用前進(jìn)行密閉試驗(yàn),密閉情況良好的導(dǎo)管才可投入使用.(2)采用泵送碎法將碎輸送到排架上安裝的儲(chǔ)料斗中,儲(chǔ)料斗用鋼板制作,容積為3.0m3,斗內(nèi)壁應(yīng)光滑平整,不漏漿,不掛漿,碎下泄順暢,混凝土沖入基床面.(3)本工程水下?lián)鯄Ψ侄问┕?每段12m底面積在96.

14、6110.36褶問(wèn),施工作業(yè)場(chǎng)地小,設(shè)置一個(gè)澆注點(diǎn).假設(shè)一次性澆注流平底面,導(dǎo)管口很難被碎包住,新澆混凝土在導(dǎo)管口周圍的碎堆表面流動(dòng)、分層,會(huì)使較多的混凝土外表暴露在水中,水泥被水沖走,產(chǎn)生浮漿層、離析、冷接縫等.I7一一,一、II為預(yù)防出現(xiàn)上述情況,在模板箱底部用鋼模板做一分隔槽,與定型模板焊為一體,高0.4m,寬2.5m,長(zhǎng)度等同于定型模板寬,容積8.9m3,導(dǎo)管口低于分隔槽頂10cm20cm對(duì)澆注混凝土的流動(dòng)起到一定得限制,使新澆注的碎擠壓導(dǎo)管外的混凝土上開,在碎堆內(nèi)部流動(dòng),實(shí)現(xiàn)水下混凝土膨脹流動(dòng)模式.陸上備有數(shù)輛罐車,一罐車9m騎,連續(xù)澆筑,可滿足初灌量的要求.(4)導(dǎo)管提升不易頻繁,

15、必須保證導(dǎo)管下端始終埋入混凝土內(nèi)部,一般在3m左右,其最大埋深度不宜超過(guò)5m,提升后導(dǎo)管應(yīng)保存1m埋在混凝土中.澆筑過(guò)程中,密切關(guān)注混凝土頂面的位置.用測(cè)純檢測(cè)混凝土面上升的高度及導(dǎo)管埋入深度,測(cè)定混凝土面的位置應(yīng)在導(dǎo)管四周每2m取一個(gè)測(cè)點(diǎn),不可僅憑經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算推導(dǎo).提升時(shí)導(dǎo)管旁邊有施工人員指揮吊車,限制提升量.在進(jìn)行水下碎灌注時(shí),先把漏斗(容積3m3內(nèi)都灌滿碎,然后在操作平臺(tái)上拉開料斗下端的塞子,讓預(yù)先灌入漏斗內(nèi)的碎瞬間下落,在導(dǎo)管下端形成一個(gè)碎小堆.開始澆筑時(shí),導(dǎo)管底部離孔底2030cm導(dǎo)管埋深隨澆注的進(jìn)行逐漸增加.(1)在澆注過(guò)程中,導(dǎo)管只應(yīng)上下升降,不得左右移動(dòng).(2)混凝土粗骨料的

16、最大粒徑不得大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/4,亦不宜超過(guò)6cm；坍落度為1518cm,開始時(shí)坍落度取小值,結(jié)束時(shí)酌量放大,以使混凝土外表能自動(dòng)坍平.(3)灌注過(guò)程中,導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)充滿混凝土,并保持導(dǎo)管始終埋在已澆筑的混凝土中,以保證后注入的混凝土與水隔離,利用碎的自重力使碎攤開.(4)隨著碎的不斷灌入,要逐步提升導(dǎo)管,當(dāng)導(dǎo)管、漏斗提到最大高處時(shí),可拆卸上部的短導(dǎo)管直到水下碎全部澆筑完畢.(5)為了預(yù)防由于澆灌速度慢產(chǎn)生施工冷縫而影響碎質(zhì)量,可在硅中按一定比例摻用緩凝劑,以延長(zhǎng)初、終凝時(shí)間.(6)當(dāng)澆注完畢后,將頂面浮漿去除干凈.(1)根據(jù)氣溫調(diào)整拆模時(shí)間,保證強(qiáng)度達(dá)10MPa潛水員撤除模板、用起重船吊運(yùn),模板

17、撤除后進(jìn)行清理維護(hù),涂刷模板油,保證模板正常使用.(2)養(yǎng)護(hù)采用直接淋水養(yǎng)護(hù)的方式養(yǎng)護(hù),在擋墻外表蓋設(shè)土工布,淋水直接接觸混凝土外表.養(yǎng)護(hù)由專人負(fù)責(zé),并做好記錄.混凝土澆筑完畢后的12小時(shí)以內(nèi)開始對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù),混凝土養(yǎng)護(hù)的最低期限應(yīng)符合要求,且養(yǎng)護(hù)不得中斷.(3)混凝土養(yǎng)護(hù)期間,混凝土內(nèi)部溫度與外表溫度之差、外表溫度與環(huán)境溫度之差不宜20C,養(yǎng)護(hù)用水溫度與混凝土外表溫度之差不得大于15Co澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài).擋墻分段、分塊、分層澆筑施工,為保證接荏質(zhì)量,段與段間用2cm瀝青模板塞縫,保證其豎一1直度.每塊澆筑混凝土之前,即擋墻水下局部與水上局部,先澆筑2030mnB高于本體

18、混凝土強(qiáng)度等級(jí)的砂漿.為保證施工縫處混凝土強(qiáng)度,澆至分段頂面之后,刮去外表浮漿,沖毛處理,沖毛須保證沖掉混凝土外表的砂和浮漿；待混凝土到達(dá)70%雖度后,進(jìn)行鑿毛,使骨料石子露出1/3高度,并在澆筑下一層混凝土前將施工縫濕潤(rùn)沖洗干凈.(1)嚴(yán)格工藝紀(jì)律,嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制,即：自檢、互檢、專檢.需報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收的工程必須及時(shí)報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收,驗(yàn)收不合格不準(zhǔn)進(jìn)入下一道工序.(2)混凝土拌和時(shí)嚴(yán)格根據(jù)配合比計(jì)量上料,根據(jù)技術(shù)交底要求拌和.現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員按規(guī)定及時(shí)對(duì)拌和物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),保證拌和物質(zhì)量.(3)模板要有足夠的剛度和強(qiáng)度,拼縫嚴(yán)密,外表平整；模板支立時(shí),模板油要涂刷均勻,止?jié){嚴(yán)密,螺栓緊固

19、.澆筑擋墻混凝土?xí)r,為預(yù)防模板上浮,要設(shè)錨點(diǎn)拉結(jié).模板如要撤除,拆模要精心,預(yù)防掉邊掉角.根據(jù)氣溫調(diào)整拆模時(shí)間,保證強(qiáng)度達(dá)10MPa模板撤除后立即進(jìn)行清理維護(hù),涂刷模板油,保證模板正常使用.(4)硅澆注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行；水下混凝土在水下很難進(jìn)行振搗,需自流平、自密實(shí),在施工時(shí),控制好流動(dòng)性.(5)出水面后使用碎振搗器不得觸及模板及預(yù)埋件,振搗順序從近模板開始,先外后內(nèi),并控制好振搗時(shí)間和振搗間距,嚴(yán)防出現(xiàn)漏振或過(guò)振現(xiàn)象,對(duì)頂層碎必須進(jìn)行二次振搗,出現(xiàn)泌水應(yīng)用海綿吸干排除.(6)擋墻分層面處理應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行施工,鑿毛、清潔,澆筑上層碎時(shí)要鋪一層2cm厚的砂漿.(7)擋墻分段沉降縫采用2cm厚瀝青軟木板設(shè)置.(8)雨天施工保護(hù)舉措：為了保證砂的澆注質(zhì)量,澆注前應(yīng)先了解天氣預(yù)報(bào),爭(zhēng)取在氣候好的時(shí)間澆注碎,大雨時(shí)預(yù)防碎澆注,假設(shè)在施工過(guò)程中下雨,碎頂部采用海綿吸水的方法,將碎外表的水分吸干,同時(shí)嚴(yán)格限制水灰比,依照實(shí)際情況限制用水量.3、問(wèn)題探討現(xiàn)澆混凝土的質(zhì)量與水下混凝土的流動(dòng)方