水下澆筑混凝土施工綜述

1、 水下混凝土混凝土概述水下澆注混凝土是指在地面上攪拌，直接澆注到水下結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)場成型硬化的混凝土，簡稱水下混凝土。這是一種采用普通混凝土材料和特殊施工工藝的施工方法，可省去基坑排水、基坑防滲、圍堰施工等一系列因施工條件干燥而必須進(jìn)行的工作。在某些情況下，水下混凝土甚至可能是唯一采用的方法。水下澆筑混凝土的施工是在水中看不到的施工過程。為保證其施工質(zhì)量，水下澆注混凝土拌合物必須具有良好的和易性、泌水小、流動(dòng)性好。保持能力和更大的濕容重。僅從施工條件來看，水下澆筑混凝土比旱地澆筑混凝土要困難得多。有些工作要克服水環(huán)境造成的水壓、流速、黑暗、缺氧、膨脹等一系列困難。因此，水下澆筑混凝土常存在以下問題

2、：當(dāng)混凝土拌合物穿過水層，在水中移動(dòng)時(shí)，很容易造成離析，使混凝土根本不能作為一個(gè)整體進(jìn)行粘結(jié)。由于混凝土是在水下施工的，因此是一個(gè)隱蔽的施工過程。施工前后無法直接觀察混凝土的填充程度。在控制混凝土質(zhì)量時(shí)，往往存在許多不穩(wěn)定和不可預(yù)測的因素。 .如果水下結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，則鋼筋與混凝土之間的結(jié)合力顯著降低。因此，水下澆筑混凝土的關(guān)鍵是解決如何防止未凝固混凝土中的水泥顆粒被水帶走，水泥與骨料不分離的問題。如果水下混凝土澆筑不正確，施工過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：在混凝土混合物到達(dá)澆注地點(diǎn)之前，避免其與周圍的水接觸。進(jìn)入澆注地點(diǎn)后，盡量減少與水的接觸；盡可能使與水接觸的混凝土始終是同一部分。水下混凝土

3、澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，直至混凝土結(jié)構(gòu)所需高度或高于水面，以減少環(huán)境水對混凝土的不利影響，同時(shí)減少不符合要求的混凝土用量。固化后所需的強(qiáng)度。澆筑的混凝土不宜攪拌，以免在較好的環(huán)境下凝固硬化。水下澆注混凝土的澆注方法有開底容器法、澆注法、袋堆法、軟管法、導(dǎo)管法和泵送法。開底集裝箱法只適用于小型零體積水下混凝土工程的施工，施工工藝和施工設(shè)備也比較簡單。澆筑方法與旱地傾斜分層澆筑法相似。施工工藝比較簡單，但只能2m在水深不超過的淺水區(qū)使用。疊袋法的施工雖然比較簡單，但袋子之間的接縫完整性較差，總則只用于整體要求不高的水下?lián)屨?、堵漏和防沖刷工程，或站立在水下。困難區(qū)域可以用作水下模板。導(dǎo)管法施工中，通過不透水

4、的金屬導(dǎo)管澆注水下混凝土，具有設(shè)備簡單、整體性好、澆注速度快、不受水深和倉面大小限制等優(yōu)點(diǎn)。 .導(dǎo)管法澆注設(shè)備如圖1所示。圖1 導(dǎo)管法澆筑設(shè) 1儲(chǔ)料斗 2承料斗 3導(dǎo)管 4提升機(jī)具采用風(fēng)管法，第一批進(jìn)入風(fēng)管的混凝土混合料能否在防水條件下到達(dá)筒倉底部，風(fēng)管底部能否埋入混凝土中一定深度，是重要的組成部分。水下混凝土能否順利澆筑。為此，需要使用頂門或懸掛在導(dǎo)管上部的吊塞來隔離周圍的水。頂門用木頭或鋼板制成，吊塞可以用各種材料制成球（柱）形。正式澆筑前，用吊索將滑塞懸掛在承料漏斗下方的導(dǎo)管上，隨著混凝土澆筑面向下滑動(dòng)，接近管底時(shí)將吊索剪斷，推入在混凝土自身重量的作用下，將塞子滑下路面，混凝土就會(huì)沖下來

5、。到管口，并將導(dǎo)管底部埋在混凝土中。不能保證導(dǎo)管底部埋在混凝土中。澆筑初期，在第一批混凝土將滑塞推出導(dǎo)管后，導(dǎo)管腳部的堆垛高度不應(yīng)小于此0.50m，使導(dǎo)管開口在混凝土中的深度不小于0.30m那個(gè)。第一批混凝土應(yīng)使用坍落度小的混凝土混合料，使流入筒倉的混凝土的坡度為0.25左右。因此，水平基礎(chǔ)面的第一批混凝土不應(yīng)少于2.10m3.如果采用天然或人工坑道設(shè)置導(dǎo)管，則第一批混凝土可小于2.10m3.導(dǎo)管作用半徑R t ，混凝土混合物水下擴(kuò)散的平均梯度為i ，混凝土上升高度為iR t 。同時(shí)，在流動(dòng)性維持指標(biāo) th h 時(shí)，倉面上升高度為 th h I，兩者應(yīng)相等，即：圖2 導(dǎo)管作用半徑iR t =

6、t h IRt=t h / II 為水下混凝土表面的上升速度，m/h。在澆筑階段，總則要求水下混凝土面坡率小于1/5。若將平均斜率i=1/6代入上式，可得R t =6t h I。這樣，可以根據(jù)確定的管道半徑來布置管道。圖3 導(dǎo)管插入深度不同時(shí)混凝土拌合物的擴(kuò)散情況（b）正常插入深度（a）插入深度不足時(shí) 使用導(dǎo)管法時(shí)，一定要注意導(dǎo)管進(jìn)入混凝土的深度。如圖3所示，不同的導(dǎo)管插入深度會(huì)產(chǎn)生不同的效果。當(dāng)導(dǎo)管插入混凝土的深度小于0.50.6m時(shí)，混凝土錐體會(huì)突然下降，導(dǎo)管附近會(huì)出現(xiàn)局部凸起，表面曲線會(huì)突然轉(zhuǎn)彎。這說明混凝土混合料不在表面混凝土保護(hù)層下流動(dòng)，而是澆注壓力穿透表面保護(hù)層，在已澆筑的混凝土混

7、合料表面層層流動(dòng)，破壞了混凝土的完整性和均勻性。當(dāng)導(dǎo)管插入深度達(dá)到1m上述值時(shí)，混凝土表面坡度均勻，新澆混凝土混合物和澆注混凝土體流動(dòng)，混凝土質(zhì)量不均勻?？梢姡瑢?dǎo)管插入混凝土的深度與水下混凝土的澆筑質(zhì)量密切相關(guān)。 （圖4顯示導(dǎo)管的提升）圖4 導(dǎo)管的提升泵壓法澆注水下混凝土有很多優(yōu)點(diǎn)：可以增加半復(fù)合水下混凝土的水下擴(kuò)散圍護(hù)度；澆注管面積較大；可減少澆注管的提升次數(shù)；最后澆注階段也有足夠的過壓。泵送混凝土的施工主要分為導(dǎo)管澆注法、導(dǎo)管明澆法和輸送澆注法三種。導(dǎo)管澆筑法：導(dǎo)管澆筑法是將混凝土壓入導(dǎo)管上方的料斗中，采用導(dǎo)管法澆筑，混凝土泵僅作為運(yùn)輸設(shè)備使用。導(dǎo)管澆筑法：混凝土泵的輸送量和泵的壓力難以根

8、據(jù)施工需要進(jìn)行調(diào)整。但由于泵送混凝土澆注流量大，如果在澆注階段不采取有效措施，水很容易進(jìn)入管道造成回水事故，噴嘴不能快速埋入澆注的混凝土中，這將嚴(yán)重影響水下混凝土的質(zhì)量。導(dǎo)管開口澆注法，即在開口澆注階段用導(dǎo)管法澆注。當(dāng)澆注管埋入混凝土1m以上時(shí)，拆下承料漏斗，將水平輸送管與澆注管連接，然后繼續(xù)加壓澆注。輸送管直澆法：將與混凝土泵水平輸送管直連的豎澆管插入庫底，用本套澆注設(shè)備自始至終澆筑。采用這種澆注方法，在開澆階段，需要采用挖孔法、防沖法或輔助管法，降低澆注管砼的澆注速度，使水口能夠盡快埋入澆筑的混凝土中。上述導(dǎo)管法和泵壓法雖然有很多明顯的優(yōu)點(diǎn)，但也有突出缺陷：使用剛性澆注管澆注水下混凝土?xí)r，要求連續(xù)澆注（圖5為混凝土連續(xù)澆注到導(dǎo)管內(nèi)），只內(nèi)容將噴嘴埋入澆注的混凝土混合物中，以提升管道上下，不能水平移動(dòng)。如果混凝土供應(yīng)不及時(shí)，很容易造成管道中空，導(dǎo)致管道返水；圖5 連續(xù)注入混凝土在水下澆筑薄層混凝土是不可能的，在水下也很難形成平坦的表面。水下混凝土澆筑采用可在水壓作用下主動(dòng)閉合的柔性管道，可避免上述缺點(diǎn)。圖6 柔性導(dǎo)管用柔性管澆注，當(dāng)管內(nèi)沒有混凝土混合料時(shí)，柔性管被水壓壓碎，可防止水侵入管內(nèi)。當(dāng)管內(nèi)灌滿混凝土?xí)r，