水下不分散混凝土施工工藝介紹及監(jiān)理控制要點

于濤

摘 要：基于濱州港水工工程的施工環(huán)境特點，受施工條件限制，越來越多的水工工程需要采用水下不分散混凝土施工。本文介紹水下不分散混凝土配合比的配制及澆筑施工工藝，為類似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：水下不分散混凝土;施工技術(shù);監(jiān)理

中圖分類號：U655.56? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）07-0100-02

1工程概況

濱州港海港區(qū)液體散貨作業(yè)區(qū)圍堰工程建設(shè)區(qū)域?qū)儆跒I州港規(guī)劃陸域的液體散貨作業(yè)區(qū)，緊鄰港區(qū)已建 3 萬噸碼頭及陸域南側(cè)。本工程為長4211m圍堰工程，其中2724m采用壁樁框架結(jié)構(gòu)。

壁樁框架采用整體預(yù)制，框架由上下導(dǎo)梁、上下連系梁、立柱及擋板組合而成?？蚣馨惭b完成后在框架導(dǎo)梁內(nèi)打設(shè)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。上部結(jié)構(gòu)澆筑于導(dǎo)梁之上，通過鋼筋勾連將框架及管樁連接成整體，下導(dǎo)梁槽內(nèi)灌注水下混凝土。水下灌漿堵縫大面積施工前，先進行首件施工，根據(jù)典型施工結(jié)果總結(jié)改進施工工藝，并應(yīng)用于其他框架水下灌漿堵縫施工中。

2主要施工工藝及方法

2.1水下探摸

施工前，潛水員對典型施工段下導(dǎo)梁槽情況進行詳細探摸，根據(jù)探摸結(jié)果確定是否對框架下導(dǎo)梁槽內(nèi)的砂土進行清理或?qū)蚣芘c砂土面存在的空隙進行封堵。

2.2施工設(shè)備采購及制作

2.2.1導(dǎo)灰罐漏斗及導(dǎo)灰管

導(dǎo)灰罐漏斗采用鋼板及槽鋼加工制作，斗容量為1方，漏斗凈高1.2m，上口寬1m，罐體靠四個槽鋼支腿支撐，支腿長0.5m，間距0.65m，導(dǎo)灰罐內(nèi)側(cè)的罐底作10%的坡度，最低處開口，連接20cm寬的塑料導(dǎo)灰管，導(dǎo)灰管長度為12m。

2.2.2氣泵

采購12方空壓機對導(dǎo)梁槽內(nèi)的泥砂進行沖刷，達到清除砂土的目的。空壓機排氣壓力5～10MPa，連接直徑15cm的排氣管，可用于本工程間距較小的縫隙中進行沖沙排淤。

2.3下導(dǎo)梁槽沖砂

利用空壓機運行時產(chǎn)生的強力氣壓，通過兩根高壓空氣管傳輸至下導(dǎo)梁槽內(nèi)，高壓空氣管一根用于將槽中的泥砂沖散，另一根與Φ150鋼管和PVC透明鋼絲吸泥軟管連接形成吸泥設(shè)備，通過排氣產(chǎn)生的負壓將沖散的泥砂排出水面。Φ150鋼管長1m，與PVC鋼絲軟管套管連接，PVC鋼絲軟管長15m，延伸至框架側(cè)面與外伸筋綁定，使泥砂排入框架外側(cè)的海中。

潛水員挪動排氣管，依靠氣壓力沖散砂土，順導(dǎo)梁槽一頭逐漸將砂土匯集至另一頭，并利用抽氣管集中將砂土抽出導(dǎo)梁槽。

清砂作業(yè)時，潛水員先持高壓空氣管將導(dǎo)梁槽中的泥砂沖散，再持Φ150鋼管兩側(cè)的把手，將吸泥口放置在導(dǎo)梁槽頂口處，將沖散的泥砂吸入鋼管中。

2.4澆筑水下灌漿堵縫

施工前起重船起吊鋼漏斗及軟管，人工配合將漏斗支腿卡在中間連系梁兩側(cè)，由于槽鋼支腿的支頂作用，可防止漏斗裝載混凝土?xí)r發(fā)生傾覆。漏斗連接的軟管長15m，在澆筑水下混凝土?xí)r，潛水員移動軟管，將管口伸入導(dǎo)梁槽內(nèi)不小于30cm，保證水下混凝土自管口流出后，其在水中的自由下落高度不大于50cm。

漏斗放置在中間連系梁一端后，混凝土由拌合船泵送至導(dǎo)灰罐漏斗內(nèi)，依靠混凝土的自重順漏斗及20cm直徑的導(dǎo)灰軟管流至下導(dǎo)梁槽中。水下混凝土澆筑時，潛水員應(yīng)自框架一側(cè)向另一側(cè)挪動導(dǎo)灰管，使混凝土灌注至導(dǎo)梁槽頂面，在灌注混凝土?xí)r，應(yīng)保證混凝土始終充滿導(dǎo)灰軟管并連續(xù)供料。潛水員需通過通訊設(shè)備與水上人員及時聯(lián)系，對混凝土放料速度及時間做好溝通，如出現(xiàn)意外或需停止施工時，及時處理好后續(xù)工作。當施工中不得不出現(xiàn)停頓時，續(xù)澆的時間間隔不得超過水下不分散混凝土初凝時間。

2.5水下觀測

混凝土灌注完成后，潛水員對澆筑完成的混凝土表面進行探摸檢測。如導(dǎo)梁槽與管樁間的縫隙全部填充完全，混凝土表面平整，與導(dǎo)梁槽頂面平齊，混凝土無泄漏及塌陷情況時可進行下一段施工。

3監(jiān)理控制要點

3.1配合比

水下不分散混凝土的配合比，應(yīng)保證混凝土的耐久性、水下抗分散性、流動性和強度的要求，與一般的普通混凝土相比，水下不分散混凝土具有抗分散性及流動性好的特點。水下不分散混凝土的質(zhì)量由混凝土的抗分散性和流動性所決定，因此在進行混凝土配合比設(shè)計時，應(yīng)全面考慮以上要求，主要考慮以下因素：水灰比;絮凝劑品種和摻量;外加劑和摻合料的品種和摻量;單位用水量等。

由于不允許水下不分散混凝土在水下進行搗固作業(yè)，因此流動性是水下混凝土施工成敗的關(guān)鍵因素，因此，在水下混凝土配合比設(shè)計時應(yīng)特別注意以上問題。

3.2計量及攪拌

3.2.1計量

（1）計量裝置：①對于水下不分散混凝土各種原材料的計量標準和方法，應(yīng)按照普通混凝土的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行;②在開始施工前應(yīng)對各種計量材料的計量裝置進行規(guī)定頻率的定期檢查和定期檢定，確保計量裝置的計量精度滿足規(guī)范和相關(guān)規(guī)定要求。

（2）材料的計量： ① 根據(jù)天氣情況和氣候情況定期測定細骨料、粗骨料的含水量及干燥骨料的有效吸水率;在雨天應(yīng)相應(yīng)地增加檢測次數(shù)，以便可以隨時調(diào)整水下不分散混凝土的含水量;同時應(yīng)采取措施保持細骨料、粗骨料含水率的穩(wěn)定，細骨料的含水率應(yīng)控制在6%以內(nèi);② 設(shè)計配合比僅作為理想狀態(tài)下的材料配合比使用，實際施工過程中由于粗細骨料中含有一定的水分，因此現(xiàn)場計量時應(yīng)按照施工配合比執(zhí)行;③ 根據(jù)現(xiàn)場施工攪拌機的攪拌能力確定一次攪拌工程量，從而確定每次攪拌時原材料的投入量;④ 根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定各種原材料的計量應(yīng)分次按照質(zhì)量單位進行計量，液態(tài)外加劑和水也可以用體積或容積計量。

3.2.2 攪拌

（1）攪拌機：① 由于水下不分散混凝土對攪拌機的攪拌能力要求較高，因此攪拌機一般選擇強制式攪拌機;② 用連續(xù)式攪拌機進行攪拌時，應(yīng)確保攪拌機在一定時間內(nèi)能充分地進行攪拌并能得到性能優(yōu)良的水下不分散混凝土。

（2）攪拌：① 水下不分散混凝土的攪拌時間，應(yīng)通過試驗確定，自最后一種原材料投入料筒開始計時一般不少于120秒;② 在投入下批材料進行攪拌之前應(yīng)確保之前攪拌的水下不分散混凝土全部排出;③ 由于水下不分散混凝土中含有較多的絮凝劑，因此攪拌機在使用前后，均應(yīng)進行徹底清洗。

3.3澆筑

3.3.1澆筑準備

（1）在水下不分散混凝土開始澆筑之前，應(yīng)根據(jù)制定的澆筑方案和澆筑計劃，確定所需的運輸工具、澆筑工具的類型、配套的機具及其布置位置;

（2）鋼筋應(yīng)按照設(shè)計文件要求的位置正確布置，并且固定牢固;

（3）檢查模板尺寸是否符合設(shè)計要求，模板的轉(zhuǎn)角及接縫處應(yīng)嚴密，不得漏漿;

（4）混凝土應(yīng)按計劃工作量連續(xù)澆筑，為防止施工過程中意外情況發(fā)生，應(yīng)留有備用機具及動力設(shè)備。

3.3.2 導(dǎo)管法澆筑

（1）混凝土導(dǎo)管應(yīng)使用不透水材料，并且導(dǎo)管內(nèi)徑尺寸應(yīng)能夠使混凝土順暢通過，在澆筑中應(yīng)經(jīng)常充滿混凝土;

（2）混凝土導(dǎo)管應(yīng)由混凝土的裝料漏斗及混凝土流下的導(dǎo)管構(gòu)成。導(dǎo)管的內(nèi)徑，視混凝土的供給量及混凝土順暢通過的狀態(tài)而定，一般應(yīng)為粗骨料最大粒徑的8倍。鋼筋混凝土施工時，導(dǎo)管內(nèi)徑與鋼筋的排列有關(guān)，一般為200mm～250mm;

（3）導(dǎo)管法澆筑水下不分散混凝土應(yīng)采取防水流涌入的措施，一般采取將導(dǎo)管的末端插入已澆筑的混凝土一定深度。如果澆筑過程中需要將導(dǎo)管末端從混凝土中拔出，使混凝土在水中自由落下時，應(yīng)確保導(dǎo)管內(nèi)始終充滿混凝土且保證混凝土連續(xù)澆筑，并且水中自由落差不大于500mm，盡快將導(dǎo)管插入混凝土中。

3.3.3 澆筑作業(yè)

（1）水下不分散混凝土在澆筑過程中應(yīng)確保連續(xù)澆筑，當施工過程中因意外出現(xiàn)停頓時，續(xù)澆的時間間隔不應(yīng)超過水下不分散混凝土的初凝時間;

（2）當水下混凝土表面露出水面后再用普通混凝土繼續(xù)澆筑時，應(yīng)將之前澆筑的水下不分散混凝土表面上的殘留水分沖刷掉，并趁著已澆混凝土還有流動性時立即續(xù)澆普通混凝土。此時，應(yīng)使用振搗棒將普通混凝土振實。

3.3.4施工管理

（1）混凝土在水中自由落下時，應(yīng)對水中自由落差進行嚴格控制，應(yīng)采取措施保證水下不分散混凝土在水中自由落差不大于500mm;

（2）應(yīng)對水下不分散混凝土在水下的流動狀態(tài)進行檢查，具體來說應(yīng)對澆筑中的混凝土流動面的形狀、混凝土的擴展狀態(tài)及填充狀態(tài)進行檢查;

（3）澆筑完的水下不分散混凝土上表面應(yīng)平整，并且各個角落都應(yīng)澆筑到位;

（4）水下不分散混凝土應(yīng)按照計劃進行澆筑，在澆筑過程中及澆筑完成后必須對混凝土實際澆筑量進行復(fù)查，施工單位應(yīng)制定出準確的澆筑量檢查方法。

3.4養(yǎng)護

（1）養(yǎng)護時應(yīng)采取防止水下不分散混凝土在硬化過程中受流水、波浪等沖刷造成的水泥流失的措施;

（2）當施工部位從水下到達水上時，對于暴露于空氣中的混凝土，應(yīng)進行與普通混凝土相同的養(yǎng)護。

3.5混凝土的質(zhì)量管理及檢驗

（1） 應(yīng)在混凝土拌合物的現(xiàn)場卸料地點進行混凝土的質(zhì)量檢驗和取樣工作。

（2）為得到質(zhì)量滿足要求的水下不分散混凝土，應(yīng)對下列項目進行管理和檢驗：①新拌混凝土的管理：坍擴度值、抗分散性。②硬化混凝土管理：空氣中成型試塊的抗壓強度、水中成型試塊的抗壓強度。

（3） 混凝土取樣方法參照相關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。

（4） 取樣至少一天一次，或根據(jù)構(gòu)筑物的重要程度和工程規(guī)模，對連續(xù)澆筑的混凝土以20～150方為一批進行一次取樣。

（5）檢驗合格與否的評定標準如下：①坍擴度值的允許偏差為±30mm;②混凝土抗壓強度合格與否的評定按照DL/T5144-2001執(zhí)行。