水下混凝土施工技術(shù)在港航工程建設(shè)中的應(yīng)用

范霞 湖南省中源航務(wù)工程有限責(zé)任公司

水下混凝土是基于傳統(tǒng)材料經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)后而衍生出的全新形式，泌水性與流動(dòng)性表現(xiàn)較好，并且具備較為顯著的抗色散能力。此類混凝土在制備階段摻入絮凝添加劑，有助于改善稠度，可避免離析現(xiàn)象，成為港航工程中的重要施工材料。

1.工程概況

某港航工程項(xiàng)目岸線長(zhǎng)380m，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特點(diǎn)選擇重力式沉箱結(jié)構(gòu)，由此在港區(qū)的西側(cè)組織碼頭建設(shè)工作。該碼頭預(yù)期年吞吐量約600萬(wàn)噸，發(fā)展目標(biāo)是創(chuàng)建具有地區(qū)經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)性作用的掘入式新港區(qū)。

2.水下混凝土施工工藝

2.1 鋼筋施工

鋼筋架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于施工便捷，考慮混凝土分層特點(diǎn)，共安排3次綁扎作業(yè)。對(duì)于鋼筋的加工，需注重對(duì)加工場(chǎng)地的選擇，其大小尤為關(guān)鍵，并合理配置底模。以施工圖紙為主要依據(jù)，合理組織鋼筋施工作業(yè)，保證綁扎位置的合理性。部分鋼筋存在焊接需求，此時(shí)要注重對(duì)鋼筋接口的設(shè)置方式，需遵循錯(cuò)開(kāi)對(duì)接的原則。完成鋼筋綁扎且無(wú)誤后，有必要設(shè)1個(gè)混凝土墊塊，以達(dá)到增強(qiáng)鋼筋架構(gòu)強(qiáng)度的效果。

（1）在成孔過(guò)程中，鋼筋籠同時(shí)制作，因本橋樁基深1OOm，鋼筋籠長(zhǎng)60m，主筋采用由φ28mm螺紋鋼，為保證鋼筋籠的質(zhì)量及整體剛度，主筋采用對(duì)焊，為了節(jié)省連接時(shí)間，每節(jié)鋼筋籠之間采用鋼套管連接，箍筋采用電焊連接。鋼筋籠分節(jié)制作，每節(jié)長(zhǎng)度為9m，以防止在吊裝過(guò)程中變形。

（2）鋼筋籠的加工采用卡板成型法分段制作，10～20mm厚的鋼板制成兩塊弧形卡板，其孤面直徑為鋼筋籠主筋中心直徑。每隔2m左右預(yù)置一塊卡板，按主筋位置在卡板上做出支托主筋的半圓形槽。

2.2 底模板施工

胸墻的澆筑作業(yè)配套的是吊模設(shè)備，在其支持下創(chuàng)建完整的底模體系。選擇合適的底模吊梁設(shè)置方式至關(guān)重要，此處為雙拼對(duì)稱式設(shè)計(jì)形式，配備2根M25拉桿器材，利用該裝置有效承載混凝土荷載，裝配頂絲以便實(shí)現(xiàn)有效的反壓吊梁作業(yè)，保證各階段吊梁受力都具有合理性，以免產(chǎn)生局部受力過(guò)度集中的現(xiàn)象。裝配間距設(shè)為1m，底模支撐要具有穩(wěn)定性，因此選擇的是大骨架結(jié)構(gòu)。面板的設(shè)置以δ=5mm的鋼板為原材料，按照?qǐng)D紙制作而得。底模骨架或各鋼板設(shè)置過(guò)程中，需借助焊接手段連接，以便形成完整且穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)。完成側(cè)模的裝配后，易出現(xiàn)底模翻覆現(xiàn)象，針對(duì)此問(wèn)題，可行的解決途徑是加深底模的嵌入深度，即該構(gòu)件進(jìn)入臺(tái)體底層的部分需達(dá)到10cm。在做好各底模配設(shè)工作后，全面檢查施工情況，若無(wú)誤，則綁扎鋼筋。

2.3 水下混凝土澆筑

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件選擇水下混凝土澆筑方法，本工程選用的是導(dǎo)管法，保證供料充足，澆筑全程要具有連續(xù)性，期間加強(qiáng)對(duì)混凝土的防護(hù)，以免與水接觸后出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況。施工平臺(tái)搭建在模板頂，并于該處設(shè)置水下砼灌注架，正式施工時(shí)選擇φ25cm的鋼管，各階段長(zhǎng)度控制在2～2.5m，組成完整的導(dǎo)管并用于澆筑施工。考慮到不同區(qū)段對(duì)導(dǎo)管長(zhǎng)度需求的差異化特點(diǎn)，配備適量長(zhǎng)度為0.3m、0.5m的短節(jié)，以便根據(jù)實(shí)際需求靈活連接。伴隨施工作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，當(dāng)進(jìn)入到第3次混凝土澆筑時(shí)，考慮到各段交接處易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題（如開(kāi)裂）的情況，需定位混凝土頂層下方的200mm范圍，在該處布設(shè)適量抗裂筋，具體可采取植筋的方式，保證其與混凝土結(jié)構(gòu)形成極為穩(wěn)定的連接關(guān)系。并且，首次與二次兩部分的施工結(jié)構(gòu)也要得到有效的處理，具體方式是在交界處設(shè)鋼筋網(wǎng)片。對(duì)于第3次澆筑作業(yè)，應(yīng)配置適量圓臺(tái)螺母器件，作用在于高效完成裝配作業(yè)。關(guān)于圓臺(tái)螺母的具體情況，見(jiàn)圖1。

圖1 圓臺(tái)螺母示意圖

3.高溫環(huán)境中的砼施工質(zhì)量控制措施

3.1 砼拌制和運(yùn)輸

（1）混凝土拌和過(guò)程中要注重對(duì)原材料的控制，要保證有足量的粉煤灰，并使用適量減水劑，作用在于減少水泥用量，此外還可適當(dāng)加大骨料的粒徑。

（2）考慮到混凝土運(yùn)輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)輸過(guò)程中易發(fā)生混凝土凝固現(xiàn)象，對(duì)此需摻入適量緩凝劑，但要確保用量的合理性。以不影響混凝土質(zhì)量為前提，摻入適量的外加劑，盡可能優(yōu)化混凝土的性能。

（3）對(duì)于夏季施工階段，期間溫度相對(duì)較高，在拌和過(guò)程中可適當(dāng)使用冷水，以免高溫對(duì)拌和物料性能造成不良影響。對(duì)于混凝土運(yùn)輸，要盡可能縮短運(yùn)輸距離，考慮延時(shí)拌和的相關(guān)需求，以便運(yùn)輸全程混凝土狀態(tài)不發(fā)生變化，使其依然處于拌和階段。

3.2 砼澆筑和修整及溫控措施

（1）澆筑時(shí)加強(qiáng)溫度檢測(cè)，視實(shí)際情況采取溫度控制措施，保證溫度在容許范圍內(nèi)，若存在較大的溫度偏差則容易產(chǎn)生裂縫。

（2）創(chuàng)建溫度控制體系，根據(jù)檢測(cè)所得的溫度結(jié)果采取調(diào)控措施，維持溫度的合理性。加強(qiáng)對(duì)骨料的保護(hù)，防曬措施至關(guān)重要，不可出現(xiàn)烈日直篩混合料的情況，否則會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

（3）胸墻施工中，其工程量相對(duì)較大，為保證施工質(zhì)量，必須在前期形成澆筑計(jì)劃，用于指導(dǎo)實(shí)際澆筑作業(yè)，使各環(huán)節(jié)有條不紊地開(kāi)展。根據(jù)實(shí)際情況在合適位置設(shè)UEA混凝土膨脹帶，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，正常情況下養(yǎng)護(hù)時(shí)間不可少于15d，必要時(shí)可延長(zhǎng)時(shí)間。

3.3 砼的養(yǎng)護(hù)

（1）做好修整工作，滿足要求后進(jìn)入到養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，期間混凝土應(yīng)保持相對(duì)濕潤(rùn)的狀態(tài)，若較為干燥則要加大灑水頻率，以免混凝土干縮而產(chǎn)生裂縫。

（2）對(duì)于胸墻施工，較為適宜的是養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)的方式，現(xiàn)階段的可選類型較多，以白色養(yǎng)護(hù)劑為宜，其優(yōu)勢(shì)在于形成的薄膜具有反射光照的能力，從而減少混凝土吸收的熱量，以免發(fā)生快速升溫現(xiàn)象。

（3）若出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)劑應(yīng)用效果欠佳的情況，還需輔以麻袋包裹的方式，目的在于使混凝土表層始終維持濕潤(rùn)狀態(tài)。

（4）做好養(yǎng)護(hù)作業(yè)后，經(jīng)檢測(cè)若各項(xiàng)指標(biāo)都滿足要求，即可拆模。為避免混凝土質(zhì)量問(wèn)題，需在表層設(shè)覆蓋層，以免混凝土遭到陽(yáng)光等因素的影響，發(fā)揮出覆蓋層的優(yōu)勢(shì)，保證混凝土具有足夠的濕度。

4.結(jié)束語(yǔ)

本次研究以港航工程為背景，圍繞現(xiàn)階段較主流的水下混凝土施工技術(shù)展開(kāi)探討，提出鋼筋的加工，混凝土的生產(chǎn)、澆筑及養(yǎng)護(hù)等各階段的技術(shù)要點(diǎn)。工程實(shí)踐表明，本文所提的技術(shù)具有可行性，能夠有效保證混凝土工程的施工質(zhì)量，可作為類似工程的參考，也值得相關(guān)技術(shù)人員在此方面深入探討，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。