水下浇筑混凝土施工综述.pdf

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1、 水下浇筑混凝土综述 水下浇筑混凝土系指在地面上进行搅拌，直接灌注于水下结构部位，并就地成型硬化的混凝土，简称水下混凝土。这是一种用普通的混凝土材料、特殊施工工艺的施工方法，可以省去因造成干地施工条件所必须进行的一系列工作，如基坑排水，基坑防渗和施工围堰等，在某些情况下，水下混凝土甚至可能是采用的唯一方法。水下浇筑混凝土的施工，是一种在水中看不见的施工工艺，要确保其施工质量，水下浇筑混凝土拌合物必须具备较好的和易性，较小的泌水性，良好的流动性保持能力和较大的湿堆密度。仅从施工条件来看，水下浇筑混凝土要比陆上干地浇筑混凝土困难的多，有些工作要克服水环境带来的水压，流速，黑暗，缺氧，涌浪等一系列困

2、难。因此，水下浇筑混凝土常存在以下问题：当混凝土拌合物穿过水层而在水中移动时，很容易产生离析现象，使混凝土根本不能粘结成一个整体。由于混凝土是在水下进行施工，属于隐蔽性的施工工艺，无论施工前还是施工后均不可能对混凝土的填充程度进行直接观察，在控制混凝土质量方面，常有很多不稳定和不可预见的因素。如果水下结构为钢筋混凝土结构，钢筋于混凝土之间的粘结力显著降低。因此，水下浇筑混凝土的关键是解决如何防止未凝结的混凝土中 的水泥颗粒被水带走，水泥和骨料不产生分离的问题。未正确浇筑水下混凝土，在施工过程中应注意一下事项：在混凝土拌合物到达浇筑地点以前，避免其与环境水的接触，在进入浇筑地点以后，也要尽量减少

3、与水的接触；尽可能是与水接触的混凝土始终为同一部分。水下混凝土的浇筑应当连续进行，一直浇筑到混凝土结构所需高度或高出水面为止，以减少环境水对混凝土的不利影响，也减少凝固后清除强度不符合要求的混凝土的数量。对于已浇筑的混凝土不宜搅动，使其在较好的环境中凝固和硬化。水下浇筑混凝土的浇筑方法有开底容器法，倾注法，装袋迭置法，柔性管法，导管法和泵压法。开底容器法只适用于小量的，零量的水下混凝土工程的施工，施工技术和施工设备也比简单。倾注法类似于干地的斜面分层浇筑法，施工技术比较简单，但是只能用于水深不超过 2m 的浅水区使用。装袋迭置法虽然施工比较简单，但是袋与袋之间的接缝整体性较差，一般只用于对整体

4、要求不高的水下抢先，堵漏和防冲工程，或在水下立模困难的地方用作水下模板。导管法施工时通过不透水的金属导管来浇筑水下混凝土，具有设备简单、整体性好、浇筑速度快、不受水深和仓面大小限制等优点。导管法浇筑设备见图 1。图 1 导管法浇筑设 1储料斗 2承料斗 3导管 4提升机具 用导管法施工，进入导管的第一批混凝土拌合物能否在隔水条件下顺利到达仓底，并使导管底部埋入混凝土一定深度，是能否顺利浇筑水下混凝土的重要环节。为此，就必须采用悬挂在导管上部的顶门或吊塞来隔绝环境水。顶门用木板或钢板制作，吊塞可以用各种材料制成球（柱）形。在正式浇筑前，用吊绳把滑塞悬挂在承料漏斗下面的导管，随着混凝土的浇筑面一起

5、下滑，至接近管底时将吊绳剪断，在混凝土自重推动下滑塞下路，混凝土冲到管口并将导管底部埋入混凝土。未保证导管底部埋入混凝土，在开始浇筑阶段，首批混凝土推动滑塞冲出导管后，在管脚处堆高不宜小于 0.50m，以便导管口埋入在混凝土的深度不小于 0.30m。首批混凝土宜采用坍落度较小的混凝土拌合物，使其流入仓的混凝土坡率约为 0.25。因此，对于水平基础面的首批混凝土量应不少于 2.10m3。如利用天然或人工凹坑设置导管，首批混凝土量可以少于 2.10 m3。导管的作用半径 Rt，混凝土拌合物水下扩散平均坡率为 i，混凝土的上升高度则为 iRt。同时在流动性保持指标 th时间，仓面上升高度为 thI，

6、两者应当相等，即：图 2 导管作用半径 iRt=thI Rt=th/I I 为水下混凝土面上升的速度，m/h。在浇筑阶段，一般要求水下混凝土面坡率小于 1/5，如果以平均坡率 i=1/6 代入上式，可求得 Rt=6thI。这样，可以根据求得的导管作用半径来布置导管。在使用导管法时，一定要注意导管的插入混凝土的深度。如图 3，导管插入的深度不同，其效果也会不一样。当导管插入混凝土的深度不足 0.50.6m 时，混凝土锥体会出现骤然下落，导管附近会出现局部隆起，表面曲线突然转折。这说明混凝土拌合物不是在表面混凝土保护层下面流动，而是灌注压力顶穿了表面保护层，在已经浇筑的混凝土拌合物表面成层流动，这

7、就破坏了混凝土的整体性和均匀性。（a）插入深度不足时（b）正常插入深度 图 3 导管插入深度不同时混凝土拌合物的扩散情况 图 4 导管的提升 当导管插入深度达到 1m 以上时，混凝土表面坡率均匀一致，新浇筑的混凝土拌合物子啊已浇筑混凝土体流动，混凝土质量也不叫均匀。由此可见，导管插入混凝土的深度，对水下混凝土的浇筑质量密切相关。（图 4 为导管的提升）泵压法浇筑水下混凝土，具有很多的优越性：能够增大水下混凝土半合物的水下扩散围；一根浇注管的面积比较大；减少浇注管的提升次数；终浇阶段也有足够的超压力。泵压混凝土的施工主要分为三种：导管浇筑法、导管开浇法和输送浇筑法.导管浇筑法：导管浇筑法是把混凝

8、土压送到导管上面的承料斗中，用导管法进行浇筑，混凝土泵只是作为一种运输设备。导管开浇法：混凝土泵的输送量和泵的压力都很难根据施工的需要进行调整。但是，由于泵压混凝土下注的流速往往很大，在开浇阶段若不采取有效措施，水容易导管入管而造成返水事故，管口不能很快的埋入已浇筑的混凝土中，严重影响水下混凝土的质量。导管开浇法，即在开浇阶段用导管法进行浇筑，待浇注管埋入混凝土 1m 以上时，在拆去承料漏斗，将水平输送管与浇注管连接起来，然后继续进行压注。输送管直接浇筑法：将与混凝土泵水平输送管直接连接的垂直浇注管直接插至仓底，自始自终用这套浇筑设备进行浇筑。图 6 柔性导管 图 5 连续注入混凝土 采用这种

9、方法浇筑，在开浇阶段需要利用掏穴法、防冲盘法或辅助管法来减低浇注管混凝土的下注速度，使管口能尽快埋入已浇筑混凝土。以上的导管法，泵压法虽然具有很多明显优点，但也存在 突出的缺陷：在利用刚性浇筑管浇筑水下混凝土时，要求其连续进行浇筑,（图 5 为混凝土连续浇入导管中）且只允许管口埋在已浇混凝土拌和物进行上下提管，不能水平移动，若混凝土供料不及时，易出现管中空而造成管返水事故；不能在水下浇筑薄层混凝土，比较难形成水下平整的表面。若采用受水压作用就能主动闭合的柔性管浇筑水下混凝土，就能 避 免 以 上 弊病。用柔性管浇筑，当管无混凝土拌合物是，柔性管受水压压扁而能防止水入侵管。当管充满混凝土时拌和物后，管子就被混凝土自重产生的侧压力撑开，使混凝土缓慢下降。柔性管法施工方法可分为：单层柔性管和双层柔性管。（图 6 为柔性导管）水下浇筑混凝土的施工方法还有预埋骨料注浆法，水下不分散混凝土，高压力水下灌注混凝土等方法，在此就不一一列举了！