论文——水下浇筑混凝土(施工方法).doc

水下浇筑砼摘要：采取一定措施，在清水或泥浆下浇筑混凝土而不使混凝土中水泥浆等流失或稀释的方法，从而满足水下结构对混凝土的强度等质量的要求。文章就水下浇筑混凝土工程常用的施工方法、施工要点以及应注意的问题进行了阐述。关键词：水下；浇筑；混凝土；施工；质量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。水下混凝土的施工方法主要有：直接浇筑法、吊斗法(也称开底容器法)、导管法(也称直升导管法)、泵送浇注法、灌浆法和袋装混凝土法等。1 直接浇灌法 将搅拌好的混凝土按图1所示直接浇灌在水下。当混凝土部分露出水面后，把新浇的混凝土在其附近继续灌下。这样连续全面向前推进，把水排挤走，直至浇筑任务完成。这种混凝土的浇灌方法仅适用于水深为12m以内，水基本静止，且对混凝土质量要求不很严格的情况下。2 吊斗法将搅拌好的混凝土装在设有活动底板的容器内，平稳地吊放到水中，尽可能接近基底或已浇水下混凝土的表面，平稳地打开底板排出口，再将容器慢慢地提起，使混凝土流下(图2)。这种施工方法，容器沉入水中时，混凝土上面与水接触，底部打开排出混凝土时，混凝土与周围的水在某种程度上有混合，易引起局部材料分离。因此，不易在对混凝土质量要求十分严格的部位使用。3 导管法 通过导管等装置进行混凝土浇筑的作业。开始时，依靠灌入的混凝土压力推动隔水塞将管内的水或泥浆排挤出去，接着由于导管底部管内压力大于管外压力，使浇注的混凝土从管底向上推进(图3)，混凝土顶面与水接触部分可能质地松散，可在最后清除。这种水下混凝土施工方法，能保证良好的浇筑质量，因此被广泛采用，常用于地下连续墙、灌柱、沉井和沉箱的水下封底等。 导管一般用钢管制成，国外也有用尼龙布制成的软管做导管的。为了拆卸方便常采用法兰盘或丝扣相连接。组拼的导管应内径一致，内壁平顺，有足够的密封性和坚固性。导管直径为200400mm。导管顶部设置漏斗，其上方一般设储料斗和工作平台。储料斗的容积应满足第一斗混凝土放下后能将导管底埋入混凝土不少于1m；漏斗的高度除应满足操作需要外，并应满足灌注到最后阶段管底压力的需要。管底的启闭装置 常采取使用隔水塞和开闭底扇门等方法。隔水塞是导管顶部或水面以上导管内悬吊的可浮球或钢制夹有胶垫的有导向的圆盘，其直径基本与导管直径相等；在浇灌混凝土前，导管下放至距基底约2540cm处，当混凝土量备足后，及时切断隔水塞的悬吊线或拔塞，便开始混凝土的浇筑。开闭底扇门是先将密封底盖铰接在导管底口，使导管在管内无水的情况下插至基底，再将混凝土装入导管内，达到一定量后把导管向上提高10cm左右，混凝土以其自重打开底盖而顺利流出。第一批混凝土应将导管至少埋深1m。浇筑要求 要边浇灌混凝土边提升导管和分段拆卸导管。浇灌过程中导管应始终埋在混凝土中，其埋深不少于1m，也不应大于6m。实际浇灌的混凝土强度等级应高于设计的混凝土强度。混凝土粗骨料的最大粒径应不大于导管内径的1618；混凝土的坍落度宜控制在1622cm范围内。4 泵送法 通过混凝土泵的有压运送将混凝土送到相当远的地点的浇灌方法。在浇灌水下混凝土的过程中，同样要保持将排出口完全埋入已浇混凝土中。5 灌浆法 先在需浇筑混凝土的范围内按一定间距布置灌浆管或先设套管，使管口接近坑底处，抛投碎石或卵石等粗骨料，然后，以注浆管不断灌注水泥砂浆，水泥砂浆由管底进入粗骨料缝隙中，将水挤排出去即形成混凝土。注浆管的水平和垂直间距般为12m，应由试验确定。这种方法，虽然省去了大量的混凝土搅拌和运送工作，但其质量较导管法差，仅用于非重要承力部位，如水平承台等。6 袋装混凝土法 将普通混凝土或干拌混凝土装入用麻、棉或其他合成纤维等粗网目布做成的袋内，由潜水工在水下直接将袋装混凝土码在所需浇筑混凝土处。袋与袋之间的粘着只靠由布纹渗出的水泥砂浆，因此其抗剪力差。为了克服这一缺点，人们常在重叠几层的袋上插入可打进1620mm的钢筋。干拌混凝土则靠水下渗入水的水化作用。袋装混凝土常用于沉井、沉箱刃脚等处的孔洞堵塞和一些特殊部位，如图1所示的筑浅坝等。由于其整体性较差，这种方法不适用于主要承力混凝土施工。水下混凝土灌注施工要点第一、对施工设备质量要严格要求混凝土灌注所需施工设备、机具要求配套并且性能完好。这是保证灌注水下混凝土质量的基本条件。 1）施工现场要有备用发电机，要保证备用发电机性能良好，足以应付施工过程中可能发生的断电情况，这样可以防止灌注时间延误，避免造成断桩事故。2）留意混凝土拌和机类型的选择，宜选用大容量拌和机，在数目上可以保证混凝土的连续灌注。对混凝土拌和机在每次使用前都应进行认真的检查维修。3）导管是灌注水下混凝土的重要工具，其直径大小要根据灌注混凝土骨料级配要求进行选择。要求导管应具备足够的强度和刚度、且密封性良好，管壁光滑、导管平直，无穿孔裂纹，导管接口处应有弹性密封垫圈。假如导管接头密封不严，焊缝破裂，水从接头或焊缝中浸进会引起事故，因此施工之前须要进行水密、承压和接头抗拉试验。4）储料斗、漏斗、溜槽以及其他有关灌注机具使用前都应进行检查，以保证施工安全和施工质量。同时，储料斗的大小要满足首次封底混凝土存储数目的要求。第二、严格控制混凝土的配合比水下混凝土的强度、等级和材料应符合设计要求和水工混凝土施工规范(dl/t5144-2001)的规定。选用骨料要重点留意以下几点： 1）水泥一般选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，初凝时间宜不早于1.5h，宜选用标号在p.o32.5以上的水泥。所选的水泥品种应通过初凝时间和抗压强度试验。要留意水泥的用量要达到规范规定的标准。2）粗骨料宜选用坚硬的碎石，碎石采用反击破设备加工。骨料最大粒径不应大于导管直径的1/61/8和钢筋最小净距的1/4，同时粒径在40mm以内。粗骨料的级配应保证混凝土具有良好的和易性。细骨料宜采用级配良好的中、粗砂。混凝土的含砂率一般为4550，水灰比宜采用0.50.6。3）为进步和易性，混凝土中宜掺进外加剂，水下混凝土常用的外加剂有减水剂、缓凝剂等，掺进外加剂前，必须经过实验，以确定外加剂的使用种类、掺进量和掺进程序。总之，混凝土的配合比必须与导管灌注水下混凝土相适应。合适的配合比应使混凝土具有足够的可塑性和粘聚性，易于在导管中活动而又不易离析。而且一般来说，当水下混凝土的强度高时，其耐久性也好。因而要从水泥标号的选择、水泥及水的用量比例、骨料的种类和性质及掺用外加剂等几个方面考虑来保证混凝土质量。而且要保证混凝土的级配强度应高于设计强度。混凝土搅拌时间要适宜，要搅拌均匀，如混凝土搅拌和输送过程中，出现不均匀或离析泌水现象，活动性差时，要严禁使用。第三、加强灌注施工工艺灌注水下混凝土是混凝土桩施工的重要环节。在灌注混凝土过程中，应重点留意以下几点： 1）钢筋笼和钻孔的中心要对应，定位要正确。假如是不放到孔底的钢筋笼，要特别留意吊环、吊钩的强度及牢固性。钢筋笼吊放时要保持轴线顺直，位置居中，严禁碰撞孔壁，以免产生坍孔。同时，钢筋笼在精确就位后必须进行加固，防止浮笼或移位，钢筋笼安放到位后安设导管，导管尽量放置在孔中心，同时在水下混凝土灌注过程中拆除导管时要保证竖直吊拆不晃动，缓慢进行。2）在灌首批混凝土之前最好先配制0.10.3m3水泥砂浆放进滑阀以上的导管和漏斗中，然后再放进混凝土，确认初灌量备足后，即可打开封闭阀，灌进首批混凝土进行封底，混凝土封底时，导管埋深控制在1.5m左右。3）留意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于1.5m，所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵的混凝土储存数目要充足。根据导管内混凝土压力与管外水压力平衡的原则,导管内混凝土必须保持的最小高度为:=r/r。而管中混凝土的体积就应为=2?/4（为导管直径）。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋没导管底口，会导致泥水从导管底口进进。假如出现这种导管进水现象应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗机清出，然后重新下导管灌注。4）首批混凝土灌注正常后，必须连续进行，不得中断。否则先灌进的混凝土达到初凝，将阻止后灌进的混凝土从导管中流出，造成断桩。同时在灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，确认导管埋深，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的公道埋深。此时要留意，混凝土灌注过程中出现不返出浆时可以适当缓慢向上提拔震动导管，迫使混凝土灌注。当混凝土接近钢筋笼时，宜使导管埋得较深。要留意正确控制导管埋深，假如导管埋人混凝土过深，易使导管与混凝土间摩擦阻力过大，致使导管无法拔出造成事故。而提管过程中要缓缓上提，如过猛易使导管被拉断。所以埋管深度一般应控制在2到6m，或使用附着式震捣器，使导管四周的混凝土不致过早的初凝。同时应留意灌注速度。5）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌0.50.8m高度，待桩顶混凝土强度达到设计强度70时，将其凿除。在灌注将近结束时，如出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，将部分沉淀土取出，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤进导管下形成泥心。以上是灌注混凝土时易出现题目的各个基本步骤，同时要留意其他一些事项。比如混凝土拌制后，应在1.5h之内尽量灌注完毕。再如清孔须彻底，假如清孔不彻底会造成混凝土中夹泥；又如在灌注过程中，当导管内混凝土不满含有空气时，后续混凝土宜通过滑槽渐渐流进漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上面倾进管内，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水。混凝土灌注时要分工明确，密切配合，同一指挥，快速、连续施工。一气呵成、快速灌注成功的桩往往质量比较好，否则轻易出现质量题目。因此，水下混凝土灌注桩质量的进步，需要建筑施工、监理、验收各个环节共同协作来保证。不仅要在设计上提出科学方案，灌注时进步水下施工质量，验收时也要认真对待。对于质量差、无法利用的桩要提出补桩或其它措施。成桩