浅谈水下混凝土水管施工技术

浅谈水下混凝土水管施工技术

1双导管法水下混凝土浇筑技术无锡苏水航道三级航道改造工程bd标段老涂层加固全长23003.2m。该段是京杭运河沿线最繁忙的航道之一。由于船波大、航道水位深、船舶流量大，近年来该段遭到严重破坏，需要加固。但在加固施工过程中,深水位水下混凝土浇筑成为了航道整治工程中的技术难题。为此由设计、施工与监理等单位组成的技术团队对该难题反复进行研究论证,最终确定了“双导管法”施工工艺。“双导管法”工艺能够在船行波动态冲击和航道深水位状态下,严格按照水运工程规范要求,进行大面积的普通水下商品混凝土浇筑,既加快了施工进度,又比使用特种混凝土节约了30%的材料费用。水下混凝土浇筑保证质量的关键是尽量隔断混凝土与水的接触。传统的导管法浇筑水下混凝土就是要让混凝土的拌合料在浇筑过程中不与水接触。但是,通过单根导料管(简称导管)浇筑的混凝土的面积只有十几m2浇筑水下混凝土水下浇筑混凝土必须控制混凝土中的水泥浆流失到水中。需要从以下3个方面进行控制。1)配制抗冲散混凝土,采用硅灰和增黏剂(纤维素、聚丙烯酰胺类高分子外加剂)提高混凝土中水泥浆的黏度,从而提高混凝土的抗冲散能力。2)泵送混凝土至结构底部开始浇筑,避免混凝土经水沉入底部。3)宜配制为自密实混凝土,因为浇筑水下结构一般无法振捣。具体的技术方案决定于要进行水下浇筑的结构和要求。如果是在有限的空间浇筑,如水下灌注桩,普通泵送混凝土就可以浇筑,做到上述2)即可,将泵送管出口放在浇筑结构底部灌注混凝土,让混凝土自下而上升起排出水。如果是在较开放空间浇筑,特别是水是流动的,则一定要做充分的准备工作,配制合格抗冲散混凝土。需要注意,同样的混凝土,在水下浇筑与在陆上浇筑相比(水/陆强度比),混凝土强度会有一定损失。对于抗冲散混凝土,一般要求该水/陆强度比>0.8。水下混凝土浇筑一般情况下是使导料管下口距基础底30cm,首批混凝土量要满足混凝土埋入导料管1m以上。3水下混凝土浇筑为保证驳岸加固工程施工的质量,驳岸加固施工工艺流程为:2m范围岸坡扫床→方桩预制→施打混凝土方桩→基底与墙面清理→水下混凝土浇筑。1)基础开挖由于运河已通航了很长一段时间,在行船的螺旋桨的推力下,航道内的土方被旋起来,墙前位置淤积了大量的土方。施工准备期间,用挖掘机将靠近墙前2m范围内的土方扫清,深度以不超过原驳岸的基础顶面为宜,并在老驳岸基础的前沿线挖宽为1m、深为80cm的基坑。2)钢筋混凝土方桩的沉桩(见图1)打桩前首先处理地上、地下障碍物,对场地进行平整压实,放出桩基线并在不受打桩影响的适当位置设置水准点,控制桩的入土标高;接通现场水、电管线,准备好施工机具;做好对桩的质量检验。钢筋混凝土方桩的沉桩采用打桩机械进行,沉桩前先采用吊装船将方桩整个吊起,根据事先确定的位置使方桩竖直,然后打桩船打桩。沉桩时应严格按照相关规定进行,其位置和范围、深度都应符合设计要求和监理工程师的指示。3)模板安装(见图2)前模模板的板面采用5mm厚钢板,[10做横向和竖向围檩,间距40cm。模板的最下沿使用└10,以利用角钢的直边使模板下切入土,来增强模板的稳定性,同时可防止混凝土溜跑。模板长6m,高3.8m。模板安装分段间隔进行,下水安装前,必须使用挖泥船抓住模板下口进行二次清淤,并尽可能使底面平整,以确保模板平整地落在预定位置,防止因缝口太大无法堵塞,造成混凝土大量溜跑。立模前,要根据老驳岸线形,分段确定水下混凝土前沿线的位置,每50m左右拉通线,保证各段线形顺直及段与段的衔接。立模时,先在模板外侧放出固定模板用的槽钢的桩位。模板外侧固定用[20,下部做成楔形,入土100cm,间距80cm,并用脚手架横向连成一体。模板内侧用长91cm木方固定模板,木方在浇筑过程中应逐个拔除。模板上口,采用在老墙身上设置膨胀螺栓外接拉条固定。拉条采用ue78814圆钢,间距80cm,每根[20两侧各设1根,用蝶卡和螺母固定在[20外侧的2根水平焊管上;在老驳岸顶用电钻打深度<15cm、直径20mm的孔,用ue78820圆钢做地锚和拉条,拉条一端带有弯钩,与地锚焊接牢固,焊缝要连续饱满,另一端与[20外侧的2根水平焊管对拉,拉条间距80cm,同时用3个1t的倒链在中间加密加固。当老驳岸压顶不牢固时,可以在墙后填土中打入脚手架做地锚,通过扣件固定脚手架,替代原来直径20mm的拉条。如果墙身的块石结构过于松散,可先用砂浆砌筑修理,然后打入膨胀螺栓。侧模采用钢模板加木模板,钢模板采用3.8m×0.5m,与前模通过刚性连接形成一个整体。侧模和前模连接处要做成稍>90°的拐角,便于拆模板和保护混凝土棱角。侧模板与老驳岸之间加1块不定尺寸的木模板,用海绵填塞缝,用模板钩和钢管固定。木模板制作允许偏差如表1所示。4)水下混凝土浇筑(见图3)水下混凝土采用商品混凝土,混凝土坍落度在160~180mm为宜;使用双导管法浇筑,浇筑前必须先检查混凝土泵的输送管路,确保不透水。浇筑前,将2根导管分别用自制的钢卡子固定好,防止导管晃动。管底离基槽底不超过20cm。在导管内水面处塞一个用编织袋包裹的海绵球,使混凝土与水隔开,并用铅丝拴住,铅丝头挂在导管处。接着向导管中灌混凝土,至导管内即将灌满时,将铅丝头剪断,此时混凝土泵送不间断,继续浇筑,并用标杆测量水深,导管埋深有40cm时停止浇筑,转至另一根导管,按上述方法操作。2根导管交替浇筑,直至达到标高。导管外壁固定上钢箍,用于拴绳提升导管,汽车泵浇筑时,不需要拆导管即可完成泵送。混凝土浇筑完成后,将导管清洗干净,收好下次再用。当施工点外侧无道路且泵车离施工前距离超过20m时,需用地泵完成混凝土入模,届时导管需拆掉一节继续浇筑,整个过程必须确保导管埋深<40cm。地泵输送后,必须用清洗球冲管,把泵内的混凝土送入模板内,减少浪费,再用清水冲洗泵管。混凝土浇筑顶标高比设计标高略高,以保证混凝土强度,顶面人工磨平,留毛面。当混凝土到顶面时应在贴面钢筋网片位置每隔20cm按图纸插入预埋钢筋,以便贴面时与贴面钢筋网片相连接,同时应预埋浇筑贴面混凝土时支立模板所需的构件。混凝土应连续浇筑,如因故中断浇筑,中断时间不得超过40min。混凝土应间隔浇筑,然后再浇筑夹挡的部分。根据施工图,设置沉降缝,浇筑夹挡前,在已经浇筑完成的混凝土断面用钉子固定沉降缝,安装要牢固,防止漂起。混凝土达到一定强度后拆模,一般为24h后拆除,拆模时应注意模板不要碰撞混凝土面,做好成品保护。老驳岸加固的结构伸缩缝的位置、缝宽与原护岸相同。4混凝土水下制备的质量保证措施和疾病防治4.1确定商品混凝土的生产厂家1)材料准备驳岸加固的混凝土采用商品混凝土,根据材料供应商的信誉、质量等各情况进行初选后,报监理工程师进行配合比验证等审查,然后确定商品混凝土的生产厂家。2)模板的准备模板总的尺寸为520cm×300cm,模板面板采用3mm厚钢板,四周用[10相连接,中间每隔75cm用[8加固作为加强肋,肋与肋之间用8mm厚钢板做网格,间距为35cm×35cm。4.2水下混凝土浇筑1)立模施工前根据图纸和规范要求,制作定型钢模,模板及支架必须有足够的强度、刚度和稳定性,以确保混凝土浇筑时模板或支架不致发生明显的挠曲,保证混凝土表面最大变形值不超过允许值。模板必须按施工图放样,并应正确安装、精确就位,重要结构应多设控制点,以便检查校正。按照图纸的要求在岸上进行拼接后,用起重机吊运就位,模板安装完毕后,应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵、横向稳定性进行检查,合格后方可浇筑水下混凝土。在浇筑混凝土时,模板可能发生挠曲,应在安装模板时预留其修正量。所有模板应在垂直和水平连接处固定,使模板连接紧密安装,各拼装缝采取相应的止浆措施,以免造成接缝处的混凝土表面跑砂等现象发生。当混凝土强度达到70%后,可拆除模板,拆除应按设计的顺序进行,设计无规定时,应遵循先支后拆、后支先拆的顺序,拆除时严禁抛扔,防止模板变形。2)水下混凝土浇筑浇筑顺序按间隔浇筑法。模板支设好并报监理验收合格后,通知混凝土公司用罐车将混凝土送至现场,水下混凝土浇筑的顺序从一端向另一端进行,用导管浇筑,导管节间用装有垫圈的法兰盘连接,导管事先应试拼好,进行水密试验,为保证首批混凝土导管的埋深在1m以上,混凝土的储料斗容量应达到1m4.3混凝土浇筑质量控制总结水下混凝土浇筑施工,经常发生的质量通病可归纳为以下几方面:水泥浆流失、平整度不好、线形不顺等。为确保水下混凝土的浇筑质量,现对这些通病产生原因进行具体分析并制定如下防治措施。1)蜂窝产生原因(1)模板拼缝不严,特别是侧模与主模,侧模与墙面的缝口处理不严,出现漏浆;(2)模板底端与平台的缝口没有堵严,出现漏浆;(3)混合料拌合不成熟,出现夹生料;(4)下料不当,离析料、泌水料入模造成水泥浆流失。防治措施:立模时,模板拼缝一定要用防水双面胶带,确保缝口严密平整。特别是侧模与主模凸条处的接缝、侧模与墙面的接缝一定要处理好,模板与下平台的外侧缝口一定要在浇筑前封堵严密;严格控制每盘料的坍落度和拌合时间,防止夹生料进入浇筑现场;防止运输途中混合料产生离析,一经发现要及时重新人工拌合均匀后再入模;注意控制水灰比,防止严重的“泌水”而导致混凝土局部水灰比过大。2)气泡产生原因(1)水灰比过大,导致气泡过多;(2)分层太厚,下料时覆盖了模板上的线条,气泡不易通过凹槽排出;(3)浇筑到顶层时,没有及时拍振,让气泡充分排出。防治措施:要及时调整水灰比,检查坍落度;下料时每层厚度控制在40cm左右。特别要注意混合料不要覆盖模板上的横向线条,这样浇筑时能使该层混凝土的气泡尽量排出;浇筑到顶层时,要及时进行拍振,让气泡充分排出。3)平整度不理想产生原因(1)模板的刚度不够,浇筑时出现局部轻度胀模;(2)模板支撑不稳定,出现轻度胀模;(3)膨胀螺栓打在砂浆或小石块上,浇筑时螺栓脱落造成胀模。防治措施:模板制作时确保模板的平整度,刚度,特别是在钢板上焊接时要防止钢板变形;立模时要确保拼缝严密、平整、模板架设、支撑稳固;膨胀螺栓与钢模的孔位相差不能过大,防止浇筑时受力不均匀,同时膨胀螺栓不能打在墙体砂浆或小石块上,以免浇筑时膨胀螺栓脱落造成胀模。4)线形不顺产生原因(1)墙身浇筑,墙顶前沿线控制不好;(2)立模时模板上口线没有处理好;(3)浇筑时出现轻度胀模、跑模现象。防治措施:测量工程师必须对施工现场的平面控制、高程控制桩进行复测,并将基线进行复核;复测结果报总监办验收;立模时模板上口向墙内收1~2cm,防止浇筑后发生外倾;浇筑时要防止胀模、跑模现象发生。5水下混凝土浇筑施工苏南运河无锡段三级航道整治工程施工项目BTD标段老驳岸加固水下大面积混凝土浇筑施工,由于采取了严格的组织措施和科学的施工方法,按期完成了任务,确保了京杭运河的