水下浇筑混凝土施工综述.doc

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，进入导管内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内一定深度,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内，随着混凝土的浇筑面一起下滑，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内。未保证导管底部埋入混凝土内，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，使其流入仓内的混凝土坡率约为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时间内，仓面上升高度为thI，两者应当相等，即:图2 导管作用半径iRt=thIRt=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。图3 导管插入深度不同时混凝土拌合物的扩散情况（b）正常插入深度（a）插入深度不足时 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。 当导管插入混凝土内的深度不足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，这就破坏了混凝土的整体性和均匀性。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内流动,混凝土质量也不叫均匀。由此可见，导管插入混凝土内的深度，对水下混凝土的浇筑质量密切相关。(图4为导管的提升） 图4 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范围；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，水容易导管入管内而造成返水事故,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内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。采用这种方法浇筑，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内混凝土的下注速度，使管口能尽快埋入已浇筑混凝土内。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内进行上下提管，不能水平移动,若混凝土供料不及时,易出现管内中图5 连续注入混凝土空而造成管内返水事故； 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图6 柔性导管浇筑水下混凝土，就能避免以上弊病。用柔性管浇筑，当管内无混凝土拌合物是，柔性管受水压压扁而能防止水入侵管内。当管内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!