导管法浇筑水下混凝土的质量控制.pdf

董徐奋 ： 导管法浇筑水下混凝土的质量控制 1 l 9 导管法浇筑水下混凝土的质量控 制 董徐奋 ( 同济大学建筑工程 系， 上海2 0 0 0 9 2 ) 【 摘要】 浇筑水下混凝土如灌注桩、 地下连续墙等， 一般采用水下导管法施工 ， 它是施工中极为关键的一 道工序。文中介绍了利用导管法浇筑水下混凝土的施工原理， 对水下混凝土施工质量的控制进行了研究， 采用优 化的措施， 可以在泥浆中浇筑出合格的混凝土。导管法施工操作简便、 节省投资， 是一项值得推广运用的施工技 术。 【 关键词】 水下混凝土； 浇筑； 质量控制 【 中图分类号】 T U 7 5 5 6 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 1 1 9 0 3 Q U A L I T Y C O N T R O L ME A S U R E S OF T H E ME T H OD OF I 】 NDERW A1 1 腿CA1 【 1 _| EI R PI 瓜 G Co E 1 =E DONG Xu f e n ( D e p a r t me n t o f B u i l d i n g E n g l n e e ri n g ， T o n j i U n i v e r s i t y ， S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： P o u r i n g c o n c r e t e s u c h a s fi l l i n g p i l e，u n d e r g r o u n d c o n ti n u o u s wa l l an d e t c，g e n e r a l l y u s e s t h e me tho d o f un de r wa t e r c a the t e r i n c o n s t r u c ti o nI t i s the c o n s t r u c ti o n o f k e y p r o c e d u r eTh i s p a p e r i n t r o d u c e s the p rin c i p l e o f a n e w me thod o f u n d e rw a t e r c a the t e r p o u tin g c o n c r e t e i n c o ns t r u c t i o n，a n d s t u d i e s q u ali ty c o n t r o l me asu r e s o f u n d e r w a t e r c o n c r e t e c o n s t r u c t i o nW h e n the o p t i mi z e d me asu r e s a I 1 B a d o p t e d，c ast i n g c o n- c r e t e c a n b e q u a l i fi e d i n the mu dTh e me tho d o f un d e r w a t e r c a the t e r p o u rin g c o n c ret e i s e a s y t o o pe r a t e， c o n s t r u c t an d ma ke i n v e s t me n t s a v i n gbe i ng a wo r t h y o fpo p u l a r i z i ng the u s e o f c o n s t r u c ti o n t e c h n o l o g y Ke y wo r d s： c o n c r e t e un d e rw a t e r ；c asting ；q u ali t y c o n t r o l 0引 言 目前水下混凝土浇筑 的方法很 多 ， 常用 的有导 管 法 、 压浆法和袋装法 ， 以导管法应用最广 。导管法浇筑 水下混凝土是 将混 凝 土拌 和料通 过一 根下 口插 在先 浇混凝 土塑流体 一定 深 处 的卸 料导 管进 入水 下 。下 注的混凝 土料 ， 在 从导 管 下 口流 出时 ， 能在 导 管和 现 浇混凝土料的保护下 ， 不与水接触 ， 不受水 的影响 。后 续混凝 土在 先浇 的混 凝 土塑 流体 内 ， 后序 推挤 前序 ， 均匀膨胀和扩大塑流体 ， 直至混凝土充满浇筑仓和形 成建筑物， 完成浇筑并保证浇筑体的混凝土质量。 1 混凝土质量控制 1 1 浇筑仓面的布置 浇筑仓面的布置实质是导管的布置， 它包括导管 作用半径的确定和仓面布置， 各导管长度的计算 ， 相 应管节的配置和提升次数的确定， 喂料和轮番喂料方 式 的选择 等。 仓 面布 置 要 做 到 导管 排 列 整齐 ， 喂料 和 分 料 方 便； 导管提升次数少， 提升方便； 仓面结构轻便 ， 架立准 备工作量少。布置应保证工作人员安全作业， 有利于 混凝 土连续顺利地浇筑 。 1 2 导管作用半径的确定 从导管下 口流 出的混凝 土拌 和物 ， 其极 限扩散半 径很大 ， 一般 可达 56 m以上 。极 限扩散半 径的理论 值更大， 它相当于在混凝土拌和料保持流动性的时间 t 内完成 的浇筑 量所 形成 锥 体 的底半 径 。当浇 筑能 力很大并且 锥体 的外 部仅 有 水压 力而 无 其 他阻 挡力 时， 此值显然 较大 。同 时 ， 混 凝土 拌和 料 在经 历 了 t h 小时的流动 ， 到达 锥 体表 面 和边 缘 时 ， 已处 于 即将 失 去流动性并且开始进 入凝 固的交替 状态 ， 拌 和料 的颗 粒组成和配比可能有离析和变化， 混凝土的强度和均 匀性有明显的降低。显然， 极限扩散半径值不可取 ， 不 能作为导管布置设计的依据。 导管作用 半 径 是 指 混 凝 土 拌 和 料 均 匀 、 没 有 离 析、 结石强度能符合设计要求 的最大流动距离， 是混 凝土在有质量 保证前 提下距 导管 的最 大流 动距离 ， 建 议导管作用半径 R 值 可取极 限扩散半 径 R 的 0 4 0 5 倍 。 1 3 导管的布置 1 2 0 低温建筑技术 2 0 1 0年第 3期( 总第 1 4 1 期) ( 1 ) 依据确定的导管作用半径值， 用少量导管覆 盖整个仓面浇筑 区。 ( 2 ) 结合水下地形 ， 在 浇筑 区的最低点和各 坑穴 的穴底处 ， 必须增 加专设 的导 管 ， 并率先供 料浇筑 ， 让 浇筑体缓缓 由最低 点 升起 。布置 在斜 坡或 坑缘 高处 的导管( 尽 量避免 ) ， 不能发生拌 和料 向低处 流淌 的情 况 ( 只能 向上挤拥 ) 。 ( 3 ) 按结构的需要布置。建筑物的棱角和外伸 突出部位 以及 周边 ， 往往 是建 筑物 的受 拉、 受 冲受磨 和最易被 冻 融风 化 的部 位 ， 这 些部 位 的 近处 应 有 导 管 ， 作用半径宜小 ， 不要使混凝土的流淌距离过长 。为 了强化建筑物与地基岩面、 老混凝土体和大型混凝土 模板的黏接结合， 在接合面的近处 ， 应多点均匀加密 导管 ， 拌和料能近距离直冲和挤磨结合面更好 ( 先相 应浇筑水泥用量高、 坍落度小的拌和料 ， 待拌和料浇 筑到一定的厚度时 ， 拆除加 密的导管并浇 筑原定 的拌 和料) 。浇筑钢筋混凝土底板或大面积的薄层混凝土 ( 厚度小于 1 2 m ) 难度 大 ， 质 量不易 保证 ， 显然 应 选择 较小 的作用半径 和 黏稠 度高 的混 凝 土。浇筑 狭 窄而 高深的混凝土井箱薄壁时， 混凝土面的上升速度快， 要控制各导 管 间混凝 土面 的高 差 ， 避免 高 差过 大 ， 在 无翻滚倒塌 等 情况 发生 时 ， 可 以适 当加 大作用 半径 。 对于大体积 重力墙 的 中心部 位 和填实 预制 空心 构件 的孑 L 腔等 ， 可 以适 当拉大导管的作用半径 。 ( 4 ) 与混凝 土拌 和料 的性 能一致 。拌 和料 内聚 力强 、 流动 性好 、 能较 长距 离地 流淌而 不致 产生 离析 时， 导管的间距可 大 ， 拌和料内聚性差 、 流动阻力大 ， 外 加阻力( 如钢筋 网、 预埋管件等) 或易泌水离析时 ， 导管 间距宜小。 1 4 导管下 口的埋深 导管下 口埋人浇筑拌和物内的深度， 是一个重要 的浇筑参数 。导管 下 口埋深不 足 ， 下注混凝 土料 的冲 击力和外挤力将 顶破 导 管下 口以上 先浇 拌 和料 的保 护层， 在薄弱点形成溃决 口， 后续混凝土料从溃决 口 溢出， 重新接触水。失去了保护的铺盖流， 其混凝土料 的水泥颗粒流失， 水灰比失控， 浇筑体的均匀性、 整体 性和强度受损 。相反 ， 导管下 口埋置过深 ， 拌和料在导 管内流通不畅， 有堵管、 满管和提不上管等事故发生。 导管下 口适宜 的埋 置深度 与拌 和料 的黏 聚性 和 流动性、 浇筑能力、 拌和物的跌落高度和下冲力、 导管 口部的边界条件和外阻力等因素有关。适宜 的埋置 深度应保证导管下口处的外挤力略大于外阻力 0 1 0 0 1 5 M P a ， 并且使浇筑体面坡平缓， 无隆起体 ， 浇筑体 表层 没有呈 片状掀起 和跳动 的现 象 ， 更无溃决 口和 塑 流溢出。此值应请潜水员水下观察和调整。 2 泥 浆中浇筑 混凝土 2 1 优化泥浆质量 对泥浆 的质量进行控制和优 化 ， 是保 障槽孔 沟壁 的稳定 、 阻 水 防漏 、 掏净 沉积 物并保 障 混凝 土浇 筑能 顺利进行 的重要环节。泥浆宜新鲜干净 ， 悬 浮均匀 ， 槽 孔中的泥 浆会 混有 大 量 的砂 粒 和岩 屑 ， 应 予 彻 底置 换 ， 包括槽 孔底部 的松 散沉积 物 ， 要 通 过彻 底清 孔和 换浆给予掏净 。 泥浆中的黏土颗粒， 通常带有负电荷。当水泥中 的 c a 2 或环境水 中的 N a 、 M 混入后 ， 黏 土颗粒便 吸附他们。若 吸附亲水性的 N a ， 水化膜变厚 ， 黏土颗 粒不易碰撞 聚沉 ； 若吸附憎水性 的 C a 2 ， 水 化膜变 薄， 黏土颗粒易于碰撞聚沉和形成网状结构， 使泥浆变稠 和紊絮 ， 引起 混凝土浇筑困难 ， 下料不 畅。应该随时加 强槽孔内的泥浆置换 ， 保持泥浆的新鲜干净和均匀， 密度 小于 1 0 5 g o m 3 ， 或掺加 含有 N a 的物 质 ， 防止 泥 浆的变稠和紊絮。 泥浆的质量控 制 ， 是 一个 技 术问题 ， 也 是 一个 经 济问题。某水电站厂房 4 0 m段长围堰防渗墙施工， 由 于不重视泥浆的质 量和效用 ， 发生 坍空和 泥浆严 重漏 失等 问题 。由于泥浆 比重稳定 在 1 2左右 ， 含砂 量大 于 1 0 ， 导致混凝 土浇筑 至槽 口下 4 5 m处 时 ， 浇筑 十分 困难 ， 从槽内排 出的废 浆呈紊 絮现象。 当混 凝 土 浇筑 至槽 口下 2 0 m时 ， 槽 内出现大量紊 凝 团块 ， 混凝 土拌 和料难 以从导管 口向外流 出， 只能进 行 断续浇筑 并被 迫采用清水冲洗 和分 散紊凝 团块 的方 法 ， 费工 费 时又影响工 程质 量 ， 虽 然对 于临 时挡水 围堰可 以， 但 终属不当。 2 2 混凝土浇筑强度和导管下 口的埋深 在泥浆中浇筑混凝土， 拌和料失去流动性和开始 硬化的时间， 均 比在水环境 中浇筑混凝土要短， 若浇 筑速度过慢， 则会在表层形成硬壳， 造成薄弱面并增 大堵 管 的可 能 ； 当混 凝 土面 的上 升 速度 小 于 1 0 m h 时 ， 混凝土拌和料 内便会混 入泥浆 ， 形成夹 层 。因此 ， 在泥 浆 中 浇 筑 混 凝 土 宜 快 ， 混 凝 土 的上 升 速 率 取 1 2 m h以上为宜 ， 取 3 0 m h以上为 优。但 是 ， 浇筑速 度过快 ， 有时会 从孔 槽 沟壁卷 入 泥粒 ， 产生 局 部 的缺 陷 ， 以及导管 的提升不便 等问题 ， 应予 以关注 。 泥浆 中浇筑混凝土 ， 卸料 导管下 口埋人 先期 混凝 土内的深度应深 ， 以有利于置换泥浆 ， 一般 可控制 在 3 4 e ra， 不应小于 0 6 m， 也不大于 6 0 m。在实际操作 中， 当开始 浇筑混 凝 土料 时 ， 首批 混凝 土料 的方 量应 满足使导管下 口的埋 深 大于 1 0 m的要求。在 浇筑过 程中 ， 一般控制埋深在 3 4 m。终浇 阶段 ， 当混凝土面 上升至槽口下 4 5 m时， 导管内混凝土料的下冲力减 小 了， 导管外泥浆稠度大 ， 混凝土料不易下注外流 。这 时， 应提高混凝土料的浇筑强度和速度，使混凝土面 沈红萍等 ： 地面塌陷的形成及其 防治对策 1 2 1 地面塌 陷的形成及 其防治对策 沈红萍 ， 胡小燕 ， 蒋敏 ( 温州大学建筑与土木工程学院。 浙江温 州3 2 5 0 3 5) 【 摘要】 文中以杭州地铁塌陷事故为例， 对场地土质条件， 土体物理力学性、 环境气侯条件变化和工程技 术等多方面引起事故的因素进行了说明。最后指出应该从保护地质环境、 做好地质调查和监测预报等三方面加 强防治。 【 关键词】 地面塌陷； 地质条件； 人为因素 【 中图分类号】 T U 4 3 4 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 1 2 1 0 3 S HE N Ho n g - p i n g ， HU Xi a o y a n， J I ANG Mi n ( C o l l e g e o f A r c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e ri n g，We n z h o u U n i v e r s i t y ， Z h e j i ang We n z h o u 3 2 5 0 3 5 ) Abs t r a c t ： T h i s a r t i c l e tak e s s u bw a y c a v e i n a c c i d e n t in Ha ng z h o u a s a i 1 e x a mp l e，an d t h e s i t e s o i l c o nd i t i o n s ，soi l p h y s i c a l an d mec h a n i c al n a t u r e，the e n v i r o n me n t a l c h an g e s i n g as c o n d i t i o n s an d e n g i n ee r i n g t e c h n o l o g y a n d o the r v a r i o u s asp e c t s o f t h e f a c t o r s t h a t c a u s e d the a c c i d e n t a re d e s c rib e dI t S c o n c l u d e d tha t the p re v e n t i o n a n d c o n t r o l a r e t h e k e y s t r a t e g i e s ， i n c l u d i n g t h r e e asp e c ts： the p r o t ecti o n o f g e o l o gi c a l e n v i ron me n t ， g e o l o g i c al s u r v e y an d mo n i t o rin g a nd f o r e c a s t ing Ke y w o r d s ： g r o u n d c o l l a p s e ； g eol o gi c al c o n diti o n s ；h u m a n f a c t o rs 浙江 省地处 东海之滨 ， 位于 我 国东南 沿海 的黄 金地 带 一长 江 三 角洲 的南 翼 。全 省 面 积 1 0 1 1 8万 k m2 ，海岸线总长 6 4 O 0多 k m， 岛屿众 多。它是我 国东 部沿海经济比较发达的一个省份，近年来 ， 由于经济 的高速发展 ， 城市化进程加快 ， 人类活动剧烈， 地面塌 陷尤其是工程塌陷频繁发生， 0 6年 0 5月 1 0 13 在杭州 基金项 目 浙江省大学科技创新项 目资助 的上 升速度达 2 0 m h以上 ； 当混凝土面上升至槽 口下 2 0 m时 ， 应注意槽 内的排浆工 作 ， 使 排浆 速度 与浇筑 面的上升速度 相适应 ， 达 3 0 m h以上 ， 并适 当减 少导 管下 口的埋深 。 2 3 钢筋骨架 在泥浆中浇筑钢筋混凝土结构， 其钢筋骨架较易 发生上浮移位， 必须时刻顶住， 防止上浮。此外 ， 要保 持泥浆的新鲜干净和均匀 悬浮度 ， 减少 泥粒 的黏附 和 对螺纹 凹槽的填塞 ， 保证 骨架与混凝土 的握裹力 。 3 结语 目前工程中水下 混凝土浇筑 最常用 的是导 管法 ， 虽然导管浇筑法 在水 下混 凝土 的浇 筑 中还存 在着 不 德胜东路铁路桥附近发 生的十几 平方米 的 路面塌 陷； 0 7年 O 1 月 0 9日在绍兴市 区中兴路 的南端 发生的柏油 路塌陷 ； 0 8 年 o 4 月 2 0 13在金 华武义 县桃 溪镇 郑 山头 发生的长达 3 5 m的地 面塌 陷 ； 0 8年 1 2 月 1 8 13在 温州 永嘉上塘镇大自然住宅区发生的大面积地面塌陷， 其 中最 严重的一次 ， 当属 0 8 年 l 1 月 1 5 13杭州 萧 山风情 少技术课题 ， 但 是 只要 细心 谨 慎 ， 掌 握 各个 技 术 环 节 的要点 ， 也可以达到满 意的效果 。通过对 各 技术 环节 要点严格监控， 可以鉴别和保证工程的质量。 参考文献 1 杨光熙 水下灌筑混凝土 M 北京： 科学出版社， 2 0 0 1 2 陈 慧欣 水下工程 M 北京 ： 中国电力出版社 ， 2 0 0 6 3 S L 2 6 0 - 9 8 ， 堤 防工程施工规范 s 收稿 日期 2 0 0 9 1 1 2 5 作者简介】 董徐奋 ( 1 9 8 5 一) ， 男 ， 上海人 ， 硕士 ， 从事工程结构 施 工工作 。 ( 编辑陈伟)