水下混凝土澆筑施工工藝

1、水下澆筑混凝土（施工方法）摘要：隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快，內(nèi)河成為開發(fā)建設(shè)的主要對象。內(nèi)河重力式碼頭受限于內(nèi)河水深及地理位置的影響，沒有大型船機(jī)可以利用。碼頭重力式擋墻采用定型模板陸上拼裝、水下整體安裝和水下混凝土澆注的施工工藝，可有效縮短工程工期，降低施工成本。本文結(jié)合柳州港鵬鴿江作業(yè)區(qū)工程，對模板、水下混凝土澆注等關(guān)鍵工序進(jìn)行闡述。關(guān)鍵字：重力式碼頭；氣囊助??；定型鋼模板；水下混凝土澆注；混凝土流動模式1、引言1.1工程概述柳州港鵬鴿江作業(yè)區(qū)工程位于柳州市北郊，柳江下游，柳州鵬鵑江作業(yè)區(qū)共4個泊位，泊位總長320m,泊位碼頭水工長度均取84.4m。其中2#、3#泊位為已建泊位，1#、4#

2、泊位為新建2個1000t級泊位（水工按2000t級預(yù)留），分別位于已建泊位的下、上游，設(shè)計年吞吐量120萬t,新建設(shè)碼頭水工結(jié)構(gòu)型式采用C30碎重力式擋墻+拋石基床結(jié)構(gòu)。工程施工內(nèi)容：1#、4#泊位基槽及停泊地開挖、拋石基床、碼頭水工擋墻、擋墻后回填、碼頭前沿鋪面、碼頭水工附屬設(shè)施等。本項目位于紅花樞紐庫區(qū)內(nèi)，水位受到水庫調(diào)節(jié)影響，設(shè)計水位：高程基準(zhǔn)面采用當(dāng)?shù)乩碚撟畹退嫫鹚?。碼頭施工水位：78.5m；設(shè)計低水位：76.53m；匚：I一級平臺設(shè)計高水位：81.97m;（，二X二"尸二級平臺設(shè)計高水位：87.556m（20年一遇）。1.2擋墻結(jié)構(gòu)布置設(shè)計（1）上（下）游側(cè)擋墻。分為1段

3、，擋墻長度為12m擋墻分為兩部分，下部分為拋石基床（夯實）。（2）碼頭前沿側(cè)擋墻。碼頭前沿側(cè)擋墻分為7段，上游端部擋墻長度12.4m,其余擋墻長度為12m.現(xiàn)澆擋墻頂高程82.5m,底高程71.0m,頂寬3.0m,墻背從80.0m高程放坡到71.0m高程，坡度為1:0.6,底寬8.9m（含前趾寬度0.5m）;前趾頂高程78.5m,寬0.5m,全墻墻高11.5m。（3）下（上）游側(cè)擋墻下游側(cè)擋墻分為2段，每段長度為11.5m。其中，一段擋墻水下部分的底部寬8.9m,上部寬3.9m,高7.5m,此尺寸即為水下鋼模版拼裝尺寸。圖1-1:碼頭斷面圖2、施工工藝2.1 港池開挖、拋石基床基槽開挖由泥層開

4、挖和巖石破碎清理兩部分組成，驗收采用硬式掃床方法，保證無淺點；邊線無欠挖，邊坡不陡于設(shè)計邊坡。基槽開挖成形一段(約50m)立即驗收并組織拋石，以防止基床回淤。根據(jù)規(guī)范和質(zhì)量要求，碼頭基床整平到極細(xì)平程度?；埠粚嵅捎么蚝淮鯔C(jī)吊重錘縱橫向相鄰接壓半夯的夯實工藝夯實，逐層拋填，逐層夯實。2.2 水下定型鋼模板定型模板采用大片鋼板作板面，以型鋼圍楝、鋼桁架作為模板骨架。模板采用整體組裝，內(nèi)連接架整體在岸上連接組裝，組裝完成后整體出運、沉放、安裝并澆筑混凝土，施工速度快，能滿足水下混凝土澆注對模板的基本要求。(1)水下模板要滿足建筑物的輪廓尺寸和未凝固水下混凝土的側(cè)壓力要求，承受一定的的動水壓力。(

5、2)混凝土拌合物的流動性較大，在水下進(jìn)行施工時，受水流滲漏影響，對模板的密封性要求嚴(yán)格。精心整理精心整理（3）水下混凝土澆注水平施工縫難以處理，因此水下模板一次立模較高，其頂應(yīng)出水面。（4）水下施工作業(yè)不確定因素較多，不易控制，模板盡量簡單，便于水下施工，并盡量用水上作業(yè)代替水下作業(yè)。擋墻模板系統(tǒng)由前模、后模板及封頭模板三部分組成，結(jié)構(gòu)設(shè)計除能夠滿足剛度、強(qiáng)度要求外，同時也考慮模板自身穩(wěn)定、安全施工等因素。模板均采用桁架式鋼框架、66mm鋼板做板面，10桁架按間距1m布置；豎向及水平圍囹均采用槽鋼14,豎向圍囹間距與桁架間距相同，其間距為1m水平圍囹間距按0.5m布置。前、后模板均分成兩塊，以

6、滿足吊機(jī)吊裝模板的要求。模板的拼裝采用公母扣的形式，以保證碎外觀的整齊、美觀，模板預(yù)埋件的預(yù)留孔、拉條孔位置及形狀、尺寸應(yīng)準(zhǔn)確無誤，所有預(yù)留孔口均用鋼護(hù)套進(jìn)行保護(hù)、加固。模板驗算混凝土作用于模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值，可按下列公式計算，并取其中的較小值。式中F=0.22y工01用丫為F新澆混凝土對模板產(chǎn)生的FGJ加力（kN/m2）;H有效壓頭高度（m）;v混凝土澆筑速度（m/h）；t0混凝土入模時的溫度（C）；rc混凝土的容重（kN/m3）;j-k外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取k=1.0,摻緩凝作用的外加劑時k=1.2；B-外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時取1.0;摻具有緩凝作用的外加劑時取1.2

7、；B2塌落度影響修正系數(shù)，當(dāng)塌落度小于30mm時，取0.85;50-90mm時，取1.0;110-150時,取1.15。I通過受力情況分別驗算板面、橫肋、縱肋、桁架的撓度，是否滿足模板材料的性能，及整體的穩(wěn)定性。剖面圖1-1底層擋墻前、后模模板圖精心整理（1）模板組裝基本要求：1）模板拼裝必須按擋墻的形狀、尺寸和相對位置準(zhǔn)確；2）模板和支架的支承部分應(yīng)堅實可靠；3）模板安裝過程中必須采取防傾覆的臨時加固措施。（2）安裝模板時必須做好以下事項，確保擋墻觀感質(zhì)量。1）前模拉條孔位置采用圓錐型塑料護(hù)套，起到止?jié){及澆注碎后擋墻面拉條頭易切割處理。2）止?jié){措施：除了前模拼接中縫采用10mnS橡膠皮止?jié){外

8、，其它模板拼縫均采用海綿條止?jié){。3）擋墻斷縫采用刨面三角木條做成倒八字型縫。2.2.3模板出運（1）陸上吊運陸地上移動可使用起重設(shè)備，吊運使用專用吊具，根據(jù)整體模板的重心位置設(shè)計，保證吊運過程中模板穩(wěn)定、不變形。在本工程中2#、3坦白位各有一個40T塔吊，單個定型組合鋼模板最大重量約24t,氣囊重2t,陸上吊運、移動用2#、3#泊位塔吊完成，也可用履帶吊。（2）水上拖運在水上采用氣囊助浮、機(jī)動艇拖運的方式。根據(jù)物體漂浮條件G=pvg,可得出需用氣囊的吃水體積，其吃水體積宜為氣囊體積的0.60.8。在每側(cè)模板安放氣囊，根據(jù)計算的體積（吃水）進(jìn)行匹配選擇。定型組合鋼模板組裝完畢,安放助浮氣囊，氣囊

9、壓強(qiáng)達(dá)應(yīng)到25kgf。氣囊規(guī)格：體容積（m3安放位置D1.5mx9m17.43前模、后模D1.5mx6m12.13側(cè)模D1.2mx12m14.35前模、后模D1.5mx3m5.86側(cè)模氣囊安放在模板位置依據(jù)的兩個條件：拖運經(jīng)過區(qū)域的水深；安裝模板處基床標(biāo)高。碼頭前沿水域底高程72.4m,澆注擋墻底71.0m,水面頂標(biāo)高77.5m,水深最小是5.1m?？紤]到模板與拋石基床的距離越小，沉放的可操作性越高，模板在拖運過程中吃水深度控制在4.5m。定型模版安裝2.2.3定型模板安裝安裝前潛水員下水檢查基床情況，確?；矡o異物、未破壞、無回淤。第一個定型模板安裝比較難于精確定位，一般選碼頭前沿側(cè)中間的一

10、段擋墻，待其澆注完成拆模后便于后續(xù)模板的安裝。精心整理精心整理具體方法：1）提前測放模板的安裝位置，并用浮筒標(biāo)示，在澆注擋墻前沿停放定位駁。2）模板用機(jī)動艇拖到定位方駁附近，然后使模板依靠在方駁上，移動方駁位置，使模板大體就位。3）在定型模板上下游兩端各用鋼絲繩與設(shè)在岸邊的卷揚(yáng)機(jī)相連。4）陸上用全站儀全程控制模板平面位置，滿足安裝精度且模板穩(wěn)定后，氣囊放氣，使模板下沉。第一段擋墻澆筑完成，后續(xù)模板以已澆筑水下?lián)鯄橐劳袑嵤┌惭b。先沉放模板靠近已澆筑的擋墻一端，并使其前后兩側(cè)的模板卡在擋墻上。根據(jù)相鄰的模板吊鼻尺寸準(zhǔn)備四根鋼絲純（兩根21.4m,兩根12.8m）和四個10t手拉的產(chǎn)作工具，其中兩

11、根鋼絲繩主要用于調(diào)整待安模板平面位置，另兩根鋼絲繩主要控制安裝縫寬。5）氣囊放氣：模板調(diào)正后，氣囊開始放氣。在氣囊放氣模板下沉過程中，發(fā)現(xiàn)鋼絲純變松時，及時調(diào)緊或停止放氣，保證模板的位置正確。起重船停泊在一旁協(xié)助。在模板發(fā)生較大位置偏差時，用起重船調(diào)整。整個過程全站儀進(jìn)行監(jiān)測。模板安裝位置符合設(shè)計要求后，潛水員下水檢查模板與拋石基床、與已澆筑擋墻接觸有無縫隙。與基床的縫隙用袋裝碎石進(jìn)行封堵；與擋墻的縫隙用模板土工布塞堵牢靠，確保澆注過程中不漏漿。最后對定型模板加固，頂面搭設(shè)23個平臺放置46塊預(yù)制混凝土塊（一塊約1.2t）;用28mm鋼筋作為錨桿，連接安裝模板與已澆筑擋墻。2.3水下混凝土澆注

12、碼頭水工擋墻施工水位以下采用立鋼模板澆注，水下混凝土要求一次連續(xù)澆筑，水下混凝土澆筑量大，應(yīng)保證混凝土供應(yīng)量充足，以避免意外故障而發(fā)生質(zhì)量事故。陸上碎分塊澆注，分塊澆注（，二X二"尸施工縫處在澆筑前進(jìn)行鑿毛處理，并在分縫處預(yù)埋插筋。|X、三尸產(chǎn)/擋墻分層澆筑的分縫處理方案在開始施工前提交專項方案應(yīng)符合規(guī)范要求并經(jīng)設(shè)計同意方可實施。上層擋墻澆筑時間可延后，以待后方回填基本完成、墻身穩(wěn)定后再澆筑。精心整理一般要求該水/陸強(qiáng)度0,8。(5)水下混凝土坍落度宜在160mm200nlm問。2.3.2施工方法水下混凝土澆筑采用導(dǎo)管法施工，其關(guān)鍵是：澆筑作業(yè)連續(xù)進(jìn)行，保證導(dǎo)管始終埋入澆筑的混凝土堆

13、內(nèi)，盡量隔斷混凝土與水的接觸。在模板頂做一平臺，在平臺上搭設(shè)水下碎灌注架，澆筑水下碎時采用25cm的鋼管作為導(dǎo)管輸送碎進(jìn)行水下灌注，導(dǎo)管每節(jié)長22.5m,同時應(yīng)備用數(shù)節(jié)1.0m、0.5m及0.3m的短導(dǎo)管，導(dǎo)管各節(jié)之間用有止水槽的法蘭盤夾膠皮墊圈用螺栓連接，可防止漏水且易于拆除。(1)為了確保碎開始灌注時，防止水從外部反流入導(dǎo)管內(nèi)，可在料斗底端安放一個用鋼板焊成的錐形作為塞子，塞子用拉桿與操作平臺連接，使碎無法滲進(jìn)導(dǎo)管內(nèi)。導(dǎo)管應(yīng)在使用前進(jìn)行密閉試驗，密閉情況良好的導(dǎo)管才可投入使用。(2)采用泵送碎法將碎輸送到排架上安裝的儲料斗中，儲料斗用鋼板制作，容積為3.0m3,斗內(nèi)壁應(yīng)光滑平整，不漏漿，不

14、掛漿，碎下泄順暢，混凝土沖入基床面。(3)本工程水下?lián)鯄Ψ侄问┕?，每?2m底面積在96.6110.36褶問，施工作業(yè)場地小，設(shè)置一個澆注點。若一次性澆注流平底面，導(dǎo)管口很難被碎包住，新澆混凝土在導(dǎo)管口周圍的碎堆表面流動、分層，會使較多的混凝土表面暴露在水中，水泥被水沖走，產(chǎn)生浮漿層、離析、冷接縫等。為防止出現(xiàn)上述情況，在模板箱底部用鋼模板做一分隔槽，與定型模板焊為一體，高0.4m,寬2.5m,長度等同于定型模板寬，容積8.9m3,導(dǎo)管口低于分隔槽頂10cm20cm對澆注混凝土的流動起到一定得限制，使新澆注的碎擠壓導(dǎo)管外的混凝土上開，在碎堆內(nèi)部流動，實現(xiàn)水下混凝土膨脹流動模式。陸上備有數(shù)輛罐車

15、，一罐車9m騎，連續(xù)澆筑，可滿足初灌量的要求。(4)導(dǎo)管提升不易頻繁，必須保證導(dǎo)管下端始終埋入混凝土內(nèi)部，一般在3m左右，其最大埋深度不宜超過5m,提升后導(dǎo)管應(yīng)保留1m埋在混凝土中。澆筑過程中，密切關(guān)注混凝土頂面的位置。用測純檢測混凝土面上升的高度及導(dǎo)管埋入深度，測定混凝土面的位置應(yīng)在導(dǎo)管四周每2m取一個測點，不可僅憑經(jīng)驗和理論計算推導(dǎo)。提升時導(dǎo)管旁邊有施工人員指揮吊車，控制提升量。在進(jìn)行水下碎灌注時，先把漏斗(容積3m3內(nèi)都灌滿碎，然后在操作平臺上拉開料斗下端的塞子，讓預(yù)先灌入漏斗內(nèi)的碎瞬間下落，在導(dǎo)管下端形成一個碎小堆。開始澆筑時，導(dǎo)管底部離孔底2030cm導(dǎo)管埋深隨澆注的進(jìn)行逐漸增加。(

16、1)在澆注過程中，導(dǎo)管只應(yīng)上下升降，不得左右移動。(2)混凝土粗骨料的最大粒徑不得大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/4,亦不宜超過6cm；坍落度為1518cm,開始時坍落度取小值，結(jié)束時酌量放大，以使混凝土表面能自動坍平。/“£產(chǎn)二|II二一(3)灌注過程中，導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)充滿混凝土，并保持導(dǎo)管始終埋在已澆筑的混凝土中，以保證后注入的混凝土與水隔離，利用碎的自重力使碎攤開。(4)隨著碎的不斷灌入，要逐步提升導(dǎo)管，當(dāng)導(dǎo)管、漏斗提到最大高處時，可拆卸上部的短導(dǎo)管直到水下碎全部澆筑完畢。(5)為了避免由于澆灌速度慢產(chǎn)生施工冷縫而影響碎質(zhì)量，可在硅中按一定比例摻用緩凝劑，以延長初、終凝時間。(6)當(dāng)澆注完畢后，將

17、頂面浮漿清除干凈。(1)根據(jù)氣溫調(diào)整拆模時間，保證強(qiáng)度達(dá)10MPa潛水員拆除模板、用起重船吊運，模板拆除后進(jìn)行清理維護(hù)，涂刷模板油，保證模板正常使用。(2)養(yǎng)護(hù)采用直接淋水養(yǎng)護(hù)的方式養(yǎng)護(hù)，在擋墻表面蓋設(shè)土工布，淋水直接接觸混凝土表面。養(yǎng)護(hù)由專人負(fù)責(zé)，并做好記錄。混凝土澆筑完畢后的12小時以內(nèi)開始對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土養(yǎng)護(hù)的最低期限應(yīng)符合要求，且養(yǎng)護(hù)不得中斷。(3)混凝土養(yǎng)護(hù)期間，混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度之差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜20C,養(yǎng)護(hù)用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15Co澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤狀態(tài)。擋墻分段、分塊、分層澆筑施工，為保證接荏質(zhì)量，段與段間用2cm瀝青模

18、板塞縫，保證其豎直度。每塊澆筑混凝土之前，即擋墻水下部分與水上部分，先澆筑2030mm厚高于本體混凝土強(qiáng)度等級的砂漿。為保證施工縫處混凝土強(qiáng)度，澆至分段頂面之后，刮去表面浮漿，沖毛處理，沖毛須保證沖掉混凝土表面的砂和浮漿；待混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度后，進(jìn)行鑿毛，使骨料石子露出1/3高度，并在澆筑下一層混凝土前將施工縫濕潤沖洗干凈。(1)嚴(yán)格工藝紀(jì)律，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，即：自檢、互檢、專檢。需報請監(jiān)理工程師驗收的項目必須及時報請監(jiān)理工程師驗收，驗收不合格不準(zhǔn)進(jìn)入下一道工序。(2)混凝土拌和時嚴(yán)格按照配合比計量上料，按照技術(shù)交底要求拌和。現(xiàn)場試驗人員按規(guī)定及時對拌和物進(jìn)行現(xiàn)場試驗，確保拌和物質(zhì)量。(

19、3)模板要有足夠的剛度和強(qiáng)度，拼縫嚴(yán)密，表面平整；模板支立時，模板油要涂刷均勻，止?jié){嚴(yán)密，螺栓緊固。澆筑擋墻混凝土?xí)r，為防止模板上浮，要設(shè)錨點拉結(jié)。模板如要拆除，拆模要精心，防止掉邊掉角。根據(jù)氣溫調(diào)整拆模時間，保證強(qiáng)度達(dá)10MPa。模板拆除后立即進(jìn)行清理維護(hù)，涂刷模板油，保證模板正常使用。(4)硅澆注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行；水下混凝土在水下很難進(jìn)行振搗，需自流平、自密實，在施工時，控制好流動性。(5)出水面后使用碎振搗器不得觸及模板及預(yù)埋件，振搗順序從近模板開始，先外后內(nèi)，并控制好振搗時間和振搗間距，嚴(yán)防出現(xiàn)漏振或過振現(xiàn)象，對頂層碎必須進(jìn)行二次振搗，出現(xiàn)泌水應(yīng)用海綿吸干排除。(6)擋墻分層面處理應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行施工，鑿毛、清潔，澆筑上層碎時要鋪一層2cm厚的砂漿。(7)擋墻分段沉降縫采用2cm厚瀝青軟木板設(shè)置。(8)雨天施工保護(hù)措施：為了保證砂的澆注質(zhì)量，澆注前應(yīng)先了解天氣預(yù)報，爭取在氣候好的時間澆注碎，大雨時避免碎澆注，若在施工過程中下雨，碎頂部采用海綿吸水的方法，將碎表面的水(，二X二"尸分吸干，同時嚴(yán)格控制水灰比，依照實際情況控制用水量。3、問題探討現(xiàn)澆混凝土的質(zhì)