水下混凝土基本概念.docx

水下混凝土施工水下混凝土施工 (construction of concrete depositing under water)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。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。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。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。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。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。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。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。概述编辑在干处进行拌制，而在水下浇筑和硬化的混凝土，叫做水下混凝土。混凝土在水下虽然可以凝固硬化，但浇筑质量较差。因此，只是在不得已的情况下，或在一些次要建筑物的水下部分，才采取水下浇筑的方法。对水下浇筑混凝土要求较高，必须具有水下不分离性、自密实性、低泌水性和缓凝等特性。进行水下浇筑混凝土，拌和物在进入仓面以前，避免与环境水接触;进入仓面后，与水接触的混凝土始终与水接触。后浇的不再与水接触，要求混凝土应具有足够的流动性来抵抗泌水和分离的稳定性，而且必须在确能防止流水影响的围堰内进行。浇筑不得中断并应尽速进行。在浇筑完成后24h内，围堰不得抽水。为了保证混凝土有良好的流动性，以便利用自身重量沉实，同时保证具有抵抗泌水和分离的稳定性，水下浇筑的混凝土其水泥用量要求比一般混凝土多，用量在380450kg/m3之间，水灰比应不超过o.55。含砂率和用水量也相应较高，而且不能用过大的粗骨料。水下混凝土与大流动度混凝土类同。根据水下浇筑的特点，应加入水下不分离的外力剂，即增稠剂或增黏剂。增稠剂可分为丙烯酸和纤维素两类。丙烯酸类有聚丙烯酰胺水解物、丙烯酰胺和丙嘶酸共聚物。纤维素类有羟乙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟基丙酰甲基纤维素等。掺主为占水泥重的0.15%1%。纤维素类具有缓凝性，掺量应偏小些。由于水下混凝土加入了增黏剂，黏度较大，这也是与自密实混凝土不同之处。12施工方法编辑水下浇筑混凝土的方法有：混凝土泵浇筑法、导管法、柔性管法、活底吊箱法、袋石法、倾注法和预填骨料压浆法。其中以混凝土泵浇筑法和导管法较好，其设备和施工比较简单，质量容易保证。导管法采用导管法浇筑水下混凝土，适用于水深不超过1525m的情况。导管的直径为2530cm，每节长12m，用橡皮衬垫的法兰盘连接，底部应装设自动开关阀门，顶部装设漏斗。导管的数量与位置，应根据浇筑范围和导管的作用半径来确定。一般作用半径不应大于3m。在浇筑过程中，导管只允许上下升降，不得左右移动。开始浇筑时，导管底部应接近地基约510cm，而且导管内应经常充满混凝土，管下口必须恒埋于混凝土表面下约1.0m，使只有表面一层混凝土与水接触。随着混凝土的浇筑，徐徐提升漏斗和导管。每提到一个管节高度后，即拆除一个管节，直到混凝土浇出水面为止。与水接触的表层约l0cm厚的混凝土，因质量较差，最后应全部予以清除。袋砌法用袋砌法浇筑水下混凝土，系把混凝土半满地装入牢固的麻袋或布袋中，由潜水员在水下进行砌浇。袋的孔隙应能使砂浆渗出但不宜过大。采取这种浇筑方法，袋与袋之间的层面，虽然可以从袋孔中挤出的水泥浆互相胶结，但其整体性终究是很差的。此种混凝土的坍落度以57cm为宜，不得采用干拌混凝土。混凝土袋应交错放置，相互靠紧。倾注法倾注法浇筑水下混凝土，可用于岸边水深不起过1.5m的情况，其方法如图5-3所示。新浇的混凝土堆用夯击或振动等方法挤入已浇的混凝土体中，使只有前沿的混凝土坡面与水直接接触。混凝土的坍落度以710cm为宜。采用此种方法应尽量缩短浇筑时间，在浇筑工作未完成之前，先浇的混凝土不得凝固。柔性管法柔性管法是采用柔性软管输送混凝土，利用周围的水对软管的压力控制混凝土的下落速度。活底吊箱法活底吊箱法是将混凝土装在能够开底的密闭吊箱内，通过水层直达浇筑地点，然后开0.3-0.4m 底卸料。预填骨料压浆法水下预填骨料压浆法，要求水泥砂浆具有一定的流动度和一定的抗离析能力。压浆压力与灌注浆液的稠度、预填骨料平均粒径及要求扩散半径有关。如果预填骨料平均粒径在150mm以内，扩散半径在1. 5m以内，当水深为零时，管底出 浆压力约为50150kPa。有水仓面，管底出浆压力应再加上相应水深引起的水压力。水下混凝土浇筑是一项不能直观的隐蔽施工过程，必须加强质量检验才能保证工程质量。特别是在浇筑过程中应随时检查是否按工艺规程进行。拆模后还应通过外观检查，必要时还要进行钻芯检查和进行压水试验。