水下不分散混凝土施工工艺介绍及监理控制要点

于涛

摘 要：基于滨州港水工工程的施工环境特点，受施工条件限制，越来越多的水工工程需要采用水下不分散混凝土施工。本文介绍水下不分散混凝土配合比的配制及浇筑施工工艺，为类似工程施工提供借鉴。

关键词：水下不分散混凝土;施工技术;监理

中图分类号：U655.56            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2019）07-0100-02

1工程概况

滨州港海港区液体散货作业区围堰工程建设区域属于滨州港规划陆域的液体散货作业区，紧邻港区已建 3 万吨码头及陆域南侧。本工程为长4211m围堰工程，其中2724m采用壁桩框架结构。

壁桩框架采用整体预制，框架由上下导梁、上下连系梁、立柱及挡板组合而成。框架安装完成后在框架导梁内打设预应力混凝土管桩。上部结构浇筑于导梁之上，通过钢筋勾连将框架及管桩连接成整体，下导梁槽内灌注水下混凝土。水下灌浆堵缝大面积施工前，先进行首件施工，根据典型施工结果总结改进施工工艺，并应用于其他框架水下灌浆堵缝施工中。

2主要施工工艺及方法

2.1水下探摸

施工前，潜水员对典型施工段下导梁槽情况进行详细探摸，根据探摸结果确定是否对框架下导梁槽内的砂土进行清理或对框架与砂土面存在的空隙进行封堵。

2.2施工设备采购及制作

2.2.1导灰罐漏斗及导灰管

导灰罐漏斗采用钢板及槽钢加工制作，斗容量为1方，漏斗净高1.2m，上口宽1m，罐体靠四个槽钢支腿支撑，支腿长0.5m，间距0.65m，導灰罐内侧的罐底作10%的坡度，最低处开口，连接20cm宽的塑料导灰管，导灰管长度为12m。

2.2.2气泵

采购12方空压机对导梁槽内的泥砂进行冲刷，达到清除砂土的目的。空压机排气压力5～10MPa，连接直径15cm的排气管，可用于本工程间距较小的缝隙中进行冲沙排淤。

2.3下导梁槽冲砂

利用空压机运行时产生的强力气压，通过两根高压空气管传输至下导梁槽内，高压空气管一根用于将槽中的泥砂冲散，另一根与Φ150钢管和PVC透明钢丝吸泥软管连接形成吸泥设备，通过排气产生的负压将冲散的泥砂排出水面。Φ150钢管长1m，与PVC钢丝软管套管连接，PVC钢丝软管长15m，延伸至框架侧面与外伸筋绑定，使泥砂排入框架外侧的海中。

潜水员挪动排气管，依靠气压力冲散砂土，顺导梁槽一头逐渐将砂土汇集至另一头，并利用抽气管集中将砂土抽出导梁槽。

清砂作业时，潜水员先持高压空气管将导梁槽中的泥砂冲散，再持Φ150钢管两侧的把手，将吸泥口放置在导梁槽顶口处，将冲散的泥砂吸入钢管中。

2.4浇筑水下灌浆堵缝

施工前起重船起吊钢漏斗及软管，人工配合将漏斗支腿卡在中间连系梁两侧，由于槽钢支腿的支顶作用，可防止漏斗装载混凝土时发生倾覆。漏斗连接的软管长15m，在浇筑水下混凝土时，潜水员移动软管，将管口伸入导梁槽内不小于30cm，保证水下混凝土自管口流出后，其在水中的自由下落高度不大于50cm。

漏斗放置在中间连系梁一端后，混凝土由拌合船泵送至导灰罐漏斗内，依靠混凝土的自重顺漏斗及20cm直径的导灰软管流至下导梁槽中。水下混凝土浇筑时，潜水员应自框架一侧向另一侧挪动导灰管，使混凝土灌注至导梁槽顶面，在灌注混凝土时，应保证混凝土始终充满导灰软管并连续供料。潜水员需通过通讯设备与水上人员及时联系，对混凝土放料速度及时间做好沟通，如出现意外或需停止施工时，及时处理好后续工作。当施工中不得不出现停顿时，续浇的时间间隔不得超过水下不分散混凝土初凝时间。

2.5水下观测

混凝土灌注完成后，潜水员对浇筑完成的混凝土表面进行探摸检测。如导梁槽与管桩间的缝隙全部填充完全，混凝土表面平整，与导梁槽顶面平齐，混凝土无泄漏及塌陷情况时可进行下一段施工。

3监理控制要点

3.1配合比

水下不分散混凝土的配合比，应保证混凝土的耐久性、水下抗分散性、流动性和强度的要求，与一般的普通混凝土相比，水下不分散混凝土具有抗分散性及流动性好的特点。水下不分散混凝土的质量由混凝土的抗分散性和流动性所决定，因此在进行混凝土配合比设计时，应全面考虑以上要求，主要考虑以下因素：水灰比;絮凝剂品种和掺量;外加剂和掺合料的品种和掺量;单位用水量等。

由于不允许水下不分散混凝土在水下进行捣固作业，因此流动性是水下混凝土施工成败的关键因素，因此，在水下混凝土配合比设计时应特别注意以上问题。

3.2计量及搅拌

3.2.1计量

（1）计量装置：①对于水下不分散混凝土各种原材料的计量标准和方法，应按照普通混凝土的相关规定执行;②在开始施工前应对各种计量材料的计量装置进行规定频率的定期检查和定期检定，确保计量装置的计量精度满足规范和相关规定要求。

（2）材料的计量： ① 根据天气情况和气候情况定期测定细骨料、粗骨料的含水量及干燥骨料的有效吸水率;在雨天应相应地增加检测次数，以便可以随时调整水下不分散混凝土的含水量;同时应采取措施保持细骨料、粗骨料含水率的稳定，细骨料的含水率应控制在6%以内;② 设计配合比仅作为理想状态下的材料配合比使用，实际施工过程中由于粗细骨料中含有一定的水分，因此现场计量时应按照施工配合比执行;③ 根据现场施工搅拌机的搅拌能力确定一次搅拌工程量，从而确定每次搅拌时原材料的投入量;④ 根据相关规范规定各种原材料的计量应分次按照质量单位进行计量，液态外加剂和水也可以用体积或容积计量。

3.2.2 搅拌

（1）搅拌机：① 由于水下不分散混凝土对搅拌机的搅拌能力要求较高，因此搅拌机一般选择强制式搅拌机;② 用连续式搅拌机进行搅拌时，应确保搅拌机在一定时间内能充分地进行搅拌并能得到性能优良的水下不分散混凝土。

（2）搅拌：① 水下不分散混凝土的搅拌时间，应通过试验确定，自最后一种原材料投入料筒开始计时一般不少于120秒;② 在投入下批材料进行搅拌之前应确保之前搅拌的水下不分散混凝土全部排出;③ 由于水下不分散混凝土中含有较多的絮凝剂，因此搅拌机在使用前后，均应进行彻底清洗。

3.3浇筑

3.3.1浇筑准备

（1）在水下不分散混凝土开始浇筑之前，应根据制定的浇筑方案和浇筑计划，确定所需的运输工具、浇筑工具的类型、配套的机具及其布置位置;

（2）钢筋应按照设计文件要求的位置正确布置，并且固定牢固;

（3）检查模板尺寸是否符合设计要求，模板的转角及接缝处应严密，不得漏浆;

（4）混凝土应按计划工作量连续浇筑，为防止施工过程中意外情况发生，应留有备用机具及动力设备。

3.3.2 导管法浇筑

（1）混凝土导管应使用不透水材料，并且導管内径尺寸应能够使混凝土顺畅通过，在浇筑中应经常充满混凝土;

（2）混凝土导管应由混凝土的装料漏斗及混凝土流下的导管构成。导管的内径，视混凝土的供给量及混凝土顺畅通过的状态而定，一般应为粗骨料最大粒径的8倍。钢筋混凝土施工时，导管内径与钢筋的排列有关，一般为200mm～250mm;

（3）导管法浇筑水下不分散混凝土应采取防水流涌入的措施，一般采取将导管的末端插入已浇筑的混凝土一定深度。如果浇筑过程中需要将导管末端从混凝土中拔出，使混凝土在水中自由落下时，应确保导管内始终充满混凝土且保证混凝土连续浇筑，并且水中自由落差不大于500mm，尽快将导管插入混凝土中。

3.3.3 浇筑作业

（1）水下不分散混凝土在浇筑过程中应确保连续浇筑，当施工过程中因意外出现停顿时，续浇的时间间隔不应超过水下不分散混凝土的初凝时间;

（2）当水下混凝土表面露出水面后再用普通混凝土继续浇筑时，应将之前浇筑的水下不分散混凝土表面上的残留水分冲刷掉，并趁着已浇混凝土还有流动性时立即续浇普通混凝土。此时，应使用振捣棒将普通混凝土振实。

3.3.4施工管理

（1）混凝土在水中自由落下时，应对水中自由落差进行严格控制，应采取措施保证水下不分散混凝土在水中自由落差不大于500mm;

（2）应对水下不分散混凝土在水下的流动状态进行检查，具体来说应对浇筑中的混凝土流动面的形状、混凝土的扩展状态及填充状态进行检查;

（3）浇筑完的水下不分散混凝土上表面应平整，并且各个角落都应浇筑到位;

（4）水下不分散混凝土应按照计划进行浇筑，在浇筑过程中及浇筑完成后必须对混凝土实际浇筑量进行复查，施工单位应制定出准确的浇筑量检查方法。

3.4养护

（1）养护时应采取防止水下不分散混凝土在硬化过程中受流水、波浪等冲刷造成的水泥流失的措施;

（2）当施工部位从水下到达水上时，对于暴露于空气中的混凝土，应进行与普通混凝土相同的养护。

3.5混凝土的质量管理及检验

（1） 应在混凝土拌合物的现场卸料地点进行混凝土的质量检验和取样工作。

（2）为得到质量满足要求的水下不分散混凝土，应对下列项目进行管理和检验：①新拌混凝土的管理：坍扩度值、抗分散性。②硬化混凝土管理：空气中成型试块的抗压强度、水中成型试块的抗压强度。

（3） 混凝土取样方法参照相关规范规定执行。

（4） 取样至少一天一次，或根据构筑物的重要程度和工程规模，对连续浇筑的混凝土以20～150方为一批进行一次取样。

（5）检验合格与否的评定标准如下：①坍扩度值的允许偏差为±30mm;②混凝土抗压强度合格与否的评定按照DL/T5144-2001执行。