論文——水下澆筑混凝土施工方法匯總

1、水下澆筑砼摘要：采取一定措施，在清水或泥漿下澆筑混凝土而不使混凝土中水泥漿等 流失或稀釋的方法，從而滿(mǎn)足水下結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土的強(qiáng)度等質(zhì)量的要求。文章 就水下澆筑混凝土工程常用的施工方法、施工要點(diǎn)以及應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了 闡述。關(guān)鍵詞：水下；澆筑；混凝土；施工；質(zhì)量 水下澆筑混凝土系指在地面上進(jìn)行攪拌，直接灌注于水下結(jié)構(gòu)部位，并就地 成型硬化的混凝土， 簡(jiǎn)稱(chēng)水下混凝土。 這是一種用普通的混凝土材料、 特殊施工 工藝的施工方法， 可以省去因造成干地施工條件所必須進(jìn)行的一系列工作， 如基 坑排水，基坑防滲和施工圍堰等。水下混凝土的施工方法主要有：直接澆筑法、 吊斗法（也稱(chēng)開(kāi)底容器法 ）、導(dǎo)管法 （也稱(chēng)直升

2、導(dǎo)管法 ）、泵送澆注法、灌漿法和袋 裝混凝土法等。1 直接澆灌法 將攪拌好的混凝土按圖 1 所示直接澆灌在水下。 當(dāng)混凝土部 分露出水面后，把新澆的混凝土在其附近繼續(xù)灌下。這樣連續(xù)全面向前推進(jìn)，把 水排擠走，直至澆筑任務(wù)完成。這種混凝土的澆灌方法僅適用于水深為1 2m以?xún)?nèi)，水基本靜止，且對(duì)混凝土質(zhì)量要求不很?chē)?yán)格的情況下。2 吊斗法 將攪拌好的混凝土裝在設(shè)有活動(dòng)底板的容器內(nèi)，平穩(wěn)地吊 放到水中，盡可能接近基底或已澆水下混凝土的表面，平穩(wěn)地打開(kāi)底板排出口， 再將容器慢慢地提起，使混凝土流下 （圖 2）。這種施工方法，容器沉入水中時(shí)，混凝土上面與水接觸， 底部打開(kāi)排出混凝土?xí)r， 混凝土與周?chē)乃谀?/p>

3、種程度上 有混合，易引起局部材料分離。 因此， 不易在對(duì)混凝土質(zhì)量要求十分嚴(yán)格的部位 使用。3 導(dǎo)管法 通過(guò)導(dǎo)管等裝置進(jìn)行混凝土澆筑的作業(yè)。 開(kāi)始時(shí)，依靠灌入的 混凝土壓力推動(dòng)隔水塞將管內(nèi)的水或泥漿排擠出去， 接著由于導(dǎo)管底部管內(nèi)壓力 大于管外壓力，使?jié)沧⒌幕炷翉墓艿紫蛏贤七M(jìn) （ 圖 3） ，混凝土頂面與水接觸部 分可能質(zhì)地松散， 可在最后清除。 這種水下混凝土施工方法， 能保證良好的澆筑 質(zhì)量，因此被廣泛采用，常用于地下連續(xù)墻、灌柱、沉井和沉箱的水下封底等。導(dǎo)管 一般用鋼管制成， 國(guó)外也有用尼龍布制成的軟管做導(dǎo)管的。 為了 拆卸方便常采用法蘭盤(pán)或絲扣相連接。 組拼的導(dǎo)管應(yīng)內(nèi)徑一致， 內(nèi)壁平

4、順， 有足 夠的密封性和堅(jiān)固性。導(dǎo)管直徑為 200 400mm。導(dǎo)管頂部設(shè)置漏斗，其上方一 般設(shè)儲(chǔ)料斗和工作平臺(tái)。 儲(chǔ)料斗的容積應(yīng)滿(mǎn)足第一斗混凝土放下后能將導(dǎo)管底埋 入混凝土不少于 1m；漏斗的高度除應(yīng)滿(mǎn)足操作需要外，并應(yīng)滿(mǎn)足灌注到最后階 段管底壓力的需要。管底的啟閉裝置 常采取使用隔水塞和開(kāi)閉底扇門(mén)等方法。 隔水塞是導(dǎo)管頂部或水面以上導(dǎo)管內(nèi)懸吊的可浮球或鋼制夾有膠墊的有導(dǎo)向的 圓盤(pán)，其直徑基本與導(dǎo)管直徑相等； 在澆灌混凝土前， 導(dǎo)管下放至距基底約 25 40cm處，當(dāng)混凝土量備足后，及時(shí)切斷隔水塞的懸吊線或拔塞，便開(kāi)始混凝土 的澆筑。開(kāi)閉底扇門(mén)是先將密封底蓋鉸接在導(dǎo)管底口， 使導(dǎo)管在管內(nèi)無(wú)水

5、的情況下插至基底， 再將混凝土裝入導(dǎo)管內(nèi)， 達(dá)到一定量后把導(dǎo)管向上提高 10cm左右， 混凝土以其自重打開(kāi)底蓋而順利流出。第一批混凝土應(yīng)將導(dǎo)管至少埋深1m。澆筑要求 要邊澆灌混凝土邊提升導(dǎo)管和分段拆卸導(dǎo)管。澆灌過(guò)程中導(dǎo)管應(yīng) 始終埋在混凝土中， 其埋深不少于 1m，也不應(yīng)大于 6m。實(shí)際澆灌的混凝土強(qiáng)度 等級(jí)應(yīng)高于設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度。 混凝土粗骨料的最大粒徑應(yīng)不大于導(dǎo)管內(nèi)徑的 1 618；混凝土的坍落度宜控制在 1622cm 范圍內(nèi)。4 泵送法 通過(guò)混凝土泵的有壓運(yùn)送將混凝土送到相當(dāng)遠(yuǎn)的地點(diǎn)的澆 灌方法。在澆灌水下混凝土的過(guò)程中， 同樣要保持將排出口完全埋入已澆混凝土 中。5 灌漿法 先在需澆筑混

6、凝土的范圍內(nèi)按一定間距布置灌漿管或先設(shè) 套管，使管口接近坑底處，拋投碎石或卵石等粗骨料，然后，以注漿管不斷灌注 水泥砂漿， 水泥砂漿由管底進(jìn)入粗骨料縫隙中， 將水?dāng)D排出去即形成混凝土。 注 漿管的水平和垂直間距般為 1 2m，應(yīng)由試驗(yàn)確定。這種方法，雖然省去了大 量的混凝土攪拌和運(yùn)送工作， 但其質(zhì)量較導(dǎo)管法差， 僅用于非重要承力部位， 如 水平承臺(tái)等。6 袋裝混凝土法 將普通混凝土或干拌混凝土裝入用麻、棉或其他合成纖 維等粗網(wǎng)目布做成的袋內(nèi)， 由潛水工在水下直接將袋裝混凝土碼在所需澆筑混凝 土處。袋與袋之間的粘著只靠由布紋滲出的水泥砂漿， 因此其抗剪力差。 為了克 服這一缺點(diǎn)，人們常在重疊幾層

7、的袋上插入可打進(jìn) 16 20mm 的鋼筋。干拌混 凝土則靠水下滲入水的水化作用。 袋裝混凝土常用于沉井、 沉箱刃腳等處的孔洞 堵塞和一些特殊部位， 如圖 1 所示的筑淺壩等。 由于其整體性較差， 這種方法不 適用于主要承力混凝土施工。水下混凝土灌注施工要點(diǎn)第一、對(duì)施工設(shè)備質(zhì)量要嚴(yán)格要求混凝土灌注所需施工設(shè)備、 機(jī)具要求配套 并且性能完好。這是保證灌注水下混凝土質(zhì)量的基本條件。1）施工現(xiàn)場(chǎng)要有備用發(fā)電機(jī)，要保證備用發(fā)電機(jī)性能良好，足以應(yīng)付施工 過(guò)程中可能發(fā)生的斷電情況，這樣可以防止灌注時(shí)間延誤，避免造成斷樁事故。2）留意混凝土拌和機(jī)類(lèi)型的選擇，宜選用大容量拌和機(jī)，在數(shù)目上可以保 證混凝土的連續(xù)灌

8、注。對(duì)混凝土拌和機(jī)在每次使用前都應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查維修。3）導(dǎo)管是灌注水下混凝土的重要工具，其直徑大小要根據(jù)灌注混凝土骨料 級(jí)配要求進(jìn)行選擇。 要求導(dǎo)管應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度、 且密封性良好， 管壁光 滑、導(dǎo)管平直，無(wú)穿孔裂紋，導(dǎo)管接口處應(yīng)有彈性密封墊圈。假如導(dǎo)管接頭密封 不嚴(yán)，焊縫破裂， 水從接頭或焊縫中浸進(jìn)會(huì)引起事故， 因此施工之前須要進(jìn)行水 密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。4）儲(chǔ)料斗、漏斗、溜槽以及其他有關(guān)灌注機(jī)具使用前都應(yīng)進(jìn)行檢查，以保 證施工安全和施工質(zhì)量。 同時(shí)，儲(chǔ)料斗的大小要滿(mǎn)足首次封底混凝土存儲(chǔ)數(shù)目的 要求。第二、嚴(yán)格控制混凝土的配合比水下混凝土的強(qiáng)度、 等級(jí)和材料應(yīng)符合設(shè)計(jì) 要求和水工

9、混凝土施工規(guī)范 （DL/T5144-2001） 的規(guī)定。選用骨料要重點(diǎn)留意 以下幾點(diǎn)：1）水泥一般選用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，初凝時(shí)間宜不早于1.5h ，宜選用標(biāo)號(hào)在 P.O32.5 以上的水泥。所選的水泥品種應(yīng)通過(guò)初凝時(shí)間和抗壓強(qiáng)度 試驗(yàn)。要留意水泥的用量要達(dá)到規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。2）粗骨料宜選用堅(jiān)硬的碎石，碎石采用反擊破設(shè)備加工。骨料最大粒徑不 應(yīng)大于導(dǎo)管直徑的 1/6 1/8 和鋼筋最小凈距的 1/4 ，同時(shí)粒徑在 40mm以?xún)?nèi)。粗 骨料的級(jí)配應(yīng)保證混凝土具有良好的和易性。 細(xì)骨料宜采用級(jí)配良好的中、 粗砂。 混凝土的含砂率一般為 45 50，水灰比宜采用 0.5 0.6 。3）為進(jìn)步和

10、易性，混凝土中宜摻進(jìn)外加劑，水下混凝土常用的外加劑有減 水劑、緩凝劑等，摻進(jìn)外加劑前，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，以確定外加劑的使用種類(lèi)、摻 進(jìn)量和摻進(jìn)程序。 總之，混凝土的配合比必須與導(dǎo)管灌注水下混凝土相適應(yīng)。 合 適的配合比應(yīng)使混凝土具有足夠的可塑性和粘聚性， 易于在導(dǎo)管中活動(dòng)而又不易 離析。而且一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)水下混凝土的強(qiáng)度高時(shí)，其耐久性也好。因而要從水泥 標(biāo)號(hào)的選擇、 水泥及水的用量比例、 骨料的種類(lèi)和性質(zhì)及摻用外加劑等幾個(gè)方面 考慮來(lái)保證混凝土質(zhì)量。 而且要保證混凝土的級(jí)配強(qiáng)度應(yīng)高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 混凝土 攪拌時(shí)間要適宜， 要攪拌均勻， 如混凝土攪拌和輸送過(guò)程中， 出現(xiàn)不均勻或離析 泌水現(xiàn)象，活動(dòng)性差時(shí)

11、，要嚴(yán)禁使用。第三、加強(qiáng)灌注施工工藝灌注水下混凝土是混凝土樁施工的重要環(huán)節(jié)。 在灌 注混凝土過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)留意以下幾點(diǎn) ：1）鋼筋籠和鉆孔的中心要對(duì)應(yīng)， 定位要正確。 假如是不放到孔底的鋼筋籠， 要特別留意吊環(huán)、 吊鉤的強(qiáng)度及牢固性。 鋼筋籠吊放時(shí)要保持軸線順直， 位置居 中，嚴(yán)禁碰撞孔壁，以免產(chǎn)生坍孔。同時(shí)，鋼筋籠在精確就位后必須進(jìn)行加固， 防止浮籠或移位， 鋼筋籠安放到位后安設(shè)導(dǎo)管， 導(dǎo)管盡量放置在孔中心， 同時(shí)在 水下混凝土灌注過(guò)程中拆除導(dǎo)管時(shí)要保證豎直吊拆不晃動(dòng)，緩慢進(jìn)行。2）在灌首批混凝土之前最好先配制 0.1 0.3m3 水泥砂漿放進(jìn)滑閥以上的導(dǎo) 管和漏斗中，然后再放進(jìn)混凝土，確認(rèn)

12、初灌量備足后，即可打開(kāi)封閉閥，灌進(jìn)首 批混凝土進(jìn)行封底，混凝土封底時(shí)，導(dǎo)管埋深控制在 1.5m 左右。3）留意首批混凝土量必須滿(mǎn)足導(dǎo)管埋深不能小于 1.5m，所以漏斗和儲(chǔ)料斗 及漏斗和輸送泵的混凝土儲(chǔ)存數(shù)目要充足。 根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)混凝土壓力與管外水壓力 平衡的原則 , 導(dǎo)管內(nèi)混凝土必須保持的最小高度為 : =R /R。而管中混 凝土的體積就應(yīng)為 = 2? /4 （為導(dǎo)管直徑）。首批混凝土若埋深不 足，混凝土下灌后不能埋沒(méi)導(dǎo)管底口， 會(huì)導(dǎo)致泥水從導(dǎo)管底口進(jìn)進(jìn)。 假如出現(xiàn)這 種導(dǎo)管進(jìn)水現(xiàn)象應(yīng)立即將導(dǎo)管提出， 將散落在孔底的混凝土拌合物用空氣吸泥機(jī) 或抓斗機(jī)清出，然后重新下導(dǎo)管灌注。4）首批混凝土灌注正

13、常后，必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。否則先灌進(jìn)的混凝 土達(dá)到初凝， 將阻止后灌進(jìn)的混凝土從導(dǎo)管中流出， 造成斷樁。 同時(shí)在灌注過(guò)程 中，應(yīng)經(jīng)常用測(cè)錘探測(cè)混凝土面的上升高度，確認(rèn)導(dǎo)管埋深，并適時(shí)提升、逐級(jí) 拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的公道埋深。 此時(shí)要留意， 混凝土灌注過(guò)程中出現(xiàn)不返出漿時(shí)可以適當(dāng)緩慢向上提拔震動(dòng)導(dǎo)管，迫使混凝土灌注。當(dāng)混凝土接近鋼筋籠時(shí)， 宜使導(dǎo)管埋得較深。 要留意正確控制導(dǎo)管埋深， 假如導(dǎo)管埋人混凝土過(guò)深， 易使 導(dǎo)管與混凝土間摩擦阻力過(guò)大， 致使導(dǎo)管無(wú)法拔出造成事故。 而提管過(guò)程中要緩 緩上提，如過(guò)猛易使導(dǎo)管被拉斷。所以埋管深度一般應(yīng)控制在2到 6m，或使用附著式震搗器，使導(dǎo)管四周的混凝

14、土不致過(guò)早的初凝。同時(shí)應(yīng)留意灌注速度。5）為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上應(yīng)加灌 0.5 0.8m 高度，待樁頂 混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 70時(shí)，將其鑿除。在灌注將近結(jié)束時(shí)，如出現(xiàn)混凝 土頂升困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿， 將部分沉淀土取出， 使灌注工作順利進(jìn)行。 在拔出最后一段長(zhǎng)導(dǎo)管時(shí)， 拔管速度要慢， 以防止樁頂沉淀的泥漿擠進(jìn)導(dǎo)管下形 成泥心。以上是灌注混凝土?xí)r易出現(xiàn)題目的各個(gè)基本步驟， 同時(shí)要留意其他一些 事項(xiàng)。比如混凝土拌制后，應(yīng)在 1.5h 之內(nèi)盡量灌注完畢。再如清孔須徹底，假 如清孔不徹底會(huì)造成混凝土中夾泥； 又如在灌注過(guò)程中， 當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿(mǎn)含 有空氣時(shí)， 后續(xù)混凝土宜通過(guò)滑槽漸漸流進(jìn)漏斗和導(dǎo)管， 不得將混凝土整斗從上 面傾進(jìn)管內(nèi)，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，擠出管節(jié)間的橡膠墊而使導(dǎo)管漏水。 混凝土灌注時(shí)要分工明確，密切配合，同一指揮，快速、連續(xù)施工。一氣呵成、 快速灌注成功的樁往往質(zhì)量比較好， 否則輕易出現(xiàn)質(zhì)量題目。 因此，水下混凝土 灌注樁質(zhì)量的進(jìn)步，需要建筑施工、監(jiān)理、驗(yàn)收各個(gè)環(huán)節(jié)共同協(xié)作來(lái)保證。不僅 要在設(shè)計(jì)上提出科學(xué)方案， 灌注時(shí)進(jìn)步水下施工質(zhì)量， 驗(yàn)收時(shí)也要認(rèn)真對(duì)待。 對(duì) 于質(zhì)量差、 無(wú)法利用的樁要提出補(bǔ)樁或其它措施