淺談水下不分散混凝土施工技術的應用及質量控制要點

李建強

摘 要：水下不分散混凝土是指在混凝土中摻入適量的絮凝劑后，在水中澆筑過程中水泥很少流失、骨料不離析的混凝土。其具有很好的抗分散性，且具有自流平和自密實性。近年來水下不分散混凝土被應用于沉井封底、水下基礎找平填充、碼頭、大壩等工程實踐中，且取得了很好的成效。本文結合中緬原油管道項目原油碼頭及航道工程，對碼頭基槽水下不分散混凝土施工技術及質量控制要點進行探究。

關鍵詞：碼頭;水下不分散混凝土;施工工藝;質量控制

中圖分類號：U615? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1106—7973（2019）10-0094-02

沿海碼頭施工環境水深較深、海況條件復雜，施工水下混凝土時，如采用先圍堰后澆筑混凝土的干作業施工方法很難實現。如直接澆筑水下普通混凝土，又很難克服混凝土在海水環境中的分散離析，施工質量無法保障。而水下不分散混凝土在水環境中澆筑不會離析、分散，且能夠自流平、自密實，可有效地克服上述難題。

1 工程概況

中緬原油管道項目原油碼頭工程位于緬甸的皎漂市馬德島，工程包括建造1個原油碼頭泊位，結構形式為重力式沉箱結構，沉箱下為拋石基床。因施工地質條件為泥巖，考慮在碼頭運營期內如基礎的中風化泥巖與海水直接長期接觸，泥巖軟化會對碼頭整體的穩定性及承載力產生較大影響。因此在拋石施工前采用水下不分散混凝土對施工后的基槽進行封底處理，其目的是封閉基槽底部的中風化泥巖，防止基槽底部的中風化泥巖弱化和崩解。如圖1所示：

2 施工工藝流程

該工程水下不分散混凝土主要施工工藝流程為：施工前準備→基槽清渣并檢查→船舶就位→導管安裝→澆筑點定位→混凝土攪拌澆筑→檢查驗收→移至下一個澆筑點位。

3 主要施工環節

3.1施工船舶選擇、導管設置

選擇符合施工現場條件的施工船舶，在施工船上設置導管、鋼桁架。在導管上方安裝混凝土接收料斗，用桁架固定導管上方，用鋼絲繩斜拉固定導管下方，保證導管垂直度。

3.2確定澆筑點間距

澆筑施工前應進行水下澆筑試驗，以確保在施工時能夠保證水下不分散混凝土的施工厚度。根據擴展范圍試驗，該工程水下混凝土澆筑1米厚時其擴展范圍為6米。為保證施工質量滿足設計要求，澆筑點間距取5米，梅花型布置。

3.3混凝土拌制

該工程水下不分散混凝土選擇P.O42.5的普通硅酸鹽水泥，絮凝劑采用混凝土不分散劑（NF-FA）。現場混凝土配合比結合現場實際情況進行試驗確定，以保證混凝土滿足工作性及設計強度等的要求。

3.4導管連接

導管采用鋼質導管，為了方便導管長度的調節，導管上部設置4節1m的短導管，便于施工中按照水深進行調節導管長度。施工中要考慮潮位變化，每澆筑一個澆筑點需根據潮位變化及時調整導管長度。

3.5測量定位

將所有澆筑點預先進行編號，計算出每一點位的坐標，以便施工時準確定位。

3.6混凝土澆筑

船舶定位后將混凝土泵入施工船的漏斗內，混凝土通過與漏斗連接的導管到達基槽頂面，澆筑時要控制好導管與澆筑面的距離，避免混凝土落差過大。當混凝土澆筑厚度達到設計要求時，施工船舶進行移位澆筑下一澆筑點。

3.7效果檢測

每個澆筑點施工完成后，及時安排人員檢驗該澆筑點混凝土的厚度，并通過混凝土澆筑量對混凝土澆筑厚度做進一步核算，確保澆筑厚度符合設計要求。

4 質量控制要點

4.1原材料

水泥、骨料、摻和料等的選擇應符合設計要求及規范規定;因施工現場地處海島，島上及周邊淡水資源緊缺，且該工程水下不分散混凝土為素混凝土，因此拌合用水選用海水;粗骨料的選擇粒徑不宜過大，如過大，水下澆筑混凝土容易離析，且容易堵塞泵管;絮凝劑的選擇應充分考慮項目的實際要求、施工條件和所使用的原材料的特性。根據施工方法和施工條件等通過試驗來確定絮凝劑摻量。

4.2配合比

水下不分散混凝土的配合比，除滿足設計強度要求外，還應滿足混凝土水下抗分散性、流動性、耐久性的要求。由于水下不分散混凝土的質量在很大程度上由混凝土的抗分散性及流動性所決定，在進行混凝土配合比設計時，應全面考慮到這些要求，結合現場實際多次試驗最終確定。

4.3高壓水沖洗

澆筑水下不分散混凝土前，為了清掉基槽表面積存的浮渣及淤泥，在澆筑水下不分散混凝土前要對基槽巖面用高壓水沖洗，確保巖面表面無浮渣及淤泥。沖洗后應潛水檢查沖洗效果，合格后方可澆筑混凝土。

4.4導管的水密性檢查

水下灌注混凝土所用導管必須具有良好的水密性，因此導管使用前要做好水密性試驗。試驗時觀察導管的漏水情況，如無漏水現象則導管的水密性滿足要求。

4.5導管下放及檢查

施工期間，為了防止雜物及水進入導管，在下放導管前對其底部用塞子進行封閉，混凝土澆筑時，借助混凝土澆筑的重力及沖擊力將塞子沖開。導管下放穩定以后，要進行檢查。重點檢查導管底距基槽底的距離以及導管的垂直度。

4.6混凝土攪拌

嚴格按照配合比配料，混凝土攪拌應均勻。原材料稱量應準確，允許偏差應符合要求。特別要控制好絮凝劑的摻量，嚴格控制混凝土的水膠比。每次混凝土澆筑都要做好坍落度試驗。做好原材料進場復驗，按規定留置混凝土試塊。

4.7首灌混凝土控制

首灌是水下混凝土灌注中重要的一步，直接關系到封底混凝土的施工質量。要事先通過計算得出首灌混凝土方量，然后通過泵管將足量的混凝土泵到料斗中，料斗閥門要迅速全開，使混凝土以較大的沖擊力灌入，以保證足夠的壓力把導管外套筒內的水完全壓出并中和水的壓力，使混凝土順利到達澆筑點。施工時要重點檢驗記錄導管總長度、導管底部距槽底高度、灌注時間、首灌混凝土量、灌注混凝土厚度等。

4.8灌注過程中控制

混凝土的澆筑應連續，不得有較長時間的停滯，應保證在混凝土初凝時間之內完成混凝土的灌注。隨著混凝土的自由落水深度增加，水下不分散混凝土的彈性模量、水陸強度比會有明顯的降低，所以一定要嚴格控制混凝土澆筑的落差。為了得到既定質量的混凝土，應對新拌混凝土的抗分散性、塌擴度值、硬化混凝土在水中成型試塊的抗壓強度、空氣中成型試塊的抗壓強度進行檢測。澆筑過程中還應對混凝土流動面的形狀、混凝土的擴展狀態及填充狀態進行檢查。

4.9檢查驗收

按照規范規定檢測單元及數量用測深水砣對水下不分散混凝土頂面標高檢測，進而得出厚度值。經檢測該工程水下不分散混凝土施工質量較好，各項指標滿足設計要求及規范規定。

5 結束語

綜上分析，水下不分散混凝土通過在混凝土中加入抗分散劑使混凝土具有較大的粘稠性，在水下澆筑施工時可以防止水泥漿的流失和骨料離析，從而使混凝土具有很好的水下使用性能。在港口工程特殊的水下施工環境中可發揮其優勢性，施工工藝相對簡單、施工質量保證性高，可降低工程成本，解決了港口海域水下環境中普通混凝土易離析、質量難以保障等的難題。

參考文獻：

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