水下混凝土施工技術在港航工程建設中的應用

范霞 湖南省中源航務工程有限責任公司

水下混凝土是基于傳統材料經過技術改進后而衍生出的全新形式，泌水性與流動性表現較好，并且具備較為顯著的抗色散能力。此類混凝土在制備階段摻入絮凝添加劑，有助于改善稠度，可避免離析現象，成為港航工程中的重要施工材料。

1.工程概況

某港航工程項目岸線長380m，根據現場環境特點選擇重力式沉箱結構，由此在港區的西側組織碼頭建設工作。該碼頭預期年吞吐量約600萬噸，發展目標是創建具有地區經濟帶動性作用的掘入式新港區。

2.水下混凝土施工工藝

2.1 鋼筋施工

鋼筋架構的優勢在于施工便捷，考慮混凝土分層特點，共安排3次綁扎作業。對于鋼筋的加工，需注重對加工場地的選擇，其大小尤為關鍵，并合理配置底模。以施工圖紙為主要依據，合理組織鋼筋施工作業，保證綁扎位置的合理性。部分鋼筋存在焊接需求，此時要注重對鋼筋接口的設置方式，需遵循錯開對接的原則。完成鋼筋綁扎且無誤后，有必要設1個混凝土墊塊，以達到增強鋼筋架構強度的效果。

（1）在成孔過程中，鋼筋籠同時制作，因本橋樁基深1OOm，鋼筋籠長60m，主筋采用由φ28mm螺紋鋼，為保證鋼筋籠的質量及整體剛度，主筋采用對焊，為了節省連接時間，每節鋼筋籠之間采用鋼套管連接，箍筋采用電焊連接。鋼筋籠分節制作，每節長度為9m，以防止在吊裝過程中變形。

（2）鋼筋籠的加工采用卡板成型法分段制作，10～20mm厚的鋼板制成兩塊弧形卡板，其孤面直徑為鋼筋籠主筋中心直徑。每隔2m左右預置一塊卡板，按主筋位置在卡板上做出支托主筋的半圓形槽。

2.2 底模板施工

胸墻的澆筑作業配套的是吊模設備，在其支持下創建完整的底模體系。選擇合適的底模吊梁設置方式至關重要，此處為雙拼對稱式設計形式，配備2根M25拉桿器材，利用該裝置有效承載混凝土荷載，裝配頂絲以便實現有效的反壓吊梁作業，保證各階段吊梁受力都具有合理性，以免產生局部受力過度集中的現象。裝配間距設為1m，底模支撐要具有穩定性，因此選擇的是大骨架結構。面板的設置以δ=5mm的鋼板為原材料，按照圖紙制作而得。底模骨架或各鋼板設置過程中，需借助焊接手段連接，以便形成完整且穩定的整體結構。完成側模的裝配后，易出現底模翻覆現象，針對此問題，可行的解決途徑是加深底模的嵌入深度，即該構件進入臺體底層的部分需達到10cm。在做好各底模配設工作后，全面檢查施工情況，若無誤，則綁扎鋼筋。

2.3 水下混凝土澆筑

根據現場作業條件選擇水下混凝土澆筑方法，本工程選用的是導管法，保證供料充足，澆筑全程要具有連續性，期間加強對混凝土的防護，以免與水接觸后出現質量不達標的情況。施工平臺搭建在模板頂，并于該處設置水下砼灌注架，正式施工時選擇φ25cm的鋼管，各階段長度控制在2～2.5m，組成完整的導管并用于澆筑施工。考慮到不同區段對導管長度需求的差異化特點，配備適量長度為0.3m、0.5m的短節，以便根據實際需求靈活連接。伴隨施工作業的持續推進，當進入到第3次混凝土澆筑時，考慮到各段交接處易發生質量問題（如開裂）的情況，需定位混凝土頂層下方的200mm范圍，在該處布設適量抗裂筋，具體可采取植筋的方式，保證其與混凝土結構形成極為穩定的連接關系。并且，首次與二次兩部分的施工結構也要得到有效的處理，具體方式是在交界處設鋼筋網片。對于第3次澆筑作業，應配置適量圓臺螺母器件，作用在于高效完成裝配作業。關于圓臺螺母的具體情況，見圖1。

圖1 圓臺螺母示意圖

3.高溫環境中的砼施工質量控制措施

3.1 砼拌制和運輸

（1）混凝土拌和過程中要注重對原材料的控制，要保證有足量的粉煤灰，并使用適量減水劑，作用在于減少水泥用量，此外還可適當加大骨料的粒徑。

（2）考慮到混凝土運輸距離遠的特點，在長時間的運輸過程中易發生混凝土凝固現象，對此需摻入適量緩凝劑，但要確保用量的合理性。以不影響混凝土質量為前提，摻入適量的外加劑，盡可能優化混凝土的性能。

（3）對于夏季施工階段，期間溫度相對較高，在拌和過程中可適當使用冷水，以免高溫對拌和物料性能造成不良影響。對于混凝土運輸，要盡可能縮短運輸距離，考慮延時拌和的相關需求，以便運輸全程混凝土狀態不發生變化，使其依然處于拌和階段。

3.2 砼澆筑和修整及溫控措施

（1）澆筑時加強溫度檢測，視實際情況采取溫度控制措施，保證溫度在容許范圍內，若存在較大的溫度偏差則容易產生裂縫。

（2）創建溫度控制體系，根據檢測所得的溫度結果采取調控措施，維持溫度的合理性。加強對骨料的保護，防曬措施至關重要，不可出現烈日直篩混合料的情況，否則會出現質量問題。

（3）胸墻施工中，其工程量相對較大，為保證施工質量，必須在前期形成澆筑計劃，用于指導實際澆筑作業，使各環節有條不紊地開展。根據實際情況在合適位置設UEA混凝土膨脹帶，并加強養護，正常情況下養護時間不可少于15d，必要時可延長時間。

3.3 砼的養護

（1）做好修整工作，滿足要求后進入到養護環節，期間混凝土應保持相對濕潤的狀態，若較為干燥則要加大灑水頻率，以免混凝土干縮而產生裂縫。

（2）對于胸墻施工，較為適宜的是養護劑養護的方式，現階段的可選類型較多，以白色養護劑為宜，其優勢在于形成的薄膜具有反射光照的能力，從而減少混凝土吸收的熱量，以免發生快速升溫現象。

（3）若出現養護劑應用效果欠佳的情況，還需輔以麻袋包裹的方式，目的在于使混凝土表層始終維持濕潤狀態。

（4）做好養護作業后，經檢測若各項指標都滿足要求，即可拆模。為避免混凝土質量問題，需在表層設覆蓋層，以免混凝土遭到陽光等因素的影響，發揮出覆蓋層的優勢，保證混凝土具有足夠的濕度。

4.結束語

本次研究以港航工程為背景，圍繞現階段較主流的水下混凝土施工技術展開探討，提出鋼筋的加工，混凝土的生產、澆筑及養護等各階段的技術要點。工程實踐表明，本文所提的技術具有可行性，能夠有效保證混凝土工程的施工質量，可作為類似工程的參考，也值得相關技術人員在此方面深入探討，實現技術創新。