水下混凝土施工技术研究.doc

中国农业大学现代远程教育
毕业论文（设计）
论文题目：水下混凝土施工技术研究

学生张弘毅
指导教师扬程
专业土木工程
（工程施工方向）
层次专升本
批次201602
学号W110401142006
学习中心北京市农林科学院
工作单位夏都水利

2016年06月18日
摘要:
对水下混凝土(带水作业)常用的几种施工方法作了分析和比较,建议在
整体考虑水下混凝土的材料特点和施工方法的基础上,可将水下不分散
混凝土的材料改性和施工时的机械隔水措施结合采用。
关键词:工程施工水下混凝土灌筑施工方法絮凝剂
1前言
水下混凝土(带水作业)在传统上是指水下灌注混凝土,但随着科学技术的发
展,现在似乎还应包括水下不分散混凝土[1-2]。前者是主要依靠施工时密封性良
好的机具隔水措施,后者则通过专门的外加剂使混凝土拌合物自身性质得以改善
来抵抗水的冲刷,在流动水的环境下更显示出其技术优势。采用这二类方法形成
水中混凝土及钢筋混凝土结构可以省去为造成干地施工条件所必须的围堰、基础
防渗及基坑排水工程。在某些无法围堰的情况下水下混凝土甚至是形成水中混凝
土建筑物的唯一方法。因此其施工的关键是解决如何防止在灌注过程中和灌注以
后使未凝结的混凝土免受环境水的强烈影响这二方面的问题。也就是说,水下混
凝土应该在尽量与环境水隔离的条件下灌注,除非在添加了混凝土絮凝剂(抗分
离剂)后,才允许短距离地在水中直接倾倒混凝土拌合物[2]。以下就常用的各种
水下混凝土施工技术及新型水下不分散混凝土外加剂材料作一论述。
2、水下混凝土施工技术
2.1装袋叠置法
将坍落度主5070mm的混凝土拌和物灌入透水纤维织袋中并摆放到水下所
需位置。袋的装料量宜为袋容积的2/3。这些麻袋在水下的摆放犹如砌砖一样交
错叠置也可用短钢筋等插接加固这是一种老式的、传统的造价高的方法而
形成的结构却并非十分坚固。该法仅在水的排水口周围及在非冲蚀条件下应用
或在对整体性要求较低的水下紧急抢险、堵漏等临时性工程中应用也可以在水
下立模困难的地方用作水下模板。
2.2开底吊桶法
开底吊桶法原理是尽量保持混凝土拌和物与环境水的接触始终为同一表面。
吊桶中的混凝土顶部用帆布或防水油布覆盖底部则沿水下地面打开以便使混凝土在不受扰动的情况下灌注。该法只适用于小量的、零星的水下灌注混凝土工程。同时要求混凝土保持较高的坍落度如150mm左右是必须的。与该法原理类似的还有在水运和水电混凝土工程中常采用的两种方法即所谓夯击法和振捣法二者都是采取由岸边向水中逐渐推进的顺序浇筑方法因此又称为端进法。每批续浇的混凝土可用手推车、自卸车及溜槽等机具均应倾注在已浇出水面的混凝土顶面之上然后分别在内侧利用夯击或振捣等机械方法使混凝土外侧向水区逐渐扩展。
2.3垂直导管法
垂直导管法是通过密封性良好的金属导管来进行高坍落度的水下灌注混凝
土施工,初灌注时导管中的混凝土前面须放置1个软球,水下混凝土靠自身流动
性将软球顶出后向四周摊开。因此就在导管的下脚端形成了自流平混凝土,需要
注意的是:导管的下脚(即混凝土出口)应始终保持埋在新灌注的混凝土表面以下,文献[5]详细介绍了导管法工艺的细节。该法通常需要在混凝土配合比中提高约
25%的单方水泥用量,即采用富水泥配合比的办法以允许其水下冲刷一部分(可能
带来水域污染)。在灌注完毕的混凝土上表面通常将会出现一些外漏的骨料及
1030cm厚的劣质混凝土,需要在施工完毕后除去。导管间距应在实用范围内
采取最小,即混凝土的坍落度一般控制在180250mm较为合适。垂直导管法的
优点是设备简单、灌注速度快、整体性好,不受水深和仓面大小的限制。另外,
在该法基础上还发展了其它的技术改进方法,如柔性管法(含单层柔性管法及双
层竖管法二种)和液压阀法等,其主要特点是柔性管在水压的作用下能自动闭合,
从而方便导管的提升、并可避免当管内中空时造成的导管内返水事故。
2.4泵压法
泵压法利用混凝土输送泵作为主要施工机具将拌和好的混凝土的输送及浇
灌一次完成。可以灌注出工作度良好及强度相当高的混凝土。然而泵管的混凝
土出口端需要埋入混凝土中恰好的深度一般为30~40cm最深不超过1m如
果过浅即可能发生水向管内倒流若过深则管内压力增大潜伏着危险。而
且并非所有的泵都能在该条件下操作而不出现堵管。泵管需要始终保持混凝土的
流注状态否则泵压的作用将会引起混凝土在其周围的流动失控。该法原理与垂
直导管法相似但使得导管的作用面积扩大同时减少了导管的提升次数且能够保持终灌阶段亦有足够的超压力当需扩大水下灌注混凝土的扩散面积时还榀用柔性软管与金属泵管的出口端相连而由潜水员在水下移动浇筑位置。泵压
法需要专门的输送设备要求有较大的灌注强度的搅拌能力且一般不宜用于水深超过15m的情况。
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