蘇東華 廣西新港灣工程有限公司

普通混凝土在水中應(yīng)用時，強(qiáng)度低，抗分散性差。水下混凝土受到工程界的重視，隨著水下資源的開發(fā)，水下工程不斷增多，積極研制水下不分散混凝土成為新的發(fā)展方向。不分散就是水下澆筑混凝土?xí)r，骨料不離析，水泥漿不流失。水下不分散混凝土也就是水下不分散砼，是摻入抗分散劑后，混凝土具有水下不分散的性質(zhì)。與普通混凝土不同的是，水下不分散混凝土需要加入絮凝劑。上世紀(jì)七十年代，原西德錫伯公司在混凝土中加入醚類高分子，這種醚類高分子也是絮凝劑。八十年代，日本、美國開發(fā)出多種水下不分散混凝土絮凝劑。絮凝劑的表面活性作用，使粒子間的排斥勢能減少，增加吸引勢能，凝聚多相粗分散體系，改進(jìn)材料性能，抑制骨料和水泥分離，增加混凝土拌合物的粘稠性，提高混凝土的水下性能，水下澆筑時基本上不會影響水質(zhì)，是一種安全環(huán)保的混凝土。本次研究配制水下不分散混凝土，并進(jìn)行施工應(yīng)用。

1.工程概況

圖1 碼頭主要結(jié)構(gòu)圖

本工程位于羅安達(dá)市內(nèi)的海灣上，在第二石油工作基地的東側(cè)，屬于第二石油工作基地的擴(kuò)建工程。主體碼頭總長737.5m，工程結(jié)構(gòu)型式為重力式扶壁碼頭。碼頭下部結(jié)構(gòu)為87件高＊寬＊長（14.5＊8.43＊13.8m）扶壁，上部結(jié)構(gòu)為寬3m＊高1.6m的現(xiàn)澆胸墻。碼頭后方回填砂及頂上現(xiàn)澆30m寬，厚43cm的面板。碼頭主要結(jié)構(gòu)圖如圖1。

2.工程特點

羅安達(dá)港該地區(qū)主要受東南信風(fēng)影響，但在海岸附近改變風(fēng)向，沒有熱帶風(fēng)暴和狂風(fēng)。擬建港口不受海洋產(chǎn)生的波浪影響，施工環(huán)境良好。工程結(jié)構(gòu)型式為重力式扶壁碼頭，使用年限45年，碼頭后方以海砂做為回填料，重力式碼頭存在最主要的風(fēng)險就是防滲漏處理。為了保證碼頭的施工質(zhì)量，保證碼頭的使用壽命，碼頭后方回填料的防滲漏處理是非常關(guān)鍵的。碼頭扶壁安裝后，扶壁與扶壁之間存在一條通長的安裝縫，為了保證扶壁間安裝縫不漏砂，因此在扶壁安裝縫處設(shè)計雙重保險防滲漏處理。扶壁安裝完畢后先在安裝縫內(nèi)側(cè)面鋪設(shè)整條通長的400kg/m2土工布，等后方回填完畢后對安裝縫進(jìn)行灌筑水下不分散砼的施工工藝。

3.水下不分散砼的配制

3.1 試驗用原材料

水泥為中國龍口P.O 425R水泥，抗壓強(qiáng)度為56.5MPa。砂為中砂，碎石為5～25mm石灰?guī)r碎石，水為飲用水，外加劑為JY-N型高效減水劑及UWB-II型絮凝劑。

3.2 配合比

如表1。

3.3 水下不分散混凝土的配制流程

如圖2。

4.扶壁安裝縫水下不分散砼施工

4.1 施工結(jié)構(gòu)圖

如圖3。

4.2 施工流程

如圖4。

4.3 施工工藝

扶壁高14.5m，灌筑水下不分散砼深度為13m，1.5m為水位變動段，為保證水下不分散砼的施工質(zhì)量，避免過深而產(chǎn)生砼離析，水下不分散砼施工采用導(dǎo)管注入法。在扶壁后方回填砂回填到標(biāo)高以后，先對扶壁安裝縫內(nèi)的垃圾雜物進(jìn)行清理，利用空壓機(jī)的氣壓，從膠管直接伸入灌漿槽內(nèi)，由氣壓吹洗孔槽內(nèi)的垃圾雜物。清洗孔深達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，把550kg/m2土工布模袋沉放進(jìn)槽口內(nèi)，土工布袋沉放到設(shè)計標(biāo)高時，再把灌筑水下不分散砼導(dǎo)管沉放入土工布模袋內(nèi)。導(dǎo)管沉放到底標(biāo)高后由人工分漿進(jìn)導(dǎo)管，人工分漿到1.5米的砼量后分漿暫停，由吊機(jī)把導(dǎo)管提起1.5m高度后把1.5m導(dǎo)管拆掉再進(jìn)行灌漿施工，逐段拆管分漿直到灌漿到設(shè)計標(biāo)高。

表1 配合比

圖2 配制流程

圖3 施工結(jié)構(gòu)圖

圖4 施工流程

5.水下灌筑混凝土施工過程中應(yīng)注意的問題

（1）在開灌前，儲料斗內(nèi)要有足夠的儲存量，使導(dǎo)管底端能夠一次性埋入水下混凝土中，深度達(dá)到0.8m以上。

（2）灌筑過程中，需要保持混凝土滿管。注意緊密連接導(dǎo)管。如果混凝土不滿管，需要進(jìn)行澆注，動作要緩慢，避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓空氣囊，使導(dǎo)管堵塞。

（3）單孔混凝土完成水下灌筑，需要在四小時內(nèi)，注意上升速度不能低于3m/h。埋入混凝土面的導(dǎo)管底端，不宜大于6m，最佳位置是2～4m，也不能低于1m?；炷撩嫔仙龝r，注意將導(dǎo)管適時提升，或者拆卸。必須注意混凝土不在水中落下，不能將導(dǎo)管底端提出混凝土面。

（4）對混凝土級配科學(xué)調(diào)整，符合氣候條件，以及原材料實際情況。使其符合混凝土拌合物特性的要求。

（5）水下混凝土澆灌在泥漿中作業(yè)時，混凝土澆灌超深樁，需要到樁頂標(biāo)高以上1.0m。

6.解決措施

（1）本次項目工程中，混凝土總用量大約70m3，槽口有87個。混凝土試壓件留置30余組。進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試壓件，四周后試驗抗壓強(qiáng)度，要求符合C25標(biāo)準(zhǔn)。

（2）進(jìn)行外觀質(zhì)量分析，觀察分析抽取的水下混凝土芯樣，混凝土密實飽滿，樁身整體質(zhì)量較好，內(nèi)部沒有較大缺陷。

（3）加工水下混凝土芯樣，使其成為試件，高10cm，直徑10cm。試驗抗壓強(qiáng)度，相比槽口下部，槽口上部抗壓強(qiáng)度大約高7%。相比槽口下部，槽口中部大約高10%。

7.水下不分散砼的施工質(zhì)量控制要點

7.1 原材料

對于水下不分散砼即混凝土的原材料，要根據(jù)設(shè)計要求及規(guī)范規(guī)定，確定摻和料、水泥、骨料等等。施工現(xiàn)場地處海島，缺乏淡水資源，水下不分散混凝土為素混凝土，使用海水作為拌合用水。根據(jù)施工條件，項目的實際要求，原材料的特性，合理選擇絮凝劑。絮凝劑的摻量，依據(jù)施工條件、施工方法。為防止堵塞泵管，不應(yīng)選擇較大粒徑的粗骨料。如果粒徑過大，可能水下澆筑時出現(xiàn)離析。

7.2 配合比

科學(xué)設(shè)置混凝土配合比，綜合考慮滿足混凝土水下的耐久性、流動性、抗分散性，以及設(shè)計強(qiáng)度要求。混凝土的抗分散性，以及流動性，很大程度上決定著水下不分散混凝土的質(zhì)量。要全面考慮水下不分散混凝土的施工要求，設(shè)計混凝土配合比，滿足現(xiàn)場施工的需求。

7.3 高壓水沖洗

水下不分散混凝土在澆筑前，需要使用高壓水沖洗基槽巖面。將基槽表面積存的淤泥、浮渣清洗干凈。確保巖面表面無淤泥和浮渣。然后要潛水，對沖洗效果進(jìn)行檢查，確定合格后，才可以澆筑操作。

7.4 導(dǎo)管的水密性檢查

導(dǎo)管使用前，需要試驗水密性。水下灌注混凝土中使用的導(dǎo)管，需要保證水密性良好。觀察導(dǎo)管的漏水情況，滿足使用需求。

7.5 導(dǎo)管下放及檢查

在水下混凝土施工時期，下放導(dǎo)管前，封閉底部，避免雜物及水進(jìn)入導(dǎo)管?？梢允褂萌臃忾]。澆筑時，塞子在澆筑的沖擊力、重力的作用下，可以被沖開。穩(wěn)定導(dǎo)管下放后，檢查下放情況。重點檢查導(dǎo)管距離。

7.6 混凝土攪拌

嚴(yán)格按照配合比配料，準(zhǔn)確稱量原材料，均勻攪拌。偏差要符合要求范圍。注意嚴(yán)格控制水膠比，控制絮凝劑的摻量。每次澆筑混凝土，都要進(jìn)行坍落度試驗。進(jìn)場時，需要復(fù)驗原材料。

7.7 灌注混凝土控制

首灌與封底混凝土的施工質(zhì)量密切相關(guān)。因此，要提前對首灌混凝土方量進(jìn)行科學(xué)計算。在料斗中泵入足量的混凝土。保持較大的沖擊力，將混凝土灌入其中，促使導(dǎo)管外套筒內(nèi)的水完全壓出，順利到達(dá)澆筑點。注意對首灌混凝土量、灌注時間、導(dǎo)管底部距槽底高度等，都需要認(rèn)真檢驗和記錄。

8.結(jié)語

水下不分散砼的應(yīng)用對水下施工提供很大方便，水下很多施工對結(jié)構(gòu)存在著致命的影響。合理利用水下不分散砼為施工解決一些技術(shù)難題，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量。