码头基槽封底水下不分散混凝土施工技术分析

    周雪磊

    

    

    摘 要：随着水运工程、水利工程等涉水项目的增多，传统混凝土在水下施工存在遇水分离问题，所以无法满足现代化工艺及工程工期与成本的需求。近年来水下不分散混凝土被应用于水运、水利等工程的水下浇筑。本文着眼于水下不分散混凝土在码头基础施工中的技术，明确施工难点，确保沉箱码头基础封底水下不分散混凝土的施工效率与质量。

    关键词：基槽封底混凝土;施工技术;控制要点;码头基础

    中图分类号：U655? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? 文章编号：1006—7973（2019）08-0095-02

    水下不分散混凝土自身具备可在水下施工、自流平整、自密实、浇筑过程中不用振捣等普通混凝土所不具备的优势，而且在施工的过程中不需要筑坝抽水等干法施工，这样使得施工的工艺得到了简化，在工程进度的保证与成本的控制方面也有很明显的促进作用。但是，在水下不分散混凝土的施工过程中，也存在着施工时间把握、配合比是否与施工工艺匹配、水下地形对浇筑影响、深水施工难度等技术难题。解决好这些施工技术问题，才能确保水下部分散混凝土的施工质量与进度，才能真正体现其在工程进度与成本控制上的优势。

    1施工时间点的控制

    水下不分散混凝土应在基槽岩石弱化前进行施工，并应在凝土初凝后、终凝前进行抛石施工，这样才能使块石与混凝土更好地结合在一起。如果在终凝后进行抛石，块石可能会破坏封底混凝土，使封底混凝土不能达到封闭基槽底部岩石的要求，致使不能达到防止基槽底部的中风化泥岩弱化和崩解的目的。即使不会破坏已完成的混凝土，也不能与混凝土结合紧密。所以在施工前，应首先确定水下不分散混凝土的施工与基槽形成的间隔时间、水下不分散混凝土的初凝与终凝时间。

    为了防止基槽底部长时间浸泡在水中，使得基础的岩石弱化和崩解。应首先确定基槽开挖后与水下不分散混凝土施工的最长间隔时间。对此，基槽开挖的岩石也应进行暴露于海水条件下的弱化试验，掌握岩石弱化程度与时间的关系，以确定水下混凝土最晚浇筑时间。对现场基槽开挖的岩石进行暴露于海水条件下的弱化试验，应选择与施工水域相同的水域和深度进行，定期进行观察泥岩表面有无裂隙，岩体质量是否完好，有无弱化、崩裂现象。

    对于初凝与终凝时间，施工前应进行试验，并定期观察混凝土强度，结合《水下不分散混凝土施工技术规范》要求来确定初凝与终凝时间。初凝与终凝时间在施工前还可以应按照《水下不分散混凝土试验规程》（DL/T5117-2000）中的贯入阻力法进行试验来确定。

    2施工前应对基槽进行检查

    码头基础封底水下不分散混凝土施工前应对基槽顶面的浮泥、残渣等进行清除。根据规范要求“当基槽底含水率小于150%或重度大于12.6kN/m3的回淤沉积物厚度大于0.3m时，应清淤。当有换填抛石并有夯实措施时，基槽底面回淤沉积物的厚度限值可适当放宽。码头基础封底水下不分散混凝土应在静水状态或水流速度不大于3m/s的动水状态下施工，并且尽量减小混凝土在水中的自由落差。码头基础封底不控制平整度，但严禁出现沿岩面倾斜方向的坡面，在混凝土凝固前即应抛填块石基床。”

    3水下不分散混凝土配合比的确定

    水下不分散混凝土的配合比，应该满足设计的强度，达到水下抗分散、耐久、自流平的目的与要求。其与普通的混凝土相比较，水下不分散混凝土应具备更好的抗分散性及更好的流动性。控制好水下不分散混凝土的抗分散性与流动性，才可以达到水下不分散混凝土的施工效果与目的，所以要满足这些因素的要求就应在进行混凝土的配合比设计时全面考虑。

    应该注意的是，混凝土的抗分散性与流动性是一对存在互相矛盾的因素，在混凝土原材的选择上应注意。流动性大的拌和物其颗粒之间的内摩擦较小，也就是说粘聚性较差，从而混凝土容易泌水和离析。如果一味的采取措施增大混凝土流动性，就会减小其粘聚性;如果一味的采取措施增大混凝土的粘聚性，就会减小其流动性。所以在实际的配合比设计中，如何达到既要尽可能提高混凝土的粘聚性，又要保证混凝土的流动性的要求，是配合比設计需要解决的问题。因此絮凝剂的选择与掺量的控制是关键。

    另外，高效减水剂可以有效地减少混凝土塌落度的损失，也可以提高其流动性。因此减水剂的选择与掺量的控制也是很关键的。这里应注意的是如果水下不分散混凝土使用液体减水剂，其减水剂的含水量，应作为单位用水量一部分对待。

    4施工工艺难点

    码头基础封底水下不分散混凝土施工水域水深一般较大，混凝土浇筑不容易精确定位，浇筑厚度难控制。为保证混凝土浇筑的定位准确，可以采用导管法进行水下浇筑。 但是水上施工受到潮汐影响很大，钢导管在涨潮时随船上浮，增大了导管底口与基槽岩面的距离，由此增加了不分散混凝土在水中的自由落差;在落潮时，钢导管底口逐渐接近基槽岩面，直至与岩面接触，由于水流的作用使船摆动，使得钢导管卡在岩面与船边的抱管器上，不但使得施工无法顺利进行，对船舶也存在安全隐患。但是如果采用了在管口底部增加软管的方式，消除了导管底部与岩面的硬性接触，又保证了在施工中不分散混凝土在水中的自由落差。 但是一个点位浇筑完成后，导管底部软管内充满混凝土，使得导管重力加大，在移船至下一个浇筑点位时，会出现软管脱落的现象。针对这一问题，可以在导管底部增加一个可活动的套管。

    水下不分散混凝土施工中经常出现混凝土凝固在泵管里使得泵管堵塞。其原因主要有两点：一是有少部分粒径较大的粗骨料（卵石）未经筛选，直接下料进行了搅拌，搅拌后经过泵机进入泵管后，又由于泵机功率不足，导致了堵管的现象。二是由于现场工作环境比实验室温度高，泵送距离较长，配合比过于强调絮凝效果，絮凝剂掺量过大，因而大幅度提高了混凝土拌和物的粘聚性，使得混凝土过早凝固在泵管中。对此对混凝土的原材料加强控制，筛选出粒径较大的卵石。还应根据现场实际施工条件调试混凝土配合比，使混凝土的配合比在符合相关规范的要求，达到设计要求的性能指标，保证施工质量的前提下，满足实际现场施工作业要求。

    5码头基槽标高的变化对施工的影响

    在码头基础施工的过程中，会出现基础内部存在高差的情况。这样的情况会对后续的封底水下不分散混凝土施工带来一定的影响。为了保证水下不分散混凝土的施工质量与效果，可以采用块石或袋装碎石等方式在基槽标高变化处进行隔离。

    对于基槽高差变化不大的情况，应先浇筑较深基槽的水下不分散混凝土。浇筑完成后，在其高差变化的边缘处抛一条块石墙或者袋装碎石墙，然后浇筑较浅的基槽水下不分散混凝土，如图1所示。

    对于基槽高差变化较大的情况，应首先在较浅的基槽区域的边缘处抛投一条块石或袋装碎石隔墙。然后在浇筑较浅基槽区域的水下不分散混凝土，最后浇筑基槽较深区域的水下不分散混凝土，如图2所示。

    6 质量检验的要点

    在水下不分散混凝土施工过程中如何控制的施工效果与质量达到设计的要求，只靠在施工后检测施工的标高是不全面的，应在施工过错方中严格检查每个浇筑点位的定位情况，检查每次混凝土入管前的状态。对于每个浇筑点位，浇筑前后应进行水深测量，采用施工方量与厚度的双控，可以保证水下砼封底的质量效果。

    7结语

    水下不分散混凝土的应用，在水运、水利等工程上逐渐体现了其独有的优势，根据工程项目与施工现场的不同，水下不分散混凝土的施工方法与工艺多有不同。为了确保施工的质量与效果，应进行严格的施工组织设计，采用符合现场实际情况的施工工艺，并且应加强施工管理以及采用规范合理的质量检测手段。

    参考文献：

    [1]中华人民共和国交通运输部. JTS167-2-2009 ，《重力式码头设计与施工规范》[S].北京：人民交通出版社，2009.

    [2]中国石油天然气集团公司.Q/CNPC92-2003 ，《水下不分散混凝土施工技术规范》[S].北京：石油工业出版社，2003.

    [3]中華人民共和国国家经济贸易委员会.DL/T5117-2000， 《水下不分散混凝土试验规程》[S].北京：中国电力出版社， 2001.

    [4]中华人民共和国交通运输部. JTS202-2001 ，《水运工程混凝土施工规范[S].北京：人民交通出版社，2001.

    [5]中华人民共和国交通运输部. JTJ270-98 ，《水运工程混凝土试验规程》.北京：人民交通出版社，1998.

    [6]中华人民共和国交通运输部. JTS257-2008 ，《水运工程质量检验标准》.北京：人民交通出版社，2008.

    [7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 18173-2002 ，《高分子防水材料》[S]. 北京：中国标准出版社，2002.