水下密实混凝土的施工方法

水下密实混凝土的施工方法

杨传礼刘兆胤

徐州市水利工程建设监理中心江苏徐州221000

摘要：水下密实混凝土的施工方法，包括：对要施工的水下工程进行采用泥浆护壁、成孔、清孔；在要浇筑混凝土的部位沉入导管；通过导管进行混凝土浇筑，浇筑过程中注意使混凝土浇筑速度和导管的提升速度相匹配，保证导管不脱离混凝土面。其特征在于，当剩余最后一节导管时，将振动棒或振动器从导管中插入混凝土中至桩中部或桩底部，然后对混凝土进行均匀竖直振捣。该施工方法使水下混凝土的施工质量能够得到更好的保证。

关键词：水下密实混凝土；施工方法

背景技术

多年来地下连续墙，冲、钻孔桩等水下混凝土的密实，一是靠混凝土自挤压进行密实，二是靠混凝土导管上下升降数次进行密实。

在使用的混凝土标号较低，超声波，小应变等检测手段不很先进的情况下往往通过混凝土抽芯的一孔之见来确认水下混凝土的密实度，这种检测方法的准确性不够可靠。

如今混凝土标号越用越高，而检测手段也在进步。通过检测，即使做得好的施工队，水下混凝土问题率也在10～30％之间，仍然不够理想。

技术方案

混凝土施工提供这种水下密实混凝土的施工方法，以提高水下混凝土的施工质量。

图1是使用单根振动棒从导管插入对水下混凝土进行振捣的示意图。

图2是多个振动器振捣大截面水下混凝土的平面布置示意图。

本方案是：对要施工的水下工程进行采用泥浆护壁、成孔、清孔；在要浇筑混凝土的部位沉入导管；通过所述导管进行混凝土浇筑，浇筑过程中注意使混凝土浇筑速度和所述导管的提升速度相匹配，保证所述导管不脱离混凝土面；当剩余最后一节所述导管时，将振动棒或振动器从所述导管中插入混凝土中至桩中部或桩底部，然后对混凝土进行均匀竖直振捣。

作为本方案水下密实混凝土的施工方法的进一步改进，当工程截面较大时采用多个所述振动棒或振动器同时进行振捣。

作为方案水下密实混凝土的施工方法的进一步改进，当浇筑混凝土深度小于或等于12米时采用振动棒。

水下密实混凝土的施工方法包括以下特征步骤：当剩余最后一节所述导管时，将振动棒或振动器从所述导管中插入混凝土中至桩中部或桩底部，然后对混凝土进行均匀竖直振捣。通过该特征步骤，可使水下混凝土的使用标号得到提高，适度减少水下混凝土顶面地混凝土浮浆量和高度，使水下混凝土的施工质量变得可靠。

具体实施方式

水下密实混凝土的施工方法，其理论依据在于：当在水下浇筑混凝土时，混凝土从导管顶的料斗中一泻而下，挤排导管中的泥浆，混凝土到导管出口后迅速挤排导管四周泥浆并从导管四周附近返混凝土上来包围封填住导管口，这就使部分导管附近的泥浆可能被迅速返上的混凝土封堵在导管旁。在混凝土的继续浇筑过程中，导管上下往复，既可能带出部分泥浆，也可能带入部分泥浆。浇筑时有振动荷载，会振下上部不稳定的土层。由于土层比重大于泥浆，且从上部冲掉下来有一定的动能也有可能冲入混凝土层中，形成夹层这就是所谓的缩径或断桩。

如果没有以上的不利情况，对水下混凝土进行振捣是非常有利。如果有以上的某种情况，振捣的作用可能有以下几种可能：

1、无问题部分混凝土会更密实。

2、含泥浆部分的混凝土因为振动源由下往上振，泥浆会被混凝土中的砂浆挤出，沿振动源的振动通道从下向上飘浮至水下混凝土顶面。

3、有土夹层的水下混凝土，其中土层部分会软化，振动时这种软化会加快。振动使混凝土中的石子挤入软化部分，减少土夹层，改变这部分的构成，提高土夹层的承压能力，减小土夹层的压缩变形量。但由此挤排出的软泥或泥浆对振动源上部的混凝土有一定的污染，对其上部总的承载力有少量负面影响。但是因为混凝土的承载力不是最大处决定，而是最弱处决定。提高了最弱处的承载力也就是搞高了混凝土的承载力，因而振动对解决有问题的水下混凝土也可以说是非常有效的。

根据确定的水下混凝土的深度范围和重点部位，选择相匹配的振动源和振动传递方式，把振动源通过水下混凝土导管安全下降至确定振动位置。从下往上边振动边提升(速度视情况定)，直到水下混凝土顶部振好为止。

本方案与现有水下混凝土自密实技术相比多了一层安全保证。可使水下混凝土的使用标号得到提高，适度减少水下混凝土顶面的混凝土浮浆量和高度，使水下混凝土的施工质量变得可靠。

结合附图作进一步详细的描述。

确定需振捣的水下混凝土的深度范围和重点部位，选择相匹配的振动源和振动传递方式。对冲、钻孔混凝土而言，只要是在混凝土浇筑时严格按操作规程，由于上部混凝土受力最大而密实度偏小，如用于房建，用10～12米长的振动棒3基本上就够了，而用于桥梁的就应慎重了。

如果要求振捣的深度超过12米，就要用连有动力电缆和导绳5的振动器4潜入混凝土中进行振捣。

如果需振捣的范围太大，一个振动器4不够的话就应当相应增加振动器4。布置原则上只竖向上下振动，不在水平上移动。

对不同种类的水下混凝土工程其要求重点是不同的。如地下连续墙中的新墙与老墙接缝处尤为关键，缝处理不好就会渗漏，因而密实的重点在接缝的混凝土振捣。而桩混凝土主要是密实度和承载力问题，其重点部位应当是从不稳定土层下部附近起以上的混凝土部分。

在进行桩1的施工时，首先使用冲、钻机在水下成形桩孔，成孔、清孔后沉入钢筋笼并沉入导管2；通过导管2进行混凝土浇筑，浇筑过程中注意使混凝土浇筑速度和导管2的提升速度相匹配，保证导管2不脱离混凝土面；当剩余最后一节导管2时，将振动棒3或振动器4从导管2中插入混凝土中直至桩1底部(如果需要可以插入桩1的中间任何部位)，然后对混凝土进行均匀竖直振捣。多个振动器4水平振捣时方位上应先边后中，竖向应边前中后(也就是边高中低)。振捣时原则上只竖向提升，不宜水平移动，这有利于砂浆、泥浆正常通过竖向振动通道上浮，减少浮泥浮浆的负面影响。

在施工过程中还要注意以下安全问题：

首先在制作水下钢筋笼时就要布设好振动器4上下运行时的安全通道，并标注好。

其次振动器4入水下混凝土中原则上只能在混凝土已浇完撤卸的导管2还没有拨出水下混凝土中，振动器4从导管2中插入。如果需要边开振动边沉入混凝土中并达到设定的振捣位，如果一个振动器4不够，需从同一导管2插入时注意控制好其先后秩序，水平布置位、动力源与振动器的分离和振动器的安全等要素。下好振动器4后拨出导管2，水平定位好振动器4的位置。

注意用电安全和操作手操作安全。