碼頭基槽封底水下不分散混凝土施工技術分析

周雪磊

摘 要：隨著水運工程、水利工程等涉水項目的增多，傳統(tǒng)混凝土在水下施工存在遇水分離問題，所以無法滿足現(xiàn)代化工藝及工程工期與成本的需求。近年來水下不分散混凝土被應用于水運、水利等工程的水下澆筑。本文著眼于水下不分散混凝土在碼頭基礎施工中的技術，明確施工難點，確保沉箱碼頭基礎封底水下不分散混凝土的施工效率與質(zhì)量。

關鍵詞：基槽封底混凝土;施工技術;控制要點;碼頭基礎

中圖分類號：U655? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）08-0095-02

水下不分散混凝土自身具備可在水下施工、自流平整、自密實、澆筑過程中不用振搗等普通混凝土所不具備的優(yōu)勢，而且在施工的過程中不需要筑壩抽水等干法施工，這樣使得施工的工藝得到了簡化，在工程進度的保證與成本的控制方面也有很明顯的促進作用。但是，在水下不分散混凝土的施工過程中，也存在著施工時間把握、配合比是否與施工工藝匹配、水下地形對澆筑影響、深水施工難度等技術難題。解決好這些施工技術問題，才能確保水下部分散混凝土的施工質(zhì)量與進度，才能真正體現(xiàn)其在工程進度與成本控制上的優(yōu)勢。

1施工時間點的控制

水下不分散混凝土應在基槽巖石弱化前進行施工，并應在凝土初凝后、終凝前進行拋石施工，這樣才能使塊石與混凝土更好地結合在一起。如果在終凝后進行拋石，塊石可能會破壞封底混凝土，使封底混凝土不能達到封閉基槽底部巖石的要求，致使不能達到防止基槽底部的中風化泥巖弱化和崩解的目的。即使不會破壞已完成的混凝土，也不能與混凝土結合緊密。所以在施工前，應首先確定水下不分散混凝土的施工與基槽形成的間隔時間、水下不分散混凝土的初凝與終凝時間。

為了防止基槽底部長時間浸泡在水中，使得基礎的巖石弱化和崩解。應首先確定基槽開挖后與水下不分散混凝土施工的最長間隔時間。對此，基槽開挖的巖石也應進行暴露于海水條件下的弱化試驗，掌握巖石弱化程度與時間的關系，以確定水下混凝土最晚澆筑時間。對現(xiàn)場基槽開挖的巖石進行暴露于海水條件下的弱化試驗，應選擇與施工水域相同的水域和深度進行，定期進行觀察泥巖表面有無裂隙，巖體質(zhì)量是否完好，有無弱化、崩裂現(xiàn)象。

對于初凝與終凝時間，施工前應進行試驗，并定期觀察混凝土強度，結合《水下不分散混凝土施工技術規(guī)范》要求來確定初凝與終凝時間。初凝與終凝時間在施工前還可以應按照《水下不分散混凝土試驗規(guī)程》（DL/T5117-2000）中的貫入阻力法進行試驗來確定。

2施工前應對基槽進行檢查

碼頭基礎封底水下不分散混凝土施工前應對基槽頂面的浮泥、殘渣等進行清除。根據(jù)規(guī)范要求“當基槽底含水率小于150%或重度大于12.6kN/m3的回淤沉積物厚度大于0.3m時，應清淤。當有換填拋石并有夯實措施時，基槽底面回淤沉積物的厚度限值可適當放寬。碼頭基礎封底水下不分散混凝土應在靜水狀態(tài)或水流速度不大于3m/s的動水狀態(tài)下施工，并且盡量減小混凝土在水中的自由落差。碼頭基礎封底不控制平整度，但嚴禁出現(xiàn)沿巖面傾斜方向的坡面，在混凝土凝固前即應拋填塊石基床。”

3水下不分散混凝土配合比的確定

水下不分散混凝土的配合比，應該滿足設計的強度，達到水下抗分散、耐久、自流平的目的與要求。其與普通的混凝土相比較，水下不分散混凝土應具備更好的抗分散性及更好的流動性。控制好水下不分散混凝土的抗分散性與流動性，才可以達到水下不分散混凝土的施工效果與目的，所以要滿足這些因素的要求就應在進行混凝土的配合比設計時全面考慮。

應該注意的是，混凝土的抗分散性與流動性是一對存在互相矛盾的因素，在混凝土原材的選擇上應注意。流動性大的拌和物其顆粒之間的內(nèi)摩擦較小，也就是說粘聚性較差，從而混凝土容易泌水和離析。如果一味的采取措施增大混凝土流動性，就會減小其粘聚性;如果一味的采取措施增大混凝土的粘聚性，就會減小其流動性。所以在實際的配合比設計中，如何達到既要盡可能提高混凝土的粘聚性，又要保證混凝土的流動性的要求，是配合比設計需要解決的問題。因此絮凝劑的選擇與摻量的控制是關鍵。

另外，高效減水劑可以有效地減少混凝土塌落度的損失，也可以提高其流動性。因此減水劑的選擇與摻量的控制也是很關鍵的。這里應注意的是如果水下不分散混凝土使用液體減水劑，其減水劑的含水量，應作為單位用水量一部分對待。

4施工工藝難點

碼頭基礎封底水下不分散混凝土施工水域水深一般較大，混凝土澆筑不容易精確定位，澆筑厚度難控制。為保證混凝土澆筑的定位準確，可以采用導管法進行水下澆筑。 但是水上施工受到潮汐影響很大，鋼導管在漲潮時隨船上浮，增大了導管底口與基槽巖面的距離，由此增加了不分散混凝土在水中的自由落差;在落潮時，鋼導管底口逐漸接近基槽巖面，直至與巖面接觸，由于水流的作用使船擺動，使得鋼導管卡在巖面與船邊的抱管器上，不但使得施工無法順利進行，對船舶也存在安全隱患。但是如果采用了在管口底部增加軟管的方式，消除了導管底部與巖面的硬性接觸，又保證了在施工中不分散混凝土在水中的自由落差。 但是一個點位澆筑完成后，導管底部軟管內(nèi)充滿混凝土，使得導管重力加大，在移船至下一個澆筑點位時，會出現(xiàn)軟管脫落的現(xiàn)象。針對這一問題，可以在導管底部增加一個可活動的套管。

水下不分散混凝土施工中經(jīng)常出現(xiàn)混凝土凝固在泵管里使得泵管堵塞。其原因主要有兩點：一是有少部分粒徑較大的粗骨料（卵石）未經(jīng)篩選，直接下料進行了攪拌，攪拌后經(jīng)過泵機進入泵管后，又由于泵機功率不足，導致了堵管的現(xiàn)象。二是由于現(xiàn)場工作環(huán)境比實驗室溫度高，泵送距離較長，配合比過于強調(diào)絮凝效果，絮凝劑摻量過大，因而大幅度提高了混凝土拌和物的粘聚性，使得混凝土過早凝固在泵管中。對此對混凝土的原材料加強控制，篩選出粒徑較大的卵石。還應根據(jù)現(xiàn)場實際施工條件調(diào)試混凝土配合比，使混凝土的配合比在符合相關規(guī)范的要求，達到設計要求的性能指標，保證施工質(zhì)量的前提下，滿足實際現(xiàn)場施工作業(yè)要求。

5碼頭基槽標高的變化對施工的影響

在碼頭基礎施工的過程中，會出現(xiàn)基礎內(nèi)部存在高差的情況。這樣的情況會對后續(xù)的封底水下不分散混凝土施工帶來一定的影響。為了保證水下不分散混凝土的施工質(zhì)量與效果，可以采用塊石或袋裝碎石等方式在基槽標高變化處進行隔離。

對于基槽高差變化不大的情況，應先澆筑較深基槽的水下不分散混凝土。澆筑完成后，在其高差變化的邊緣處拋一條塊石墻或者袋裝碎石墻，然后澆筑較淺的基槽水下不分散混凝土，如圖1所示。

對于基槽高差變化較大的情況，應首先在較淺的基槽區(qū)域的邊緣處拋投一條塊石或袋裝碎石隔墻。然后在澆筑較淺基槽區(qū)域的水下不分散混凝土，最后澆筑基槽較深區(qū)域的水下不分散混凝土，如圖2所示。

6 質(zhì)量檢驗的要點

在水下不分散混凝土施工過程中如何控制的施工效果與質(zhì)量達到設計的要求，只靠在施工后檢測施工的標高是不全面的，應在施工過錯方中嚴格檢查每個澆筑點位的定位情況，檢查每次混凝土入管前的狀態(tài)。對于每個澆筑點位，澆筑前后應進行水深測量，采用施工方量與厚度的雙控，可以保證水下砼封底的質(zhì)量效果。

7結語

水下不分散混凝土的應用，在水運、水利等工程上逐漸體現(xiàn)了其獨有的優(yōu)勢，根據(jù)工程項目與施工現(xiàn)場的不同，水下不分散混凝土的施工方法與工藝多有不同。為了確保施工的質(zhì)量與效果，應進行嚴格的施工組織設計，采用符合現(xiàn)場實際情況的施工工藝，并且應加強施工管理以及采用規(guī)范合理的質(zhì)量檢測手段。

參考文獻：

[1]中華人民共和國交通運輸部. JTS167-2-2009 ，《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》[S].北京：人民交通出版社，2009.

[2]中國石油天然氣集團公司.Q/CNPC92-2003 ，《水下不分散混凝土施工技術規(guī)范》[S].北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[3]中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會.DL/T5117-2000， 《水下不分散混凝土試驗規(guī)程》[S].北京：中國電力出版社， 2001.

[4]中華人民共和國交通運輸部. JTS202-2001 ，《水運工程混凝土施工規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2001.

[5]中華人民共和國交通運輸部. JTJ270-98 ，《水運工程混凝土試驗規(guī)程》.北京：人民交通出版社，1998.

[6]中華人民共和國交通運輸部. JTS257-2008 ，《水運工程質(zhì)量檢驗標準》.北京：人民交通出版社，2008.

[7]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 18173-2002 ，《高分子防水材料》[S]. 北京：中國標準出版社，2002.