水下浇筑混凝土施工综述

水下浇筑混凝土综述

水下浇筑混凝土系指在地面上进行搅拌，直接灌注于水下结构部位，并就地成型硬化的混凝土，简称水下混凝土。这是一种用普通的混凝土材料、特殊施工工艺的施工方法，可以省去因造成干地施工条件所必须进行的一系列工作，如基坑排水，基坑防渗和施工围堰等，在某些情况下，水下混凝土甚至可能是采用的唯一方法。

水下浇筑混凝土的施工，是一种在水中看不见的施工工艺，要确保其施工质量，水下浇筑混凝土拌合物必须具备较好的和易性，较小的泌水性，良好的流动性保持能力和较大的湿堆密度。

仅从施工条件来看，水下浇筑混凝土要比陆上干地浇筑混凝土困难的多，有些工作要克服水环境带来的水压，流速，黑暗，缺氧，涌浪等一系列困难。因此，水下浇筑混凝土常存在以下问题：➢当混凝土拌合物穿过水层而在水中移动时，很容易产生离析现象，使混凝土根本不能粘结成一个整体。

➢由于混凝土是在水下进行施工，属于隐蔽性的施工工艺，无论施工前还是施工后均不可能对混凝土的填充程度进行直接

观察，在控制混凝土质量方面，常有很多不稳定和不可预见

的因素。

➢如果水下结构为钢筋混凝土结构，钢筋于混凝土之间的粘结力显著降低。

因此，水下浇筑混凝土的关键是解决如何防止未凝结的混凝土中

的水泥颗粒被水带走，水泥和骨料不产生分离的问题。

未正确浇筑水下混凝土，在施工过程中应注意一下事项：

➢在混凝土拌合物到达浇筑地点以前，避免其与环境水的接触，在进入浇筑地点以后，也要尽量减少与水的接触；尽可能是

与水接触的混凝土始终为同一部分。

➢水下混凝土的浇筑应当连续进行，一直浇筑到混凝土结构所需高度或高出水面为止，以减少环境水对混凝土的不利影响，

也减少凝固后清除强度不符合要求的混凝土的数量。

➢对于已浇筑的混凝土不宜搅动，使其在较好的环境中凝固和硬化。

水下浇筑混凝土的浇筑方法有开底容器法，倾注法，装袋迭置法，柔性管法，导管法和泵压法。

开底容器法只适用于小量的，零量的水下混凝土工程的施工，施工技术和施工设备也比简单。

倾注法类似于干地的斜面分层浇筑法，施工技术比较简单，但是只能用于水深不超过2m的浅水区使用。

装袋迭置法虽然施工比较简单，但是袋与袋之间的接缝整体性较差，一般只用于对整体要求不高的水下抢先，堵漏和防冲工程，或在水下立模困难的地方用作水下模板。

导管法施工时通过不透水的金属导管来浇筑水下混凝土，具有设备简单、整体性好、浇筑速度快、不受水深和仓面大小限制等优点。导管法浇筑设备见图1。

图1 导管法浇筑设

1—储料斗 2—承料斗 3—导管 4—提升机具

用导管法施工，进入导管内的

第一批混凝土拌合物能否在隔水

条件下顺利到达仓底，并使导管底

部埋入混凝土内一定深度，是能否

顺利浇筑水下混凝土的重要环节。

为此，就必须采用悬挂在导管上部

的顶门或吊塞来隔绝环境水。顶门

用木板或钢板制作，吊塞可以用各

种材料制成球（柱）形。在正式浇

筑前，用吊绳把滑塞悬挂在承料漏斗下面的导管内，随着混凝土的浇筑面一起下滑，至接近管底时将吊绳剪断，在混凝土自重推动下滑塞下路，混凝土冲到管口并将导管底部埋入混凝土内。

未保证导管底部埋入混凝土内，在开始浇筑阶段，首批混凝土

推动滑塞冲出导管后，在管脚处堆高不宜小于0.50m ，以便导管口埋入在混凝土的深度不小于0.30m 。首批混凝土宜采用坍落度较小的混凝土拌合物，使其流入仓内的混凝土坡率约为0.25。因此，对于水平基础面的首批混凝土量应不少于2.10m 3。如利用天然或人工凹坑设置导管，首批混凝土量可以少于2.10 m 3。

导管的作用半径R t ，混凝土拌合物水下扩散平均坡率为i ，混凝

土的上升高度则为iR t 。同时在流动性保持指标t h 时间内，仓面上升高度为t h I ，两者应当相等，即：

图2 导管作用半径

iR t=t h I

Rt=t h/I

I为水下混凝土面上升的速度，

m/h。在浇筑阶段，一般要求水下混

凝土面坡率小于1/5，如果以平均坡

率i=1/6代入上式，可求得R t=6t h I。

这样，可以根据求得的导管作用半径来布置导管。

在使用导管法时，一定要注意导管的插入混凝土的深度。如图3，导管插入的深度不同，其效果也会不一样。当导管插入混凝土内的

深度不足0.5~0.6m时，混凝土锥体会出现骤然下落，导管附近会出现局部隆起，表面曲线突然转折。这说明混凝土拌合物不是在表面混凝土保护层下面流动，而是灌注压力顶穿了表面保护层，在已经浇筑的混凝土拌合物表面成层流动，这就破坏了混凝土的整体性和均匀（a）插入深度不足时（b）正常插入深度

图3 导管插入深度不同时混凝土拌合物的扩散情况

图4 导管的提升

性。当导管插入深度达到1m 以上时，混

凝土表面坡率均匀一致，新浇筑的混凝土

拌合物子啊已浇筑混凝土体内流动，混凝

土质量也不叫均匀。由此可见，导管插入

混凝土内的深度，对水下混凝土的浇筑质

量密切相关。（图4为导管的提升） 泵压法浇筑水下混凝土，具有很多的优越性：能够增大水下混凝

土半合物的水下扩散范围；一根浇注管的面积比较大；减少浇注管的提升次数；终浇阶段也有足够的超压力。

泵压混凝土的施工主要分为三种：导管浇筑法、导管开浇法和输

送浇筑法.

➢ 导管浇筑法：导管浇筑法是把混凝土压送到导管上面的承料

斗中，用导管法进行浇筑，混凝土泵只是作为一种运输设备。

➢ 导管开浇法：混凝土泵的输送量和泵的压力都很难根据施工

的需要进行调整。但是，由于泵压混凝土下注的流速往往很

大，在开浇阶段若不采取有效措施，水容易导管入管内而造

成返水事故，管口不能很快的埋入已浇筑的混凝土中，严重

影响水下混凝土的质量。导管开浇法，即在开浇阶段用导管

法进行浇筑，待浇注管埋入混凝土内1m 以上时，在拆去承

料漏斗，将水平输送管与浇注管连接起来，然后继续进行压

注。

➢ 输送管直接浇筑法：将与混凝土泵水平输送管直接连接的垂