水下混凝土浇筑施工工艺

水下浇筑混凝土（施工方法）

摘要：随着国家基础设施建设的加快，内河成为开发建设的主要对象。内河重力式码头受限于内河水深及地理位置的影响，没有大型船机可以利用。码头重力式挡墙采用定型模板陆上拼装、水下整体安装和水下混凝土浇注的施工工艺，可有效缩短工程工期，降低施工成本。本文结合柳州港鹧鸪江作业区工程，对模板、水下混凝土浇注等关键工序进行阐述。

关键字：重力式码头；气囊助浮；定型钢模板；水下混凝土浇注；混凝土流动模式

1、引言

1.1 工程概述

柳州港鹧鸪江作业区工程位于柳州市北郊，柳江下游，柳州鹧鸪江作业区共4个泊位，泊位总长320m, 泊位码头水工长度均取84.4m。其中2#、3#泊位为已建泊位，1#、4#泊位为新建2个1000t级泊位（水工按2000t级预留），分别位于已建泊位的下、上游，设计年吞吐量120万t，新建设码头水工结构型式采用C30砼重力式挡墙+抛石基床结构。

工程施工内容：1#、4#泊位基槽及停泊地开挖、抛石基床、码头水工挡墙、挡墙后回填、码头前沿铺面、码头水工附属设施等。

本项目位于红花枢纽库区内，水位受到水库调节影响，设计水位：高程基准面采用当地理论最低水面起算。

码头施工水位：78.5m；

设计低水位：76.53m；

一级平台设计高水位：81.97m；

二级平台设计高水位：87.556m(20年一遇)。

1.2 挡墙结构布置设计

(1) 上（下）游侧挡墙。

分为1段，挡墙长度为12m，挡墙分为两部分，下部分为抛石基床（夯实）。

（2）码头前沿侧挡墙。

码头前沿侧挡墙分为7段，上游端部挡墙长度12.4m，其余挡墙长度为12m.现浇挡墙顶高程82.5m，底高程71.0m，顶宽3.0m，墙背从80.0m高程放坡到71.0m 高程，坡度为1：0.6，底宽8.9m（含前趾宽度0.5m）；前趾顶高程78.5m，宽0.5m，全墙墙高11.5m。

（3）下（上）游侧挡墙

下游侧挡墙分为2段，每段长度为11.5m。

其中，一段挡墙水下部分的底部宽8.9m,上部宽3.9m,高7.5m，此尺寸即为水下钢模版拼装尺寸。

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图1-1：码头断面图

2、施工工艺

2.1 港池开挖、抛石基床

基槽开挖由泥层开挖和岩石破碎清理两部分组成，验收采用硬式扫床方法，保证无浅点；边线无欠挖，边坡不陡于设计边坡。

基槽开挖成形一段（约50m）立即验收并组织抛石，以防止基床回淤。根据规范和质量要求，码头基床整平到极细平程度。基床夯实采用打夯船吊机吊重锤纵横向相邻接压半夯的夯实工艺夯实，逐层抛填，逐层夯实。

2.2 水下定型钢模板

定型模板采用大片钢板作板面，以型钢围檩、钢桁架作为模板骨架。模板采用整体组装，内连接架整体在岸上连接组装，组装完成后整体出运、沉放、安装并浇筑混凝土，施工速度快，能满足水下混凝土浇注对模板的基本要求。

图2.3.1-1 定型模板图2.2.1-2定型模板

2.2.1水下混凝土对模板的要求：

（1）水下模板要满足建筑物的轮廓尺寸和未凝固水下混凝土的侧压力要求，承受一定的的动水压力。

（2）混凝土拌合物的流动性较大，在水下进行施工时，受水流渗漏影响，对模板的密封性要求严格。

（3）水下混凝土浇注水平施工缝难以处理，因此水下模板一次立模较高，其顶应出水面。

（4）水下施工作业不确定因素较多，不易控制，模板尽量简单，便于水下施工，并尽量用水上作业代替水下作业。

2.2.2定型模板结构

挡墙模板系统由前模、后模板及封头模板三部分组成，结构设计除能够满足刚度、强度要求外，同时也考虑模板自身稳定、安全施工等因素。模板均采用桁架式钢框架、δ6mm钢板做板面，[10桁架按间距1m布置；竖向及水平围囹均采用槽钢[14，竖向围囹间距与桁架间距相同，其间距为1m；水平围囹间距按0.5m

布置。前、后模板均分成两块，以满足吊机吊装模板的要求。模板的拼装采用公母扣的形式，以保证砼外观的整齐、美观，模板预埋件的预留孔、拉条孔位置及形状、尺寸应准确无误，所有预留孔口均用钢护套进行保护、加固。

模板验算混凝土作用于模板的侧压力标准值，可按下列公式计算，并取其中的较小值。

式中

F －新浇混凝土对模板产生的最大侧压力（kN/m2）； H －有效压头高度（m ）； v －混凝土浇筑速度（m/h ）； t0－混凝土入模时的温度（℃）； rc －混凝土的容重（kN/m3）；

k －外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取k=1.0，掺缓凝作用的外加剂时k=1.2；

β1-外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；

β2-塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm 时，取0.85；50-90mm 时，取1.0；110-150时，取1.15。

通过受力情况分别验算板面、横肋、纵肋、桁架的挠度，是否满足模板材料的性能，及整体的稳定性。

底层挡墙前、后模模板图

剖面图1--1 ∠ 100×100角钢

1

2

120.22C o c F t V F H

γββγ==

图2.2.2-1模板结构图

2.2.2定型模板组装

（1）模板组装基本要求：

1)模板拼装必须按挡墙的形状、尺寸和相对位置准确；

2)模板和支架的支承部分应坚实可靠；

3)模板安装过程中必须采取防倾覆的临时加固措施。

（2）安装模板时必须做好以下事项，确保挡墙观感质量。

1)前模拉条孔位置采用圆锥型塑料护套，起到止浆及浇注砼后挡墙面拉条头易切割处理。

2)止浆措施：除了前模拼接中缝采用10mm厚橡胶皮止浆外，其它模板拼缝均采用海绵条止浆。

3)挡墙断缝采用刨面三角木条做成倒八字型缝。

2.2.3 模板出运

（1）陆上吊运

陆地上移动可使用起重设备，吊运使用专用吊具，根据整体模板的重心位置设计，保证吊运过程中模板稳定、不变形。在本工程中2#、3#泊位各有一个40T 塔吊，单个定型组合钢模板最大重量约24t，气囊重2t，陆上吊运、移动用2#、3#泊位塔吊完成,也可用履带吊。

（2）水上拖运

在水上采用气囊助浮、机动艇拖运的方式。根据物体漂浮条件G=pvg,可得出需用气囊的吃水体积，其吃水体积宜为气囊体积的0.6~0.8。在每侧模板安放气