水下混凝土设计与质量控制措施

2016-07-05江桂华兴宁市塔牌混凝土有限公司

广东建材 2016年6期

关键词：配合比设计质量控制

江桂华（兴宁市塔牌混凝土有限公司）

水下混凝土设计与质量控制措施

江桂华
（兴宁市塔牌混凝土有限公司）

【摘要】简要阐述了水下混凝土配合比设计时需注意的几个关键因素，并给出了水下混凝土性能的评价指标；根据工程常见质量问题，对施工和浇筑过程中的质量控制措施进行了探讨。

【关键词】水下混凝土；配合比设计；质量控制

1　引言

随着建设工程技术的发展，水下混凝土因其施工进度快、易满足承载力需要以及工程造价低等特点，越来越多地使用于公路桥梁、房建桩基础和地铁工程的围护结构中［1-4］，施工工艺也不断成熟，逐渐形成一个专门的体系。

水下混凝土是指在地面拌制而在水下环境中灌注和硬化的混凝土，由于在水环境中灌注混凝土会受到水的浸渍、扰动和稀释的影响，混凝土拌合物的和易性要求较高［5］。对混凝土配合比进行优化，以及加强浇筑过程中的管理，是保障隐蔽施工环境水下结构质量良好的关键。本文将结合工程实践经验，简要探讨水下混凝土的设计和质量控制措施。

2　混凝土配合比设计

2.1设计的思路

胶凝材料：在进行水下混凝土设计时，为满足水下环境结构强度要求，一般提高一个强度等级，胶凝材料用量也较高；从经济性和工作性两方面考虑，矿物掺和料是不可或缺的，可采用矿粉与粉煤灰双掺，或单独使用粉煤灰来改善水下混凝土的流动性，以及方量较大时水下结构的开裂问题［6］。

水胶比：普通混凝土从业人员对水下混凝土存在一个误区，认为水下混凝土即用水量较大，实际上进行水下混凝土设计时水胶比应尽可能小，才能保障水下混凝土的粘聚性良好；可通过使用高效聚羧酸减水剂和优化级配来实现，而非一味地增加用水量来达到设计塌落度。以C35水下混凝土为例，水胶比宜控制在0.39～0.41范围。

砂率：由于水下混凝土的特殊环境，使得水下混凝土砂率选用要较普通泵送混凝土大，以C35水下混凝土为例，砂率宜控制在42.5%～45%范围，具体以砂的细度来选择。通过提高砂率，使得混凝土的粘聚性增大，减少混凝土在水下环境浆体的流失；并改善流动性能，依靠砂浆的扩展带动石子横向扩展，从而达到密实。

石子选用：在进行水下混凝土设计时，石子的选择也非常重要，在条件允许情况下优先选用卵石，减少混凝土单方用水量；碎石粒径应适当减小，最大粒径不应大于导管直径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，其中5～31.5mm的连续级配较为理想；若石子的级配不合适，混凝土和易性很难得以保障，特别是碎石粒径较大且间断级配，很容易泌水和离析。

减水剂：根据水下混凝土的浇筑部位可以对减水剂的凝结时间进行调整，如浇筑支护桩、工程桩等钻孔灌注桩时，由于所需混凝土方量较小，施工作业时间较短，混凝土凝结时间可适当减短；在浇筑方量较大的地下连续墙时，由于整个浇筑时间较长，考虑整副墙的完整性，可选用凝结时间较长的减水剂，对于混凝土的出厂控制和浇筑均有益处。

2.2混凝土性能评价

工作性能：水下混凝土要求具有非常好的和易性，包含流动性、粘聚性和保水性三方面，不能仅仅通过测塌落度来主观评价和易性好坏，混凝土的扩展度、浆体的包裹性等都是需要关注的指标。以C35水下混凝土为例，塌落度达到200mm，而扩展度小于550mm时，混凝土的自流平性和填充性较弱，是无法保障混凝土结构的密实性。

强度的测定：在试验设计时，应参考水下不分散混凝土的评价指标［7］，同时进行水陆强度比和自然密实与振捣成型强度比，前者反应了混凝土的抗分散性能，后者反应了混凝土的自密实能力，当两者都较高时，水下混凝土的力学性能才得以保障，而非简单地测试28d试压件强度。

水泥流失量：水泥流失量指标对于水下混凝土是极为重要的，通过测定水泥流失量可直观地反应水下混凝土的粘聚性，为改善粘聚性可以在混凝土中掺加抗分散剂，提高混凝土的保水性和整体性。

3　浇筑过程质量控制

3.1浇筑的连续性

车辆的连续性对于水下混凝土的浇筑特别重要，如浇筑水下钻孔桩时前后间隔时间较长，往往会造成断桩的工程质量事故；为保障货物供应的连续性，施工组织计划要合理，如浇筑连续墙时一般在钢筋下笼前1个小时报料，当墙体方量较大时（大于100m3），至少到达现场混凝土累计方量60m3时方可浇筑，并对浇筑方量进行核算，合理地计划尾数。

3.2导管的控制

灌注过程中要注意控制好导管的埋深，首批混凝土量必须满足导管埋深不小于1.5m；若埋深不足，混凝土下灌后不能埋没导管底口，会导致泥水从导管底口进入。导管埋深可根据桩的实际长度确定，一般控制在2～4m，每次提起管道时，都要控制在该深度左右，期间可安排专人现场测量［8］。

3.3结块的防范

在浇筑水下混凝土时，一定要注意混凝土中的结块或大石块等，以免堵塞导管，影响浇筑。一是要加强原材料的进场检验；二是加强车辆的管理，防止车辆鼓内的结块未清理干净；三是在下料口设置栅栏，防止较大物块落入导管。

3.4混凝土的和易性控制

混凝土浇筑前要检测和易性，当塌落度小于180mm时，应先加外加剂进行调整，否则流动性不佳极易造成堵管质量事故；当混凝土存在离析现象时，更要拒绝使用，并及时通知商品混凝土厂家补料，以免发生塌孔等。