水下混凝土施工技术在港航工程建设中的应用

范霞 湖南省中源航务工程有限责任公司

水下混凝土是基于传统材料经过技术改进后而衍生出的全新形式，泌水性与流动性表现较好，并且具备较为显著的抗色散能力。此类混凝土在制备阶段掺入絮凝添加剂，有助于改善稠度，可避免离析现象，成为港航工程中的重要施工材料。

1.工程概况

某港航工程项目岸线长380m，根据现场环境特点选择重力式沉箱结构，由此在港区的西侧组织码头建设工作。该码头预期年吞吐量约600万吨，发展目标是创建具有地区经济带动性作用的掘入式新港区。

2.水下混凝土施工工艺

2.1 钢筋施工

钢筋架构的优势在于施工便捷，考虑混凝土分层特点，共安排3次绑扎作业。对于钢筋的加工，需注重对加工场地的选择，其大小尤为关键，并合理配置底模。以施工图纸为主要依据，合理组织钢筋施工作业，保证绑扎位置的合理性。部分钢筋存在焊接需求，此时要注重对钢筋接口的设置方式，需遵循错开对接的原则。完成钢筋绑扎且无误后，有必要设1个混凝土垫块，以达到增强钢筋架构强度的效果。

（1）在成孔过程中，钢筋笼同时制作，因本桥桩基深1OOm，钢筋笼长60m，主筋采用由φ28mm螺纹钢，为保证钢筋笼的质量及整体刚度，主筋采用对焊，为了节省连接时间，每节钢筋笼之间采用钢套管连接，箍筋采用电焊连接。钢筋笼分节制作，每节长度为9m，以防止在吊装过程中变形。

（2）钢筋笼的加工采用卡板成型法分段制作，10～20mm厚的钢板制成两块弧形卡板，其孤面直径为钢筋笼主筋中心直径。每隔2m左右预置一块卡板，按主筋位置在卡板上做出支托主筋的半圆形槽。

2.2 底模板施工

胸墙的浇筑作业配套的是吊模设备，在其支持下创建完整的底模体系。选择合适的底模吊梁设置方式至关重要，此处为双拼对称式设计形式，配备2根M25拉杆器材，利用该装置有效承载混凝土荷载，装配顶丝以便实现有效的反压吊梁作业，保证各阶段吊梁受力都具有合理性，以免产生局部受力过度集中的现象。装配间距设为1m，底模支撑要具有稳定性，因此选择的是大骨架结构。面板的设置以δ=5mm的钢板为原材料，按照图纸制作而得。底模骨架或各钢板设置过程中，需借助焊接手段连接，以便形成完整且稳定的整体结构。完成侧模的装配后，易出现底模翻覆现象，针对此问题，可行的解决途径是加深底模的嵌入深度，即该构件进入台体底层的部分需达到10cm。在做好各底模配设工作后，全面检查施工情况，若无误，则绑扎钢筋。

2.3 水下混凝土浇筑

根据现场作业条件选择水下混凝土浇筑方法，本工程选用的是导管法，保证供料充足，浇筑全程要具有连续性，期间加强对混凝土的防护，以免与水接触后出现质量不达标的情况。施工平台搭建在模板顶，并于该处设置水下砼灌注架，正式施工时选择φ25cm的钢管，各阶段长度控制在2～2.5m，组成完整的导管并用于浇筑施工。考虑到不同区段对导管长度需求的差异化特点，配备适量长度为0.3m、0.5m的短节，以便根据实际需求灵活连接。伴随施工作业的持续推进，当进入到第3次混凝土浇筑时，考虑到各段交接处易发生质量问题（如开裂）的情况，需定位混凝土顶层下方的200mm范围，在该处布设适量抗裂筋，具体可采取植筋的方式，保证其与混凝土结构形成极为稳定的连接关系。并且，首次与二次两部分的施工结构也要得到有效的处理，具体方式是在交界处设钢筋网片。对于第3次浇筑作业，应配置适量圆台螺母器件，作用在于高效完成装配作业。关于圆台螺母的具体情况，见图1。

图1 圆台螺母示意图

3.高温环境中的砼施工质量控制措施

3.1 砼拌制和运输

（1）混凝土拌和过程中要注重对原材料的控制，要保证有足量的粉煤灰，并使用适量减水剂，作用在于减少水泥用量，此外还可适当加大骨料的粒径。

（2）考虑到混凝土运输距离远的特点，在长时间的运输过程中易发生混凝土凝固现象，对此需掺入适量缓凝剂，但要确保用量的合理性。以不影响混凝土质量为前提，掺入适量的外加剂，尽可能优化混凝土的性能。

（3）对于夏季施工阶段，期间温度相对较高，在拌和过程中可适当使用冷水，以免高温对拌和物料性能造成不良影响。对于混凝土运输，要尽可能缩短运输距离，考虑延时拌和的相关需求，以便运输全程混凝土状态不发生变化，使其依然处于拌和阶段。

3.2 砼浇筑和修整及温控措施

（1）浇筑时加强温度检测，视实际情况采取温度控制措施，保证温度在容许范围内，若存在较大的温度偏差则容易产生裂缝。

（2）创建温度控制体系，根据检测所得的温度结果采取调控措施，维持温度的合理性。加强对骨料的保护，防晒措施至关重要，不可出现烈日直筛混合料的情况，否则会出现质量问题。

（3）胸墙施工中，其工程量相对较大，为保证施工质量，必须在前期形成浇筑计划，用于指导实际浇筑作业，使各环节有条不紊地开展。根据实际情况在合适位置设UEA混凝土膨胀带，并加强养护，正常情况下养护时间不可少于15d，必要时可延长时间。

3.3 砼的养护

（1）做好修整工作，满足要求后进入到养护环节，期间混凝土应保持相对湿润的状态，若较为干燥则要加大洒水频率，以免混凝土干缩而产生裂缝。

（2）对于胸墙施工，较为适宜的是养护剂养护的方式，现阶段的可选类型较多，以白色养护剂为宜，其优势在于形成的薄膜具有反射光照的能力，从而减少混凝土吸收的热量，以免发生快速升温现象。

（3）若出现养护剂应用效果欠佳的情况，还需辅以麻袋包裹的方式，目的在于使混凝土表层始终维持湿润状态。

（4）做好养护作业后，经检测若各项指标都满足要求，即可拆模。为避免混凝土质量问题，需在表层设覆盖层，以免混凝土遭到阳光等因素的影响，发挥出覆盖层的优势，保证混凝土具有足够的湿度。

4.结束语

本次研究以港航工程为背景，围绕现阶段较主流的水下混凝土施工技术展开探讨，提出钢筋的加工，混凝土的生产、浇筑及养护等各阶段的技术要点。工程实践表明，本文所提的技术具有可行性，能够有效保证混凝土工程的施工质量，可作为类似工程的参考，也值得相关技术人员在此方面深入探讨，实现技术创新。