摘要：在港航工程建设过程中，具体的施工质量直接影响工程的服务性和安全性。其中水下混凝土施工技术是港航施工的难点，如果相关技术运用不够合理，则可能会带来严重的质量问题。目前由于施工方法的进步与不断发展，水下混凝土不但能浇筑普通水泥混凝土，还能浇筑纤维混凝土、树脂混凝土、沥青混凝土等，本文对港航施工中水下混凝土相关技术进行阐述，旨意推广水下混凝土浇筑这种特殊的施工工艺，并为相关人员提供参考。
关键词：港航工程；水下混凝土；施工工艺
1、水下混凝土存在的问题
水下浇筑混凝土的施工，是一种隐蔽式的水下施工工艺，要确保其施工质量，水下浇筑混凝土必须具有较好的抗分散性、具有较大的湿堆积密度和具有良好的流动性保持能力。
从施工条件看，水下浇筑混凝土，要比陆上干地浇筑混凝土困难得多，有些工作要克服水环境带来的水压、流速、缺氧、黑暗、涌浪等自然条件的干扰。通常水下浇筑混凝土都存在以下问题：（1）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，使水泥与骨料分离而形成不均匀的混凝土，甚至呈现出一层骨料、一层水泥渣，使混凝土根本不能黏结成一个整体；（2）如果水下结构为钢结构混凝土，则可能会导致钢筋与混凝土的粘结力显著降低。
因此，水下浇筑混凝土的关键，是解决如何防止水泥与骨料产生分离、未凝结的混凝土中的水泥颗粒被水带走的问题。很长时期以来人们一直在研究寻找一种解决混凝土能在水下浇筑施工而不分散的措施。传统的措施是在施工过程中尽量减少水与混凝土拌合物的接触。即水下混凝土的施工应在与水环境隔离的条件下进行，不允许直接向水中倾倒混凝土拌合物。
2、水下混凝土的相关特性要求
（1）抗分散性。施工中，需要保障混凝土在浇筑过程中，不会出现流失、离析等问题，并确保混凝土的抗侵蚀能力。其中，抗分散性能可借助筛洗混凝土或溶液的pH、透光率实现测试。如果SCR絮凝剂的使用量超过水泥土量时，混凝土的pH将为碱性，处于8-10之间，且透光率＞90%，损失≤10.2%。与普通混凝土比较，这类混凝土的抗分散性更强，其中普通混凝土损耗≥60%。故此，则要求水下浇筑用混凝土能够在水中保持性能不变，实现抗分散，且的保持比例不变，最终形成均匀稳定结构。（2）流动性。水下混凝土浇筑过程中，不需要借助外界振动，只依靠自身流动性填充骨架间缝隙，并达到均匀密实的目的。这种情况下，则要求混凝土具有良好的流动性，可以不泌水不出现骨料分析的问题。结合原西德试验规范DIN1048方法测定，水下混凝土的扩展程度范围处于35～50cm。与常规混凝土相比水下混凝土标准要求更高。在具体的施工中，应该结合实际现场情况对混凝土的流动性进行调整，从而保障水下混凝土的浇筑效果。如果流动性不足，则会增加水下振捣难度，不利于混凝土的填充速度。
3、水下混凝土原材料及配合比的要求
水下混凝土处于水下施工的特殊环境中，原材料除了必须具备地上浇筑混凝土对原材料的要求外，还应满足一些特殊要求，水泥宜选用颗粒细、泌水率小、收缩性小的硅酸盐和普通硅酸盐水泥；由于水下混凝土的水泥用量较大，水泥强度不宜过高，其强度一般不大于32.5MPa。对细骨料的要求一般选用石英含量高、表面平滑、符合筛分曲线的中砂。
由于环境水的不利影响，配置高强度的水下混凝土难以实现，而水下混凝土的施工和质量检查比较困难，水下混凝土的方量较大，配合比一般应遵循节约水泥、降低造价的原则。
4、港航工程水下混凝土浇筑方法
（1）浇筑水下混凝土时，依照作业场地的状况，借助溜槽或托泵入模的形式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆混凝土作业从刚开始的浇筑，就要求其按照“一”字型的配置形式进行的配料，进行对应的分层作业，每层的厚度≤300mm。振捣环节借助对应的振捣装置开展，在振捣的环节中要求做到快插慢拨，振捣位置配置均匀，振捣至混凝土表面不再出现气泡为止。（2）在水下浇筑混凝土时，要求持续开展作业，不得出现有间断的情况出现，上下层混凝土对应的浇筑间隔时间应控制在最小初凝的时间之内。在浇筑的过程中，混凝土要求依照对应的规格与标准进行分层浇筑。在混凝土浇筑的环节中，要求注重定期观测模板、预埋件、钢筋的状况，当出现有形变、位移情况时，应立即停止的浇筑工作，查明相关原因进行处理。
5、新型混凝土案例
5.1某船台滑道水下节点施工
该滑道陆上部分为现浇钢筋混凝土轨道梁，干砌块石护坡。水下部分为桩基和预制钢筋混凝土井字梁结构。桩梁结构处水下节点48个，节点1m，下部为60cmX70cm，上部为50cmX50cm。设计要求井字梁安装就位后须在节点孔内浇灌抗压强度为25MPa以上的混凝土，确保桩与井字梁的整体。由于用常规水下混凝土浇筑无法施工，故施工单位决定采用NDC。施工气温-3-5℃，施工区水流速2-3m /s，水温1-3℃。使用525硅酸盐及矿渣硅酸盐水泥，水泥、砂、石等干拌20s后加水湿拌3min。出料至吊斗，潜水员将导管就位后通知放料。浇筑后到期在节点钻取2根直径100mm，h＝240mm的混凝土芯样，外观检查混凝土浇注质量均匀，无断层、裂缝、夹砂、孔洞等。强度试验结果水下试件28d抗压强度为36.5MPa。完全满足设计要求。
5.2某大桥中墩加固工程
工程竣工验收钻孔取样，潜水及水下录像检查发现，大桥中墩混凝土与基岩的接触比较薄弱，墩底部还有一条长约30cm、宽5cm 的冲沟。为提高中墩结构的可靠度与耐久性，决定沿中墩基础周围浇筑一道高1m、宽0.8m 的加固圈，加固圈外围先筑水下麻包混凝土围堰，然后用水下导管法施工。采用国内开发成功的纤维类水下不分散剂NDC一2，质量控制良好的NDC，不离析，不泌水，易于施工。配制的NDC具有良好的流动性保持能力和水下浇筑性能。施工过程NDC在混凝土拌和楼搅拌，经汽车运输，卸至混凝土罐，再卸至导管储料斗，最后再下至导管。整个施工过程基本顺利。现场测试，出机坍落度为22.8cm，运到现场后为22.0cm，坍落度基本没有损失。据配合施工的潜水员水下检查反映，新型混凝土浇灌至水下后具有良好的水下自流平能力，且水泥浆散失很少，混凝土具有橡胶状韧性，即使稍有扰动也不会分离。采用普通硅酸盐水泥，水泥用量479kg/m3，用水量249kg/m3，NDC一2粉剂用量为水泥重量的5.80％，水剂用量为3.52％。为反映NDC现场施工质量，除在拌和楼机口取样外，施工前专门制作3.08X 1m X 1m 的试验槽，吊放在中墩同样水深位置（水深5-6m），采用与中墩加固完全相同的施工方法进行浇筑。施工第二天将试验槽吊出水面，养护到期钻孔取样。为测得新老混凝土的粘结强度和钢筋握裹强度，在试验槽内预先布设混凝土被粘体和钢筋。水下试验槽取样28d抗压强度为33.9M Pa，水陆比达0.86。表明混凝土具有良好的水下抗分散性。
结语
综上所述，可以得知，在开展水下混凝土灌注桩施工时，必须要在各个环节中严格把控质量关，并且还要对操作过程中经常出现的特殊情况进行合理的规避和处理。在正式施工前，还需要制定有效的规章制度和预前方案，以此在确保工程有序进行的前提下，更能够为相关部门带来良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]冯士明.水下混凝土施工技术及关键材料[J].桥梁建设，2002（03）：64-66+80.
[2]苏艳敏.桩基础水下混凝土灌注施工工艺与质量[J].黑龙江科学，2015，6（14）：136.
[3]李炳江．浅谈水下混凝土灌注桩施工技术［J］．广东建材，2008（3）：52-54．
论文作者:李哲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/12
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