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1、技术质量部二0一0年七月七日,中建商品混凝土有限公司,水下混凝土,第一章 概述,在陆地上拌制而在水中浇筑和硬化的混凝土，称之为水下浇筑混凝土，简称水下混凝土。也称导管混凝土，是将混凝土通过竖立的管子，依靠混凝土的自重进行灌注的方法。适用于灌注围堰、沉箱基础、沉井基础、地下连续墙、桩基础等水下或地下工程。混凝土从管子底端缓慢流出，向四周扩大分布，不致被周围的水流所扰动，从而保证质量。水下浇筑混凝土必须具有良好的和易性，含砂率在4050之间,粗骨料宜用不大于31.5mm的卵石或青石，水灰比控制在0.5以下，混凝土中可掺入缓凝剂。导管直径一般为最大石子粒径的8倍,管子间距一般为4.5米。,正确的浇筑
2、方法混凝土拌合物达到浇筑地点以前避免与环境水接触。进入浇筑地点以后，也要尽量减少与水接触，尽可能使与水接触的混凝土保持在同一个整体之内，不被冲散。浇筑过程宜持续进行，直到达到一次浇筑所需高度或高出水面为止，以减少环境水的不利影响。这样才可以减少清除凝固后不符合要求的混凝土的数量。施工时，为防止水流、杂物进入导管,下管前可将管子底端塞住，借第一罐混凝土的重量把塞子冲开，使混凝土灌注就位，深水作业时要防止管子浮起，下管时可将管子充水，在管顶装一紧贴管壁的橡胶球,然后灌入混凝土,将球顺管子压出，即可进行灌注。随灌注随将管子缓慢提起，每次提升幅度约为1560厘米。灌注时应防止导管摆动，以免混凝土产生空
3、洞。,第一章 概述,水下浇筑混凝土分为两类：一是水上拌制混凝土拌合物，进行水下浇筑，采用方法主要是导管法；其原理是：混凝土拌和物是在一定的落差压力作用下，通过密封连接的导管进入到初期灌注的混凝土下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆逐步上升，形成连续密实的混凝土桩身。导管法施工技术要求非常严格，为使水下混凝土灌注桩施工质量得以保证，必须要从施工设备、混凝土配制、灌注等几方面加以控制，以提高水下施工质量。二是水上拌制胶凝材料，进行水下预埋骨料的压力灌浆。随着水下不分散剂的性能和施工技术的不断进步，水下混凝土的应用将更加广泛。,第一章 概述,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,由于日常所用的水
4、下混凝土很多都具有自流平、自密实、免振捣的特性，所以要求混凝土具有良好的工作性能。合理选用原材料是高性能混凝土配制及应用的重要基础,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,2.1 胶凝材料（一）水泥 为保证混凝土质量和水下灌浆的顺利进行，宜选用细度大、泌水少、收缩率小的水泥。矿渣硅酸盐水泥由于泌水较大，不宜采用水下浇筑混凝土工程。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥水化生成的氢氧化钙较多，在海水中易生成较多的二次钙矾石导致混凝土的破坏，因此，不宜用于海水中，但可以用于淡水的水下工程。海水宜采用抗硫酸盐水泥。火山灰和粉煤灰硅酸盐水泥则可用于具有一般要求的及侵蚀性海水、工艺废水的水下混凝土工程。,第二章 水下浇
5、筑混凝土原材料的选择,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,（二）粉煤灰 选用低碳、需水量小的优质浅色粉煤灰，其Cl-的含量不能超过0.02%，SO3含量不超过3%，游离CaO不超过1.0%。,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,（三）矿粉 矿粉中Cl-的含量不能超过0.02%；为避免混凝土拌合物的体积稳定性不良，规定了矿粉中的SO3含量不超过4%，MgO不超过14%。从减小混凝土收缩开裂的角度考虑，磨细矿粉的比表面积不宜太大，用于水下高性能混凝土的矿粉比表面积不宜超过450m2/kg。,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,从耐久性的角度考虑，高性能混凝土用集
6、料尽量避免使用吸水率大和热膨胀系数大的集料，这样的集料会严重影响混凝土的耐久性。吸水率大的集料，会导致混凝土结构长期的收缩，影响混凝土体积稳定性，而热膨胀系数大的集料，易造成混凝土季节性的膨胀或收缩，导致混凝土结构破坏。同时，集料选择时，尽量选用非活性(碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率0.10%)的集料，避免发生碱集料反应，如果采用活性集料，必须严格控制混凝土中的碱含量，混凝土根据所处的具体环境条件差异，其碱含量不得超过3.0-3.5kg/m3。当集料的碱-硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.20-0.30%时，混凝土中应掺加具有明显抑制效能的矿物拌合物和外加剂，并经试验验证抑制有效。,2.2 集料（一）细集料
7、 细集料应采用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小、细度适中、非活性的洁净天然中粗河砂，也可采用专门机班组织生产的人工砂，不宜使用山砂，不得采用海砂。如果确定细集料有碱活性，根据耐久性的需要，就必须采用相应的措施，抑制碱集料反应，保证结构在使用过程的安全。,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,为了满足流动性、密实性和耐久性的要求，细集料应采用石英含量较高、表面光滑浑圆的砂子，细度模数应在2.1-2.8之间；砂率一般较大，为40%-50%，若用碎石，砂率还要增加3%-5%，以保证拌合物的流动性。如果采用颗粒较粗的砂，则易破坏砂浆的黏性，引起离析，还阻碍砂浆在预埋集料中的流动。,第二章 水下
8、浇筑混凝土原材料的选择,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,（二）粗集料为了保证混凝土拌合物的流动性，宜采用卵石，如无卵石才用碎石。当需要增加砂浆与粗集料的粘结力时，可掺入20%25%的碎石，一般应采用连续级配。粗集料的最大粒径与填筑方法和浇筑设备的尺寸有关。可参考下表。如水下结构有钢筋网，则最大粒径不能大于钢筋网净间距的1/4。,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,为提高混凝土的耐久性，必然要同时采用低水胶比和低用水量，其中一个关键技术就是采用良好级配、良好粒型的集料。采用分级供应碎石，到搅拌站后再进行级配。粗集料的针、片状含量不超过5%；从提高混凝土耐久性的角度考虑，集料粒径小，有利于提高
9、混凝土的抗渗性能，提高混凝土的耐久性，铁路混凝土耐久性设计规范要求配置强度等级C50的混凝土时，集料最大公称粒径不应大于25mm(圆孔筛)。,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,如下表所示，是我站的某次检测结果与标准对照表,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,2.3 外加剂 水下分散性外加剂是水下浇筑混凝土的主要外加剂，其主要成分是水溶性高分子物质，有非离子型的纤维素及丙烯酸系两大类。其主要作用是增加混凝土的黏性，使混凝土受水冲洗时不分离。混凝土由于加入水下不分散剂而提高了黏性，但为了确保流动度又需要增加用水量。因此水下不分散剂要与三聚氰胺系减水剂配合使用，既提高黏性，又提高流动性，而不增加用
10、水量。但要注意水下不分散剂与减水剂的匹配性，会不会给缓凝带来影响。,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,选取减水率高、坍落度损失小、适当引气的外加剂产品对于提高混凝土耐久性有利。减水剂能够使水泥在混凝土中的分散能力得到加强，降低混凝土单方用水量提高混凝土拌和物的流动性，有效控制混凝土拌和物的坍落度经时损失，对混凝土耐久性的提高也有一定的促进作用。外加剂的品种繁多，产品质量多样，在选用时根据工程的具体要求进行选取。,第二章 水下浇筑混凝土原材料的选择,1、水灰比 既要满足混凝土强度的要求，又要满足耐久性的要求。若按照确定的水灰比不能满足耐久性要求时，则按耐久性要求确定。在此等不利条件下要生产出质
11、量可靠的混凝土，其水灰比应小于0.50。,第三章 水下浇筑混凝土配合比设计,2、确定用水量 方法与普通混凝土相同。,3、计算水泥用量（1）考虑耐久性要求 胶凝材料用量规定如下：有抗渗要求时，水泥用量不得少于330kg/m3。（2）考虑施工方法要求 当采用泵输送混凝土时，胶凝材料用量不得少用300 kg/m3；当采用泵压法和导管法施工时，胶凝材料用量不得少用370 kg/m3；当采用开底容器法和袋装混凝土法施工时，水泥用量应更多。,第三章 水下浇筑混凝土配合比设计,4、确定砂率 水下不分散混凝土掺入了水下不分散剂，混凝土拌合物具有粘稠、保水的特点，即使砂率偏低，混凝土仍有不分散的特性。砂率一般为
12、35%40%。汉阳站生产协和医院自密实桩基混凝土配比如下表：,C60自密实砼基准配合比,第三章 水下浇筑混凝土配合比设计,1、新拌混凝土的性能 与普通混凝土相比，水下浇筑混凝土具有如下特点：（1）抗水冲洗作用；（2）流动性大，填充性好；（3）缓凝；（4）无离析。,第三章 水下浇筑混凝土配合比设计,用导管法浇筑水下混凝土时的流动形态分为两种，分别是分层流动和隆起流动。分层流动形式的浇筑，对混凝土来说，仅是面层与水接触；而隆起流动浇筑时，每一层混凝土都与水接触，层与层之间留下水膜，接触不紧密，影响混凝土质量。达到分层浇筑的关键是低的极限剪切强度和较高的塑性粘度。,第三章 水下浇筑混凝土的性能,同样
13、在60cm水中自由落下后，普通混凝土和水下浇筑混凝土的筛析试验表明，普通混凝土各组成材料明显分离，特别是水泥浆被水冲散，粗骨料与水增多，而水下浇筑混凝土由于掺入水下不分散剂，组成材料不发生分离现象，浇筑前后各组材料比例相近。,第三章 水下浇筑混凝土的性能,2、硬化混凝土性能 水下浇筑混凝土的强度受两方面因素影响：（1）水下不分散剂；（2）水下浇筑的密实程度。水下浇筑混凝土在水中制作的试件，其抗压强度与采用水下不分散剂的掺加量有关，大约为空气中制作的试件的90%。弹性模量与相同强度的普通混凝土相比稍低。钢筋粘结强度与空气中制作的混凝土相比，垂直钢筋的粘结强度稍差，而与水平钢筋大体相同。水下浇筑混
14、凝土的抗冻性能比普通混凝土差，而且干缩大，但是水下使用问题不大。,第三章 水下浇筑混凝土的性能,第四章 生产过程质量控制,1、计量按照相关规定委托湖北省计量测试技术研究院，对搅拌楼计量设备定期校核，校准合格后方可使用。当出现以下情况时：生产时间达到半个月；预计连续生产超过2000m3；累计生产超过5000 m3；混凝土质量出现较大波动；对计量系统准确性产生怀疑。质检组长暂停组织生产并组织相关人员对计量系统尤其是水和外加剂秤进行维修校核，待重新校准合格后方可继续生产。,2、拌制生产过程中，铲车司机严禁铲取不合格的材料；有专人随时查看皮带运输机和搅拌系统的运行情况。机操人员随时观察搅拌设备状况，并
15、目测砼性能；质检员对搅拌工程进行严格监控，如有问题及时调整。生产客服科对搅拌机的清理和保养工作应作出详细的计划和安排。机修工和电工在加强设备维护和保养的同时，积极配合机操工提高砼生产效率。,第四章 生产过程质量控制,3、混凝土质量控制、检查 质检员对混凝土拌制、运输与浇筑进行全过程的监控，并作好前台交货验收及技术服务工作。严格控制预拌混凝土水胶比：1）严格监控原材料尤其是粗细骨料的质量。试验室定时抽测骨料的含水率，如遇下雨天气或原材料质量波动情况，试验室将加大抽测频率，试验员必须坚守在搅拌楼上，对后台的混凝土进行每盘监控。2）混凝土运输车在每次装载混凝土之前必须放干净车内残留的汽车水。装有混凝
16、土的运输车严禁再用水冲洗放料斗或往混凝土罐车内加生水，生产科负责监督检查，并制定相关的奖罚规定。,第四章 生产过程质量控制,4、混凝土运输与浇筑1）根据工地的远近，交通状况，合理安排好施工所需的混凝土运输车，前后台派有专职调度员值班，以避免混凝土的断档和不合理的积压现象发生。2）现场严禁加生水，罐车放料前必须加速搅拌60秒，以保证出罐混凝土均匀。3）混凝土运输车在每次装载之前必须放干净车内残留的洗车水和杂物，严禁往混凝土罐车内加生水。罐车司机在桩基施工期间应积极、灵活完成交接班工作，避免在交接班时间站内压车过多造成断档现象。,第四章 生产过程质量控制,1、灌注水下混凝土前，应检测孔底泥浆沉淀厚
17、度，如大于规范规定的清孔要求，应再次清孔。2、混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度，如不符合规范规定的要求，应进行第二次拌和，二次拌和仍达不到要求，不得使用。3、灌注水下混凝土的搅拌机能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间，则应掺入缓凝剂。,第五章 水下混凝土灌注注意事项,4、孔身及孔底检查值得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后，应立即开始灌注混凝土，并应连续进行，不得中断。当气温低于0时，灌注混凝土应采取保温措施。强度未达到设计等级50%的桩顶混凝土不得受冻。5、混凝土一般用钢导管灌注。在灌注混凝土开始时，
18、导管底部至孔底应有250400MM的空间。首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度（1.0M)和填充导管底部间隙的需要。在整个灌注时间内，出料口应伸入先前灌注的混凝土内至少2M，以防止泥浆及水冲入管内，且不得大于6M。应经常量测孔内混凝土面层的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。管底在任何时候，应在混凝土顶面以下2M。输送到桩中的混凝土，应一次连续操作。,第五章 水下混凝土灌注注意事项,6、处于地面或桩顶以下的井口整体或刚性护筒，应在灌注混凝土后立即拨出；处于地面以上能拆除的护筒部分，须待混凝土抗压强度达到5MPA后拆除。当使用合护筒灌注混凝土时，应逐步提升护筒，护筒底面应保持在混凝土顶面以下12M。7、混凝土应连续灌注，直至灌注的混凝土顶面高出图纸规定或监理工程师确定的截断高度才可停止浇筑，以保证截断面以下的全部混凝土均达到强度标准。8、灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.51.0M，以保证混凝土强度，多余部分应在接桩前必须凿除，桩头应无松散层。9、混凝土灌注过程中，如发生故障应及时查明原因，并提出补救措施，报请监理工程师经研究后，进行处理。,第五章 水下混凝土灌注注意事项,中建商砼 技术部,谢谢!,
