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摘要：水下混凝土施工是确保工程质量的一个重要环节。为了使水下混凝土施工质量得以保证，运用科学、实用、合理的混凝土施工技术是确保工程质量的前提。本文对水下混凝土施工技术进行了讨论。
关键词：水下混凝土；施工；技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
一、混凝土配合比设计
混凝土配合设计应符合混凝土的设计强度、耐久性及施工要求，并应经济合理。混凝土施工配制强度fcu,o应按下式计算：
fcu,o=fcu,k+1.645σ
式中fcu,o——混凝土施工配制强度（Mpa）
fcu,k——设计要求的混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa）
σ——工地实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差（Mpa）
混凝土强度标准差的平均水平
强度等级＜C20C20～C40＞C40
σ（Mpa）3.54.55.5
1、水灰比选择
水灰比的选择同时满足混凝土强度和耐久性要求。
（1）用建立强度与水灰比曲线的方法求水灰比
按制定的坍落度，用实际施工应用的材料，拌制数种不同水灰比的混凝土拌合物，并根据28天龄期的混凝土立方体试件的极限抗压强度绘制强度与水灰比的关系曲线，从曲线上查出与混凝土配制强度对应的水灰比。
（2）按耐久性要求规定的最大水灰比允许值，我江苏省地区基本都是淡水，水上区、水位变动区的水灰比最大允许值都为0.65，水下区的水灰比最大允许值为0.6.
按强度要求得出的水灰比应与按耐久性要求规定的水灰比相比较，取最小值作为配合比的设计依据。
2、选择用水量
根据所用的砂石情况和确定的坍落度，按各地区经验确定用水量，用卵石时，用水量可减少10kg/m3～15kg/m3,采用粗砂时，用水量可减少10kg/m3，采用细砂时，用水量可增加10kg/m3，采用外加剂时可相应减少用水量。
3、确定最佳砂率
按选定的水灰比和用水量计算近似的水泥用量，并按各地区经验选取数种不同砂率，在保持水泥用量和其它条件相同的情况下，拌制混凝土拌合物，并测定其坍落度，其中坍落度最大的一种拌合所用砂率为最佳砂率。采用卵石时，砂率可减少2%—4%，采用细砂时，砂率可减少3%，采用粗砂时，砂率可增加3%。
4、确定水泥用量
按选定的水灰比和已确定的最佳砂率，拌制数种水泥用量不同的混凝土拌合物，测定其坍落度，并绘制坍落度与水泥用量的关系曲线，从曲线上查出与施工要求坍落度相应的水泥用量。同时，钢筋混凝土在大气区最低水泥用量为360kg/m3，浪溅区最低水泥用量为400kg/m3、水位变动区最低水泥用量为360kg/m3，水下区最低水泥用量为300kg/m3。
5、确定砂石用量
计算每立方米混凝土中的砂石用量宜采用绝对体积法。
式中：─混凝土拌合物中的空气含量，以占混凝土体积的百分比数表示，对于普通混凝土取A=0；
─每立方混凝土中的水泥用量（Kg）；
─水泥密度（Kg/L）；
─每立方混凝土中砂的质量（Kg）；
─砂表观密度（Kg/L）；
─每立方混凝土中的石的质量（Kg）；
─石表观密度（Kg/L）；
─每立方混凝土的用水量（Kg）；
─水密度（Kg/L）；
─砂率（按體积计算）
─每立方混凝土中砂石料的绝对体积（L）
二、模板的制作及安装
临水面的模板暂称为前模。前模模板的板面采用4mm钢板,10号槽钢做横向和竖向围囹,间距400mm。模板的最下边使用10号角钢,以利用角钢的直边使模板下切入土,以增强模板的稳定,同时可防止混凝土的溜跑。
模板下水安装前,用挖泥船对模板下口淤泥进行二次清理,并尽可能地使底面平整,以确保模板平实地着落在预定位置,防止缝口太大,无法堵塞,造成混凝土大量溜跑。
立模的长度根据砼的运输和浇筑能力以5m一段进行。
立模前,要根据老护岸的线型,分段确定水下砼前沿线的位置,每50m左右拉通线,保证各段线型顺直。可采用清淤挖泥船自备设备进行钢模的吊运安装工作。前模模板安装就位后,在模板外侧放出固定模板用的槽钢的桩位。模板外侧固定采用20号槽钢,下部做成锲形,入土100cm,间距80cm,具体入土深度及间距视河底土质情况及试验段情况而定。并用钢管横向连接20号槽钢使其成一体。模板上口内侧用木方固定前模模板,以确保浇筑的宽度。模板上口外侧,采用在老墙身上设置膨胀螺栓外接拉条固定。拉条采用14mm圆钢,间距80cm,每根20号槽钢两侧各设一根,用蝶卡和螺母固定在20号槽钢外侧的横向水平钢管上;在老护岸顶用电钻打深不小15cm,直径20mm的孔,用Φ20的圆钢做地锚和拉条,拉条一端带有弯钩,与地锚焊接牢固,另一端与20#槽钢外侧两根水平焊管对拉,拉条间距80cm,同时用3个1t的倒链在中间加密加固。当老护岸压顶不牢固,不能生根固定拉条时,可以在墙后填土中打入脚手管做地锚,通过扣件固定脚手管,替代原来直径20mm的拉条。打入深度及根数可通过试验段情况而定。如果墙身的块石结构过于松散,可先用砂浆砌筑修理,然后打膨胀螺丝生根。
侧模采用钢模板加木模板组合,与前模用刚性连接成一个整体。侧模板的尺寸比理论尺寸小10cm,安装模板时,根据老护岸墙面的具体轮廓,在侧模与老护岸之间加一块不定尺寸的木模板,用海绵填塞缝,并用模板钩和钢管固定。
模板固定牢固后,测量人员在模板内侧面上用红油漆画出砼浇筑高度。
在浇注老护岸前水下砼时,原老护岸墙身排水管需要接长,以保持排水管畅通。接长部分的PVC排水管一端采用切割机进行割缝,可以割取3条缝,每条缝长5cm～10cm,便于插入原墙身排水管中。同时,在PVC排水管的另一端采用封口胶带进行封堵,以防砼施工中砼的进入,在砼施工完成拆模后再开通。
三、水下混凝土浇筑
桩基混凝土灌注采用垂直提升导管法施工，灌注设备主要由导管、混凝土储料斗、溜槽、漏斗等组成。导管使用前要进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量标码等工作，并经监理工程师检查合格后下放导管。在浇筑桩基混凝土前，需对桩孔进行全面的检查，当孔深、沉淀厚度满足设计要求、泥浆相对密度达到1.03～1.10、含砂率＜2%、粘度17～20pa.s、胶体率＞98%的要求时，可以进行混凝土浇注。
混凝土具有良好的和易性，灌注时保持有足够的流动性，其坍落度宜控制在18～22cm，首批混凝土的初凝时间控制在15h以内。开始灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离控制在40cm左右，且使导管埋入混凝土的深度不小于1.4ｍ。首批混凝土灌注后，连续灌注，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间，灌注过程中每隔20min左右用测深锤探测孔内混凝土面标高，并测算混凝土上升高度和导管埋深，以便及时调整导管埋深，一般情况下导管埋深控制在4～6ｍ。混凝土导管不宜埋置过深，拆除导管应迅速及时，拆除后导管要检查密封圈好坏，及时更换密封圈，并保证导管有足够的安全埋管深度。为确保成桩质量，桩顶加灌0.5～1.0m高度。
结束语
水下混凝土施工直接影响到工程的质量，也是保证工程建成后安全、高效运营的关键。水下混凝土施工在工程中比较常见，处理方法也很多。在实践中如何根据具体的工程地质条件和工程特点，因地制宜制定合理的施工方案，来保证工程的质量是一个值得研究的课题。
参考文献
[1]蒋青.水运工程混凝土施工技术[M].北京:中国水利水电出版社,2006.
[2]中国人民共和国行业标准,内河航道维护技术规范[S].北京:人民交通出版社,2005.
关键词：水下混凝土；施工；技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
一、混凝土配合比设计
混凝土配合设计应符合混凝土的设计强度、耐久性及施工要求，并应经济合理。混凝土施工配制强度fcu,o应按下式计算：
fcu,o=fcu,k+1.645σ
式中fcu,o——混凝土施工配制强度（Mpa）
fcu,k——设计要求的混凝土立方体抗压强度标准值（Mpa）
σ——工地实际统计的混凝土立方体抗压强度标准差（Mpa）
混凝土强度标准差的平均水平
强度等级＜C20C20～C40＞C40
σ（Mpa）3.54.55.5
1、水灰比选择
水灰比的选择同时满足混凝土强度和耐久性要求。
（1）用建立强度与水灰比曲线的方法求水灰比
按制定的坍落度，用实际施工应用的材料，拌制数种不同水灰比的混凝土拌合物，并根据28天龄期的混凝土立方体试件的极限抗压强度绘制强度与水灰比的关系曲线，从曲线上查出与混凝土配制强度对应的水灰比。
（2）按耐久性要求规定的最大水灰比允许值，我江苏省地区基本都是淡水，水上区、水位变动区的水灰比最大允许值都为0.65，水下区的水灰比最大允许值为0.6.
按强度要求得出的水灰比应与按耐久性要求规定的水灰比相比较，取最小值作为配合比的设计依据。
2、选择用水量
根据所用的砂石情况和确定的坍落度，按各地区经验确定用水量，用卵石时，用水量可减少10kg/m3～15kg/m3,采用粗砂时，用水量可减少10kg/m3，采用细砂时，用水量可增加10kg/m3，采用外加剂时可相应减少用水量。
3、确定最佳砂率
按选定的水灰比和用水量计算近似的水泥用量，并按各地区经验选取数种不同砂率，在保持水泥用量和其它条件相同的情况下，拌制混凝土拌合物，并测定其坍落度，其中坍落度最大的一种拌合所用砂率为最佳砂率。采用卵石时，砂率可减少2%—4%，采用细砂时，砂率可减少3%，采用粗砂时，砂率可增加3%。
4、确定水泥用量
按选定的水灰比和已确定的最佳砂率，拌制数种水泥用量不同的混凝土拌合物，测定其坍落度，并绘制坍落度与水泥用量的关系曲线，从曲线上查出与施工要求坍落度相应的水泥用量。同时，钢筋混凝土在大气区最低水泥用量为360kg/m3，浪溅区最低水泥用量为400kg/m3、水位变动区最低水泥用量为360kg/m3，水下区最低水泥用量为300kg/m3。
5、确定砂石用量
计算每立方米混凝土中的砂石用量宜采用绝对体积法。
式中：─混凝土拌合物中的空气含量，以占混凝土体积的百分比数表示，对于普通混凝土取A=0；
─每立方混凝土中的水泥用量（Kg）；
─水泥密度（Kg/L）；
─每立方混凝土中砂的质量（Kg）；
─砂表观密度（Kg/L）；
─每立方混凝土中的石的质量（Kg）；
─石表观密度（Kg/L）；
─每立方混凝土的用水量（Kg）；
─水密度（Kg/L）；
─砂率（按體积计算）
─每立方混凝土中砂石料的绝对体积（L）
二、模板的制作及安装
临水面的模板暂称为前模。前模模板的板面采用4mm钢板,10号槽钢做横向和竖向围囹,间距400mm。模板的最下边使用10号角钢,以利用角钢的直边使模板下切入土,以增强模板的稳定,同时可防止混凝土的溜跑。
模板下水安装前,用挖泥船对模板下口淤泥进行二次清理,并尽可能地使底面平整,以确保模板平实地着落在预定位置,防止缝口太大,无法堵塞,造成混凝土大量溜跑。
立模的长度根据砼的运输和浇筑能力以5m一段进行。
立模前,要根据老护岸的线型,分段确定水下砼前沿线的位置,每50m左右拉通线,保证各段线型顺直。可采用清淤挖泥船自备设备进行钢模的吊运安装工作。前模模板安装就位后,在模板外侧放出固定模板用的槽钢的桩位。模板外侧固定采用20号槽钢,下部做成锲形,入土100cm,间距80cm,具体入土深度及间距视河底土质情况及试验段情况而定。并用钢管横向连接20号槽钢使其成一体。模板上口内侧用木方固定前模模板,以确保浇筑的宽度。模板上口外侧,采用在老墙身上设置膨胀螺栓外接拉条固定。拉条采用14mm圆钢,间距80cm,每根20号槽钢两侧各设一根,用蝶卡和螺母固定在20号槽钢外侧的横向水平钢管上;在老护岸顶用电钻打深不小15cm,直径20mm的孔,用Φ20的圆钢做地锚和拉条,拉条一端带有弯钩,与地锚焊接牢固,另一端与20#槽钢外侧两根水平焊管对拉,拉条间距80cm,同时用3个1t的倒链在中间加密加固。当老护岸压顶不牢固,不能生根固定拉条时,可以在墙后填土中打入脚手管做地锚,通过扣件固定脚手管,替代原来直径20mm的拉条。打入深度及根数可通过试验段情况而定。如果墙身的块石结构过于松散,可先用砂浆砌筑修理,然后打膨胀螺丝生根。
侧模采用钢模板加木模板组合,与前模用刚性连接成一个整体。侧模板的尺寸比理论尺寸小10cm,安装模板时,根据老护岸墙面的具体轮廓,在侧模与老护岸之间加一块不定尺寸的木模板,用海绵填塞缝,并用模板钩和钢管固定。
模板固定牢固后,测量人员在模板内侧面上用红油漆画出砼浇筑高度。
在浇注老护岸前水下砼时,原老护岸墙身排水管需要接长,以保持排水管畅通。接长部分的PVC排水管一端采用切割机进行割缝,可以割取3条缝,每条缝长5cm～10cm,便于插入原墙身排水管中。同时,在PVC排水管的另一端采用封口胶带进行封堵,以防砼施工中砼的进入,在砼施工完成拆模后再开通。
三、水下混凝土浇筑
桩基混凝土灌注采用垂直提升导管法施工，灌注设备主要由导管、混凝土储料斗、溜槽、漏斗等组成。导管使用前要进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量标码等工作，并经监理工程师检查合格后下放导管。在浇筑桩基混凝土前，需对桩孔进行全面的检查，当孔深、沉淀厚度满足设计要求、泥浆相对密度达到1.03～1.10、含砂率＜2%、粘度17～20pa.s、胶体率＞98%的要求时，可以进行混凝土浇注。
混凝土具有良好的和易性，灌注时保持有足够的流动性，其坍落度宜控制在18～22cm，首批混凝土的初凝时间控制在15h以内。开始灌注首批混凝土时，导管下口至孔底的距离控制在40cm左右，且使导管埋入混凝土的深度不小于1.4ｍ。首批混凝土灌注后，连续灌注，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间，灌注过程中每隔20min左右用测深锤探测孔内混凝土面标高，并测算混凝土上升高度和导管埋深，以便及时调整导管埋深，一般情况下导管埋深控制在4～6ｍ。混凝土导管不宜埋置过深，拆除导管应迅速及时，拆除后导管要检查密封圈好坏，及时更换密封圈，并保证导管有足够的安全埋管深度。为确保成桩质量，桩顶加灌0.5～1.0m高度。
结束语
水下混凝土施工直接影响到工程的质量，也是保证工程建成后安全、高效运营的关键。水下混凝土施工在工程中比较常见，处理方法也很多。在实践中如何根据具体的工程地质条件和工程特点，因地制宜制定合理的施工方案，来保证工程的质量是一个值得研究的课题。
参考文献
[1]蒋青.水运工程混凝土施工技术[M].北京:中国水利水电出版社,2006.
[2]中国人民共和国行业标准,内河航道维护技术规范[S].北京:人民交通出版社,2005.