单导管浇筑大型水下封底混凝土施工工法.docx

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1、单导管浇筑大型水下封底混凝土施工工法1、前言大型水下封底混凝土浇筑施工一直以来是桥梁施工中的难点，封底混凝土方量大需要解决混凝土生产供应能力要求高的问题，时间长需要解决混凝土初凝对灌注影响问题，多导管浇筑混凝土需要解决多次压水的问题。针对上述难题，我公司研究开发了单导管浇筑大型水下封底混凝土施工技术，并成功应用于湖南省冷水江市资江二桥主墩2个承台中，取得了良好效果，经总结形成本工法。本工法关键技术于2017年1月6日经湖南省住房和城乡建设厅组织技术评估，认为本工法关键技术达到国内领先水平。本工法关键技术在已获发明专利水下接桩装置（专利号：Z1200810143239.9）的基础上，对大型水下封

2、底混凝土施工方法进行技术创新，研发了一种单导管灌注大型水下封底混凝土的施工方法并申请了发明专利（专利申请号：201610643900.7）02、工法特点2.1 本工法突破传统灌注工艺，将钢套箱水下封底混凝土划分成几块分次进行浇筑施工，解决了混凝土供应能力不满足大型水下封底混凝土需求矛盾，解决了封底工作不能在封底混凝土初凝时间内完成影响封底施工质量的矛盾，有利于封底成功；2.2 根据公司已有的水下接桩装置专利技术原理，利用钢导管配自密愈合器完成大型水下封底混凝土灌注，实现了多点灌注混凝土之间无缝对接，杜绝形成泥浆杂物薄弱夹层缺陷，确保了封底质量和结构安全；2.3 钢导管配自密愈合器可以在混凝土初

3、凝前再次插入混凝土面重新浇筑混凝，可以满足封底混凝土顶面水下补充找平；2.4 本工法施工工艺简单，以单导管一次压水取代传统的多导管多次压水，无需大型支架和中心储料盆及配套临时设施，降低了劳动强度和施工成本，节省了施工工期。3、适用范围本工法适用于钢套箱（钢围堰）水下混凝土封底工程，特别适宜混凝土供应能力不能满足大体积水下封底混凝土要求的有底套箱工程，以及600m2以上面积、封底厚度Im以上封底工程。对封底面积不大于200m2或封底混凝土方量在5OOm3以内封底工程只需单导管封底技术而不需采取分块技术；对没有底模钢围堰可以改变分块方式为圆筒方式，然后采用单导管浇筑工艺；对封底厚度3m以上大体积封

4、底工程可以采用单导管封底技术配23套导管进行浇筑施工。4、工艺原理基于封底混凝土止水、挡土、抗浮与承重的作用，通过设置竖向分隔钢板将封底混凝土化大为小，然后分块分批次浇筑封底混凝土；通过在导管底口安装自密愈合器，使得导管可以重新顺利插入原混凝土内，新灌注的混凝土可以与原混凝土良好结合，保持混凝土的连续性，确保混凝土质量不受任何影响。5、施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程（见图5.1）5.2 图5.1施工工艺流程图5.3 操作要点521施工准备、钢套箱加工1）做好钢套箱结构设计、钢套箱安装下沉方案设计;分仓大小（12h既是混凝土初凝时间也是工作人员可以接受连续工作时间），尽量对称分隔，在

5、底模上安装直线型分隔板进行分块，可分成24块，分3块方案见图521示意；分隔板尽量与套箱壁垂直接触，避免锐角（特别是死角）；分隔板与钢护筒要有60Cm以上间隙，确保封底混凝土流动、填充效果良好。522钢套箱底节拼装、分隔板安装在水面以上拼装钢套箱底模，作为拼或降钢套箱平台，在平台上拼装（或大型设备整体安装）钢套箱第1节，完成底节拼装（安装）后在底模上安装分隔板将钢套箱封底混凝土分成若干块（采用先下钢套箱后安装底模，则分隔板采用圆筒式）。分隔板高度根据封底混凝土厚度而定，预留3cm浇筑找平层。直线型分隔板焊接在钢套箱底模面板上，加槽钢（角钢）骨架和斜撑，必须足够抵抗水下封底混凝土侧压力。分隔板靠

6、紧套箱壁但不焊接（不影响钢套箱拆除），与套箱底模焊接可以是间断焊（底模面板不回收）。分隔板在套箱内接长，注意接头必须是对接焊而不能是搭接焊（搭接焊在钢板间留有缝隙最终会导致封底混凝土冒水）。确保分隔板干净（如果利用废旧模板做分隔板更要注意），与混凝土粘结良好，避免施工缝渗水，同时在分隔板上垂直焊接锚固钢筋，使分块封底混凝土连接成一体。523钢套箱接高拼装、下沉到位完成钢套箱底节和分隔板安装后，进行钢套箱的下放。第一节钢套箱下放到位后，调整套箱上沿标高至同一水平面，然后进行余下钢套箱的拼装与下放。套箱整体下放到位后，安排潜水员堵塞底模板与钢护筒之间预留的间隙。524搭设浇筑封底混凝土工作平台，做

7、好封底施工准备1搭设施工平台，满足储料盆布置、工作人员行走和导管布设，在平台上布置相应数量的测点和测绳，对导管的埋深，封底混凝土的浇筑高度进行准确的控制。施工平台利用贝雷片、工字钢、木板搭设。2提前做好封底混凝土配合比设计，调整好初凝时间和塌落度等工作性能；做好封底混凝土浇筑方案，做好施工组织设计，做好安全技术交底;3加工自密愈合器，导管底口进行改造;图5.2.4自密愈合器与导管连接示意5.3.5 分批次导管压水开灌封底混凝土根据水下混凝土施工工艺，在钢套箱（围堰）某分块一端布设一个不小于8m3储料盆，储料盆前安放钢导管，导管上口安1m3大小料斗，吊车起吊，定位在离钢套箱（围堰）壁2m左右位置

8、（比较容易满足导管埋深），料斗与储料盆溜槽相连。先在储料盆备好一定数量混凝土，混凝土泵车管插在储料盆内，另外一台混凝土搅拌车（8IOm3）就位，吊车控制导管离底面15-20cm（料斗装料后会下降5cm左右），打开储料盆阀门，混凝土流入料斗约2/3时吊车小勾拔起导管封水球，此时混凝土泵车及时向储料盆泵送混凝土，压水混凝土一气呵成，应满足导管埋置深度大于60Cm要求。526压水部位封底混凝土达到设计高度导管压水后保持导管位置不变，继续泵送混凝土，直至该位置封底混凝土高度达到（可高5IoCm）设计高度。在施工过程中所有机具设备必须保证运转正常，发现问题及时处理。527拔出导管、安装自密愈合器压水位置

9、封底混凝土高度达到设计高度，吊车大钩将料斗和导管提出水面，在导管底加装自密愈合器（导管底事先加工好安装自密愈合器插套和定位环），用吊车小勾连接自密愈合器连接插销。5.2.8 混凝土泵车往导管内泵送1/2水深封底混凝土吊车将导管支在平台面使自密愈合器刚好接触受力（避免混凝土冲击力损坏自密愈合器），然后用混凝土泵车往导管灌注封底混凝土，当导管内混凝土高度约1/2水深时（通过导管直径计算方量）暂停输送混凝土，此时导管底已经密封具备止水功能。529将装混凝土导管插入已浇封底混凝土内在封底混凝土前进方向量测该位置已浇封底混凝土厚度，选择封底混凝土厚度达1/2设计厚度位置（60cm以上）作为下一个灌注点，

10、吊车慢慢将装有混凝土和自密愈合器导管在该位置沉入水中，直至导管底插入已浇封底混凝土中（40cm以上）。5210打开自密愈合器、灌注封底混凝土至设计高度导管插入到位后用吊车小勾起吊拔出自密愈合器连接插销，让自密愈合器自动脱落，紧接着混凝土泵车往导管内泵送混凝土。连续泵送直至该位置封底混凝土高度达到设计高度，在泵送混凝土过程中将自密愈合器提出水面。5.2.11 完成分块灌注，平整封底混凝土顶面当该位置封底混凝土灌注到设计高度后再将导管拔出水面，重新安装自密愈合器，再用混凝土泵车往导管泵送1/2水深高度封底混凝土，插入下一个灌注位置进行封底混凝土灌注，多次循环，直至封底混凝土全部完成。在3个循环后（

11、混凝土初凝时间内）仔细量测已浇完封底混凝土顶面标高，当发现局部偏低较大（10cm以上）时，计算缺少方量，用装混凝土导管插入该位置进行补充，基本做到整体平整。5212其余分块同样工艺灌注完成，整体完成封底浇筑分块浇筑尽量对称进行，每灌注一块封底混凝土均需压水一次，每完成一分块可以择时进行下一分块浇灌，既可以连续浇筑，也可以间断（混凝土终凝后）浇筑。灌注过程中加强量测混凝土顶标高，控制封底混凝土灌注高度，避免混凝土不足或者漫出分割板造成浪费。在施工过程中所有机具设备必须保证运转正常，发现问题及时处理。每分块碎封底首批料开始后要连续作业，一气呵成。5213封底混凝土修整、验收封底混凝土浇筑完成后，待

12、强5天后抽水，（需要加内支撑的及时安装钢管支撑，）全部抽完水后对封底混凝土顶面进行必要清理、修整，割除钢护筒、清理桩头，然后按承台底标高控制浇筑找平层，自检合格后报监理进行验收。6、材料与设备6.1 主要材料本工法涉及结构所使用的钢套箱材料以钢套箱设计图纸为准，各项技术指标按照相关规定检验合格后方可使用。灌注封底所需主要材料见表6.1。表6.1主要材料清单表序号名称规格数量备注1工字钢132a适量根据工作平台大小而定2贝雷片国标适量根据工作平台大小而定3钢丝绳14适量拔自密愈合器插销4钢丝绳o17适量吊装导管、材料5测绳50m3条量测封底混凝土标高6卸扣5T、2T各2个吊装导管、自密愈合器7槽

13、钢1412m压水时导管限位8隔仓板5mm据实将封底混凝土分割成若干块9槽钢io据实分隔钢板斜撑10钢筋20mm据实隔仓板锚固钢筋11电焊条J422据实焊接隔仓板、斜撑、锚筋6.2 主要设备本工法需使用的主要工具设备见表6.2表6.2主要工具设备清单表序号名称规格数量备注1自密愈合器与导管匹配1个辅助灌注封底混凝土2钢导管30导管1套灌注混凝土3料斗Im31个方便混凝土进入导管4储料盆IOm31个封底混凝土压水备料5混凝土泵车臂长适当1台泵送混凝土6吊车不小于30t1台吊导管和拔自密愈合器插销7碎搅拌车8-IOm33台混凝土运输8气焊切割机QG4-62台加工隔仓板9电焊机BX-5004台加工、焊

14、接隔仓板10搅拌站40m3h1个生产混凝土7、质量控制7.1 本工法主要遵照执行的现行规范、规程和标准7.1.1 公路桥涵施工技术规范(JTGTF50-20)7.1.2 公路工程质量评定标准(JTGF80/1-2004)7.2 质量控制措施7.2.1 分隔板平面布置分隔板尽量与套箱壁垂直接触，避免锐角(特别是死角)；分隔板与钢护筒要有60Cm以上间隙，确保封底混凝土流动、填充效果良好。7.2.2 分隔板高度控制由于水下混凝土浇筑时不可能平整，抽水后需要找平，如果设计有调平层，分隔板高度按封底混凝土厚度控制。如果设计没有调平层，考虑施工误差，隔仓板高度按封底混凝土厚度减去3cm控制，预留找平层，

15、见图722。图7.2.2分隔板方案7.2.3 分隔钢板受力控制直线型分隔板焊接在套箱底模上（如果是钢筋混凝土底模则要预埋连接板），同时加劲性骨架和三角斜撑，抵抗封底混凝土侧压力。计算封底混凝土侧压力确定三角斜撑数量，用10焊接在底模上。斜撑45。角，高度分别撑在立柱1/4和3/4位置，根据浇筑顺序确定斜撑安装方向，立柱高度等于隔仓板高，见图722。7.2.4 分隔板与混凝土粘结处理分隔板要求与封底混凝土粘结良好，以防渗水，同时确保封底混凝土受力安全。首先分隔板面要干净，不能粘有泥巴、砂浆等，对采用废旧模板作隔仓板必须特别注意。第二是隔仓板接头要对接焊接，不能搭接焊接，不然搭接部位留有缝隙，封底混凝土封不到，将来漏水风险很大。第三是隔仓板加焊锚固钢筋，在1/2高度以上每平方6根。20螺纹钢作锚筋，可对穿隔仓板，也可两侧分别焊接。7.2.5 自密愈合器受力控制自密愈合器吊环与导管采用