水下浇筑混凝土,比如珠港澳大桥,和普通建筑浇筑混凝土有什么大的区别?

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2018-09-30

1、水下浇筑混凝土的意思是在水平面以下浇筑混凝土,而非真的往水里面浇混凝土。

2、暂且不谈港珠澳大桥,水下混凝土浇筑,都是要采取措施隔绝海水(围堰,沉箱,沉管,混凝土灌注排水等)后,在空气中浇筑混凝土。且不说什么腐蚀的问题,往水里灌混凝土,水灰比就控制不住,瞬间就没强度了。如果采用混凝土排水,这部分混凝土是要废掉的。

3、港珠澳大桥除了现场浇筑混凝土外,大量的桥墩是在岸上预制,然后到桥址所在地拼装的。

4、海上使用的混凝土与一般的建筑混凝土比,是有差别的,但不是题主所理解的差别。海上使用的混凝土,我们称之为海工混凝土。



海工混凝土除强度和拌合物的和易性应满足设计、施工要求外,尚应具有所需的抗渗性、抗冻性、抗蚀性、防止钢筋锈蚀和抵抗冰凌撞击的性能。此外钢筋也要做特殊的防护。

抛开海水不说,水下浇筑混凝土一般水泥用量和胶凝材料要增大比例,还有一点用导管浇筑所以对混凝土流动性要求比较高,石子粒径和沙率都要控制。



水下混凝土,工程中常见于灌注桩的施工,原材配比和普通混凝土差别,再者流动性一定要好,就是塌落度一定要控制好。施工时,混凝土通过导管到达水下,利用其密度比水或泥浆比重大的原理作业,导管埋深一直是在混凝土中的,不间断灌注,同时同步提升导管。混凝土因流动性往上翻涌,隔开水的。施工完毕,构造物顶部于水或泥浆接触的部分一般都要凿除的。

减水剂调配方面,应该侧重低减水高保坍的搭配方法。充分保证混凝土有良好的工作性。凝结时间不宜太短。

海水含氯离子,会逐步侵蚀混凝土,最终进入并腐蚀钢筋致钢混桥墩达不到承重标准,这个过程20-40年就有影响了,而港珠澳大桥香港方面坚持设计寿命要120年。所以港珠澳大桥用的混凝土是添加特殊成份,具有防止氯离子渗透功能,据说泡120年,氯离子都不进去多少,也就不会有腐蚀钢筋的问题。

泡海水里的钢筋混凝土跟普通建筑物和泡淡水的是完全不一样的,这个防腐蚀的问题在90年代初刚提出港(ling)珠(ding)澳(yang)大桥的时候就有做破坏实验和材料预研。属于大桥工程的一个重要技术点。

关于港珠澳大桥东西人工岛和沉管预制的信息:

一、东西人工岛。简略施工步骤是:

1、西人工岛以及相邻三节的基槽挖泥、回填沙;

2、西小岛区隔型钢板桩沉设形成止水围堰以及基坑支护;

3、小岛内回填沙;

4、施工西人工岛隧道暗埋段。



上面这个图是示意图,可见施工人工岛时候周围形成了钢板桩围堰,这种情况下施工的状况和陆上施工基本一致,只不过环境艰苦很多(施工人员技术人员真心很苦逼呀~),后期钢板桩围堰还要拆除,混凝土结构的抗腐蚀要求还是比较高的。


二、沉管预制

和徐腾飞、袁栋提到的桥梁一样,沉管也多采用陆上预制,拖轮浮运的方式进行水下安装。沉管水下安装到位后会在沉管周围回填沙土,进行保护。对于沉管预制的混凝土结构相对于于普通混凝土结构更加注重耐久性的控制,为低渗透高耐久混凝土。沉管预制的混凝土主要采用冷却水+冰的综合温控方案,节段采用养护棚保温保湿方式进行养护,管节预制混凝土不允许出现有害裂缝,允许的裂缝最大宽度≤0.2mm,还有就是大侠提到防止氯离子腐蚀的问题。



总的,对于水下采用预制的水工结构,个人理解耐腐蚀性需要等级高一点,对于直接浇筑的结构一般也会形成围堰与海水隔开,还是要相应的提高耐久性等方面的等级。

最近看到一种地下连续墙浇筑水下混凝土的方法。地下连续墙墙身混凝土采用导管法灌注水下混凝土,根据本工程地下连续墙的分幅情况,所有墙幅均采用两根导管进行灌混凝土。导管由灌注架提升,地下连续墙灌注方法见下图所示。



1、水下混凝土性能

设计墙体混凝土强度等级为C40,混凝土入孔时混凝土的坍落度控制在20±2cm,。水泥选用普通硅酸盐水泥,设计专用混凝土配合比,使混凝土满足水下灌注要求。

2、导管的使用

导管插入到离槽底标高0.3m~0.5m(以放出隔水球为宜),方可浇注砼,浇灌砼前应在导管内临近泥浆面位置安设好砼隔水球。

检查导管的安装长度,并做好记录,每车砼测一次砼面上升高度并填写记录,导管插入砼深度应保持在2~4米。

导管使用前进行试拼试压,试压压力为0.6~1.0Mpa,导管应尽量靠近接头。

3、隔水栓采用气囊隔水栓。

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