專利名稱：水下鋼筋混凝土構筑物的施工方法
技術領域：
本發明涉及一種水下構筑物工程的施工方法，尤其涉及一種水下砼消力池的施工方法。
本發明所采用的技術方案是選擇一艘合適的駁船，停泊在工程位置附近，在甲板上架設鋼平臺，在其上制作鋼筋籠和模板，用船吊將鋼筋籠、模板整體吊沉下水，船吊輔助澆筑水下砼。
通過施工方案的比較和實踐，采用船只水上施工的方案，克服了水下鋼筋綁扎、支模的質量缺陷，施工質量上有保證并能達到設計要求。經檢驗，水下砼消力池混凝土實測強度超過設計強度，位置軸線縱向偏差為向上游偏7厘米，橫軸扭轉偏差為2.8厘米，平均標高偏差+3.9厘米，均小于設計要求。本發明的效果是1)制作時受潮汐、水流影響小，模板、鋼筋的施工均可采用常規方法，施工質量有保證；2)船吊施纜后位置相對固定，水上定位比較容易控制；3)水下砼澆搗方便；4)施工成本低，工期短。
(2)標高控制通過堤頂及碼頭上的水準控制點，在φ60鋼管上部標定水準標高，用作挖泥成槽、塊石基礎施工的依據。施工時水下標高測量采用探尺結合水準儀進行。
(3)測量定位標準考慮在水中控制定位的難度，又由于排水管長達100，經與設計協商，允許施工后的消力池平面定位偏差不大于20厘米，標高偏差小于10厘米，施工消力池造成的實際平面偏差，在鋼管的敷設過程中，以泵房高位出水井鋼管預留孔中心與消力池預留孔中心連接線作為鋼管的軸線，高程偏差在彎折處予以調整。2、基槽開挖設計消力池基礎底標高為黃海高程-2.8m，施工潮位一般在+2.5m左右，其所處位置土方均為水下開挖，因此需使用挖泥船施工。采用一條挖泥船配合一條小型駁船進行消力池的基礎開挖施工。
挖泥船選用抓斗挖泥船，開挖時根據實際泥層厚度，挖槽寬度和機械能力，確定分層，分條開挖。分條開挖時，條與條之間應有重疊區，以免形成欠挖土埂，挖泥船施工當流速小于0.5m/s時，可采用順流開挖，當流速不小于0.5m/s時，采用逆流開挖，成槽深度采用標尺觸探，控制只深不淺。開挖結束后采用排泥吸管清除浮泥，部分突出高墩及轉角位置，由潛水員下水采用高壓水槍沖刷后用排泥管抽吸整平，復測標高至達到設計要求，后道水下工程工序施工前必須用排泥吸管再一次清除浮泥，確保基礎施工質量。
施工過程中注意監控挖泥船的位置和移動，隨時用標尺測量槽深，排泥管吸泥時控制管道平坦順直，避免死彎。由于水下、水下同時進行機械設備和潛水人員交叉用業，另設一條小船用作指揮和安全監控。3、加筋土工布鋪設鋪設加筋土工布是為了防止基底的泥沙淘空，起到有效地保護基礎的作用，本工程選用丙輪機織無紡土工織物，重量不小于250克/m2，用雙線包縫拼合，縫的抗拉強度不低于布強度的60％。考慮土工布鋪設時要求連續，不得出現扭曲、折皺和重疊，土工布鋪設采用鋼管作為軸心卷成卷，由潛水員在水下滾動鋪設展開，從一端向另一端進行鋪設，端部必須錨固，展開后立即用大石塊壓住固定，左右相臨土工織物的接頭采用搭接，每隔1米用一個“U”形釘插入沙土中作連接固定。
土工布鋪設一次不宜過長，土工織物上拋石時，要求先鋪上一層100mm厚卵石層，作為土工布的保護層。4、碎石基礎施工土工布鋪設后鋪設700厚10～150KG規格的塊石，將挖泥船的抓斗卸下，改裝成反鏟挖斗，配合塊石的拋擲。塊石須有一定的級配，避免出現較大空隙。為防止大的塊石沖擊損壞土工布，拋擲前由潛水員對土工布的卵石保護層進行檢查。拋擲過程中，通過標尺監測江底的石塊拋擲厚度，并由潛水員在低潮位時進行整平。
待塊石拋擲完畢，在塊石的頂面灑30厘米厚碎石層，碎石的找平，由4名潛水員在水下根據水尺的標高，共同推一根20號槽鋼來進行。5、鋼筋籠制作消力池結構平面為等腰梯形，外形尺寸最長21米，寬度為15米。考慮船的寬度不足和甲板的不平整，根據實際情況，為了便于鋼筋籠制作和模板安裝，需在船上搭設1只鋼筋籠制作平臺，平臺寬度大小按照鋼筋籠尺寸考慮外圍護欄每邊各放出1米。在本實施例中，以此為標準選用一艘400噸駁船，甲板上鋪20號槽鋼操平做成鋼平臺。400噸甲板駁的參數為總長27.5米，型寬12米，型深3米。可以滿足鋼筋籠制作和模板安裝的需要。
甲板駁鋼平臺拋錨定位在消力池與岸邊平行的一側附近。鋼筋運輸通過簡易棧橋運至甲板駁上。在平臺上根據設計圖標出消力池的形外和鋼筋間距，以保證鋼筋的位置正確。鋼筋連接全部采用焊接形成整體鋼筋籠。
鋼筋籠整體制作時，側面采用定加工的“π”型鋼板作保護層，“π”型鋼板中心穿孔，以便用穿墻螺栓固定內外模板。鋼筋籠底部綁扎50×50cm的預制砼塊，每25m2設置一塊，使鋼筋籠下沉后有足夠的支承和保護層，確保鋼筋位置正確。在經計算確定的吊點部位，采用型鋼加固成桁架，翼墻及底板轉角處設置撐筋，確保起吊時的剛度。
鋼筋籠施工前根據水文條件及7天內天氣預報確定時間，確保船只無擱淺和風浪的威脅。鋼筋籠在施工期間采用鋼絲繩與船只拉牢，避免船只晃動造成安全威脅。6、模板安裝模板主要為翼墻側膜，模板的做法與常規的陸地施工基本相同。在翼墻鋼筋籠內外側焊接中間開孔的“八字形鐵件”，間距1米，既作為砼保護層墊塊又作為模板安裝的靠山。采用18厚九夾板作為內外模。模板外設水平及豎直圍檁，內外模板用拉桿螺栓穿過“八字形鐵件”相對固定，使模板與鋼筋籠形成一個整體。由于側翼兩端高差2.6m，此部分模板上口設置小眼鋼板網，以防止澆筑時砼流失。7、鋼筋籠吊放組裝完成的鋼筋籠連同模板總重約為25噸，選用一艘60噸的起重船(進入施工水域后再安裝起吊扒桿)，前側左右和側后左右各施放纜索，使起重船能沿大堤方向左右移動，利用船吊的動力前后移動，同時收緊纜索能使船吊可在水流微波中相對靜止，可以滿足吊運要求。吊運選擇微風晴好天氣、高潮位時進行，起吊時間根據潮位表，選擇在漲潮剛結束時進行，移動、沉放在平潮時進行，在退潮前完成沉放。
由于消力池平面尺寸較大達到250m2，起吊時使用船吊的1主2副吊鉤，分前中后4排3組設置16個吊點，下設鐵扁擔。起吊前進行試吊并調整各吊索，使各吊點同時受力和保持鋼筋籠呈水平狀。在鋼筋籠的中軸線和后翼墻兩角上設Φ25鋼筋豎直標尺，高度為鋼筋籠下沉后露出水面500。在大堤和棧橋上各設置一臺經緯儀，船岸采用對講機聯絡。通過反復收放纜索和船吊的前進后退的微動，使鋼筋籠定位準確。8、水下混凝土澆筑消力池位置離碼頭棧橋和岸邊不遠，砼澆搗采用商品砼，在碼頭棧橋上布置一臺砼輸送泵，輸送管經簡易施工棧橋接到消力池邊，通過軟管接到料斗，料斗下接導管，由船吊控制料斗作水平移動至澆搗點并控制料斗高低，澆搗點根據消力池大小和砼流動范圍事先確定，各澆搗點的分區結合部位置的鋼筋籠中設置鋼板網。
為減小澆搗時水流和波浪沖刷砼，澆搗砼選擇潮高較低波浪不大的日子進行，砼采用水下不離析砼，坍落度25～27cm，其配比由專業單位確定，經試驗合格后采用。
摻水中不分離劑混凝土的性能指標

根據研究試驗，加入UWB型絮凝劑的砼具有早強、抗滲、自流平、無須振搗的性能，流動半徑大，不易發生冷縫，可進行整體澆搗。經試驗，不離析砼在距水底60cm水中自由下落后，混凝土中水泥含量保持原含有量的92.3％。
水下砼澆筑采用導管法，以每根導管影響半徑2.5～3.5m，根據消力池外形尺寸，將底板分為5塊澆筑區，翼墻每隔6m左右設一根澆搗管，底板澆筑完成砼初凝后，再澆筑翼墻砼。
開始澆筑時導管下口離開底部10cm左右，在導管內經常充滿砼及保證連續供料條件下可將砼導管上提，從砼中拔出5～10cm，讓砼在水中自由落下。澆筑過程中由潛水員水下配合導管下插、砼面測量、澆搗翼墻時指揮導管向上提升等工作。水下砼澆筑完畢，由潛水員立即進行水下整平清理。
權利要求
1.一種水下鋼筋混凝土構筑物的施工方法，其特征在于，包括如下步驟(1)水上測量定位、水下基槽開挖；(2)在船上制作鋼筋籠及安裝模板；(3)將組裝完成的鋼筋籠連同模板吊放沉入水下基槽；(4)進行水下混凝土澆筑。
2.根據權利要求1所述的水下鋼筋混凝土構筑物的施工方法，其特征在于，在步驟1后還包括兩步驟加筋土工布鋪設及碎石基礎施工。
3.根據權利要求1所述的水下鋼筋混凝土構筑物的施工方法，其特征在于，所述的水上測量定位包括平面位置控制及標高控制。
4.根據權利要求1所述的水下鋼筋混凝土構筑物的施工方法，其特征在于，所述的鋼筋籠整體制作時，側面采用定加工的“π”型鋼板作保護層，所述的“π”型鋼板中心穿孔，兼作模板的定位和固定措施。
5.根據權利要求1所述的水下鋼筋混凝土構筑物的施工方法，其特征在于，所述的鋼筋籠吊放方法為起吊時允分使用船吊的主副吊鉤，分前后左右設置若干個合適的吊點，吊點下設鐵扁擔，調整各吊索，使各吊點同時受力和保持鋼筋籠呈水平狀。在鋼筋籠的中軸線和墻角上設鋼制豎直標尺，高度為鋼筋籠下沉后露出水面500，用以控制沉放位置正確。
6.根據權利要求1所述的水下鋼筋混凝土構筑物的施工方法，其特征在于，所述的水下混凝土澆筑水下砼澆筑采用導管法。
7.根據權利要求1所述的水下鋼筋混凝土構筑物的施工方法，其特征在于，所述的砼采用水下不離析砼，坍落度25～27cm。
全文摘要
一種水下鋼筋混凝土構筑物的施工方法，其特征在于，包括如下步驟(1)、水上測量定位、水下基槽開挖；(2)、在船上制作鋼筋籠及安裝模板；(3)、將組裝完成的鋼筋籠連同模板吊放沉入水下基槽；(4)、進行水下混凝土澆筑。通過施工方案的比較和實踐，采用船只水上施工的方案，克服了水下鋼筋綁扎、支模的質量缺陷，施工質量上有保證并能達到設計要求。本發明的效果是1)制作時受潮汐、水流影響小，模板、鋼筋的施工均可采用常規方法，施工質量有保證；2)船吊施纜后位置相對固定，水上定位比較容易控制；3)水下砼澆搗方便；4)施工成本低，工期短。
文檔編號E02D29/09GK1446988SQ0311500
公開日2003年10月8日 申請日期2003年1月21日 優先權日2003年1月21日
發明者畢俊成, 李伯威, 湯涌 申請人:上海市第二建筑有限公司