水下混凝土工程的施工可采用直升導管法、箱袋法、鋪石灌漿法和混凝土泵輸送法等。本文結合宛坪高速公路的具體情況,探討采用直升導管法灌注水下混凝土的一系列質量控制措施。
用直升導管法灌注水下混凝土,是將混凝土拌和物是通過導管下口,進入到初期灌注的混凝土(作為隔水層)下面,頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿或水上升。為使灌注工作順利進行,應盡量縮短灌注時間,堅持連續(xù)作業(yè),使灌注工作在首批混凝土初凝以前的時間完成。
1灌注機具的準備
1.1導管
導管是灌注水下混凝土的重要工具,用鋼板卷制焊成或采用無縫鋼管制成。其直徑按樁長、樁徑和每小時需要通過的混凝土數量決定,可按表1選用。為了保證導管強度和剛度,管壁厚度根據導管直徑、總長度和制成方法宜按表2選用。
導管連接方法有法蘭盤、絲扣和卡口3種。法蘭盤連接已逐漸被淘汰。絲扣連接如同鉆探用鉆桿一樣,導管兩端外周有公、母絲扣,連接時將導管接公母絲扣套入,用管子鉗扳手擰緊。此法僅能用于無縫鋼管制成的導管。
導管分節(jié)長度應便于拆裝和搬運,并小于導管提升設備的提升高度。中間節(jié)一般長2m左右,下端節(jié)可加長至4~6m,漏斗下可配長約1m的上端節(jié)導管,以便調節(jié)漏斗的高度。中間節(jié)兩端焊有法蘭,以便用螺栓互相連接。上下兩節(jié)法蘭盤之間,應墊以4~5mm厚橡膠墊圈,其寬度外側齊法蘭盤外邊緣,內側宜稍窄于法欄內緣。為防止在提升導管時卡掛鋼筋骨架,可在每節(jié)導管上套裝一個用1.5mm厚鋼板制的錐形活動護罩,以便在提升導管時,罩住下法蘭。
導管制作應力求堅固,內壁應光滑、順直、光潔和無局部凹凸。各節(jié)導管內徑應大小一致,偏差不大于±2mm。
導管上下法蘭應與導管軸線垂直。為保持法蘭位置正確和防止焊接時變形,焊制可在特制的胎具上進行。
導管在使用前和使用一個時期后,除應對其規(guī)格、質量和拼接構造進行認真的檢查外,還需做拼接、過球、水密、承壓、接頭、抗拉等試驗。水密試驗室的水壓應不小于井孔內水深1.3倍的壓力;進行承壓試驗時的水壓不應小于導管壁可能承受的最大內壓力Pmax。Pmax可按下式計算:
Pmax=1.3(γchcmax-γwHw)(1)
式中:Pmax—導管可能承受的最大內壓力,kPa;
γc—混凝土容重(用24kN/m3),kN/m3;
Hcmax—導管內混凝土柱最大高度,采用導管全長,m;
γw—鉆孔內水或泥漿容重,泥漿容重大于12kN/m3時不宜灌注水下混凝土kN/m3;
Hw—鉆孔內水和泥漿深度,m。