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1、基床升浆工艺的论述,水下升浆就是向预填骨料中压注具有一定性能的水泥砂浆，将预填骨料空隙充填密实，使其形成具有一定强度、一定止水能力的砼。水下升浆发展于希腊，主要用于船坞的“湿法”施工，克服了当时船坞围堰止水难的难点。我国从20世纪80年代开始引进该技术，但一直未普遍应用和被人们所认识。从1996年大连益远六万吨级船坞成功应用了该技术进行船坞“湿法施工”，到2001年大连造船厂新建大坞成功应用该技术进行船坞围堰止水，水下升浆逐渐被设计方所认可，作为船坞围堰的首选方案。,一、技术开发,分局经过多年沿海基础施工已经积累了一定的丰富经验。多项新技术应用在船坞止水工程中，包括水下基床升浆砼、高压旋喷桩、
2、深层搅拌桩等。 水下基床升浆砼作为分局品牌，在1996年大连益远六万吨级船坞成功应用了该技术进行船坞“湿法施工”，到2001年大连造船厂新建大坞应用该技术进行船坞围堰止水，该工法具有码头和围堰止水一次成型。施工工艺简便、施工工期短，取得社会效益和经济效益合理。目前已被多家船坞工程、码头工程和船台工程采用。水下压浆砼逐渐被设计方所认可，作为船坞围堰的首选方案。,二、海洋石油工程青岛制造基地三期项目码头、止水围堰工程工程实例,1、工程概况 海洋石油工程青岛制造基地三期项目码头、止水围堰工程位于青岛市经济开发区海西湾内。工程建设单位为海洋石油工程（青岛）有限公司，设计单位为中船第九设计研究院工程有限
3、公司，监理单位为大连港口建设监理咨询有限公司，施工单位为中交一航局第二工程有限公司。 海洋石油工程（青岛）有限公司码头、止水围堰工程新制造场地位居我国北方航区的中部，青岛经济技术开发区薛家岛，海西湾西岸，毗邻海洋石油工程（青岛）有限公司基地，交通便利。 2、建设规模：沉箱围堰段长570m，土石围堰段长1010m。,3、工程内容：北码头（“L”型）长283.196m，码头面标高为+5.80m，其中南码头前沿设计泥面标高为-12.0m，北码头北侧长边段（200m长）码头前沿设计泥面标高为-10.0m，北码头东侧短边（83.196m长）码头前沿设计泥面标高为-12.0m。南堵头码头由6个沉箱组成，北
4、码头由14个沉箱组成。堵口围堰由10个沉箱组成，长度为200.45m，堵口围堰前沿设计泥面标高为-12.0m。沉箱围堰总体示意图见下图一。,图一沉箱围堰总体示意图,图二 码头基床剖面图,图三 堵口剖面图,图四：沉箱箱基剖面图,图5：青岛中海油沉箱平面图,4、基床施工,该工程基础地质层厚度变化较大，基床需做升浆止水处理，施工时基床底必须清理干净，基床横向及前后侧面必须封堵严密，防止漏浆，以保证基床升浆质量。,5、堵口沉箱需二次起浮,堵口围堰沉箱在堵口功能结束后需二次起浮，施工应采取可靠措施确保其完整起浮二次利用；施工中拟采用两层土工布隔离，减小沉箱与基底之间的粘结力。,6、止水施工是后继工程施工
5、的关键,本工程是船坞干地施工的重要保证，最终必须保证整体抽水坞坑无重大渗漏，因此沉箱及土石围堰的止水工程项目，是整个工程成败的关键。在施工中必须对止水环节有充分的认识，并采取确实可行的工艺及可靠的检测方法，确保止水效果。,7、总流程图,8、基槽挖泥,槽挖泥采用8m3抓斗挖泥船配500m3自航泥驳进行，500m3自航泥驳运泥到指定抛泥区抛泥。开挖厚度超过3m位置分层开挖，不足3m厚的基床进行一层开挖。基槽挖泥在监理验收合格后及时组织抛石，以防止基床回淤。同时挖泥时要加强观测，一旦出现异常情况，立即停止施工，并根据实际情况会同业主及监理研究采取相应措施，保证施工的安全。,9、基床抛石,码头、围堰工
6、程有沉箱30个，其中28个沉箱作防渗水处理，其基床抛石粒径为80150mm的拳石，要求空隙率45%左右，不进行夯实，顶面做细平处理，基床做升浆止水。其余2个沉箱不作止水处理，其基床抛石规格为15-100kg块石，并按规范要求进行抛石、打夯、整平等施工。基床顶标高为-12.0m、10.0m，基床厚度从0.5m7.0m不等，基床顶宽18.96m、20.96m。基床工程所用石料应干净、坚固、无风化、无杂土、无裂纹、不呈片状的石料，单块石料的最大尺寸和最小尺寸之比不应大于3，石料在水中浸透后的强度不低于50Mpa；基床面整平材料为粒径为20-40mm的级配碎石；基床顶整平材料为5-10kg的级配二片石
7、；,图6 基床抛石工艺示意,10、土工布的铺设,（1）止水基床整平完成后，顶面铺设土工布，目的是便于沉箱二次起浮和压浆时保证砂浆不渗漏到别处。,（2）土工布采购进场先取样送检，合格后，在现场按设计要求的尺寸进行加工，长度为断面长加上一定的富裕长度。在陆上卷土工布，卷轴为108mm的粗钢管，卷土工布卷的同时将两条尼龙绳作为展开绳卷入其中以便进行铺设，然后将土工布卷吊至方驳上以备铺设。土工布在基床抛石前先铺在基床底部，在基床外侧打卷存放，基床完成后再铺设。,（3）采用方驳配备吊机进行土工布卷的铺设，潜水员在水下确定土工布的铺设位置并设立标记。,（4）展铺时，首先利用全站仪将方驳在断面的一端进行定位
8、并在水下设置铺设基点，由潜水员在水下将土工布卷的起始端定位并用碎石袋子将其压稳，然后方驳移至断面的另一端二次定位后，由方驳上人员牵引展铺绳进行铺设，潜水员在水下配合展铺，同时，在基床的另一侧用碎石袋子将土工布压稳。整断面铺完后回收钢管并进行土工布铺设的验收。,（5）压土工布的碎石袋材质要牢固，在沉箱安装之前检查基床上有无散落的碎石袋子及其它异物。土工布铺设示意图见图五。,土工布铺设示意图,11、沉箱内填砂工程,在沉箱间空腔砼施工完毕后，运砂船驶到现场准备抛填。待潮高+2.0m以下后，使用船上配备的反铲挖掘机将砂抛入沉箱内各舱格内。抛填时，相邻舱格水头允许高差为1m；前后沿两艘船同时对称抛填，抛
9、石工用水砣测填砂高度，各舱格两侧填砂高差必须符合设计要求，避免由于抛砂高度不均匀，造成沉箱偏移或隔墙开裂。重点注意：抛填砂之前，必须将预埋管的口封住，封堵材料采用木塞或铁盖板，以防止抛砂进入预埋管内。,12、围堰沉箱基床升浆施工,在基床升浆正式施工前，首先根据砂浆性能参数委托有资质的试验单位进行室内浆液配合比试验，并对选定的浆液配合比进行现场浆液调试，基床升浆施工中，根据现场实际施工情况调整施工参数，以满足止水要求。,12.1基床升浆施工工艺流程：,12.2施工平台搭设,施工平台采用预制钢结构块体拼装结构，预先制作的平台构件用调集吊装，形成沉箱施工平台。或采用钢结构底座，上部采用脚手杆搭设平台
10、。 施工平台吊装前需要先铺设钢轨，采用台车在轨道上滑动的移走方式。,12.3造孔,12.3.1造孔方法 基床升浆造孔采用锤击方式施工，孔位依设计要求在沉箱上预留110mm管。锤击造孔是利用钻机卷扬提拉100150kg吊锤施打底部带脱落式冲尖的50mm压浆管或底部带花眼的73mm观测管（73mm观测管与冲尖采用丝扣连接），并将其施打至设计所规定深度或岩面，而完成造孔工作。冲尖脱落见下图：,冲尖锚固脱落示意图,12.3.2造孔施工控制,施工中以沉管贯入度来判别沉管是否达到岩面标高，当造孔接近给定基槽底标高时，记录平均贯入度，平均贯入度=下沉量/锤击数，当平均贯入度小于5mm/次时，即认为达到岩面标
11、高。,12.4制浆,12.4.1对制浆材料的要求 水泥：制浆所用水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥，水泥受潮结块不得使用，从出厂到用完不得超过3个月； 砂：制浆所用砂为中细砂，粒径不大于2.5mm，细度模数在1.82.2之间； 水：制浆所用水应满足拌制水工混凝土用水要求； 外加剂：为改善砂浆性能，浆液中掺入适量的减水剂，外加剂应满足其技术指标。,12.4.2基床升浆材料为水泥砂浆，其应具备如下的性能：,良好的流动性和注入性，能完全充填粗骨料的空隙； 施工中不能有太大的离析； 硬化后具有必要的抗压强度和粘结力； 具有足够的耐久性和水密性。,12.4.3砂浆技术指标,施工中对所拌制砂浆应满足设计所
12、要求的技术指标，其指标如下： 砂浆流动度为（182）s； 砂浆泌水率3%； 砂浆初凝时间为1214h； 砂浆与基床的结合混凝土抗压强度20MPa；,12.4.4砂浆的投料顺序,砂浆搅拌时应按加水、加外加剂、加水泥、加砂的顺序投料，砂浆搅拌的纯搅拌时间不小于1min。,12.4.5施工中砂浆的控制,施工中对砂、水泥、水等原材料及浆液的温度进行检测； 施工中对砂浆的流动度、泌水率及初凝时间、结合混凝土抗压强度进行检测。其检测频率为：流动度每4050m3检测一次；泌水率每个施工段各检测一次；初凝时间每个施工段检测一次；结合混凝土抗压强度试块每个施工段检测一组。 原材料的检验：施工中对每批次水泥、砂、
13、外加剂等主要原材料进行抽检复验。,12.4.6浆液配合比,所拌制砂浆的配合比初拟为水:灰:砂=0.5:1:1，掺入1.0%的高效减水剂。施工中实际浆液配合比根据砂浆性能指标进行具体调整。,12.5浆液输送,在拌合站设置混凝土泵，将所制砂浆泵送至沉箱上，再用3SNS砂浆泵进行浆液输送，以保证前方施工要求。,12.6基床升浆,基床升浆就是制备合格的砂浆通过砂浆泵、输浆管、连接器和压浆管，在自流压力作用下把砂浆压入基床块石空隙内，形成封闭止水系统。砂浆泵采用UB4.0型砂浆泵，输浆管采用爆破压力为15MPa的11/2普通胶管。施工现场两侧各布置4个1m3储浆槽及20台UB4.0型砂浆泵，以满足两侧同
14、时施工要求。,12.6.1基床升浆施工顺序,基床升浆施工从沉箱围堰外侧第一排孔向沉箱内侧开始升浆，当第二排观测管管中浆液达到设计标高时结束第一排孔升浆；第二排孔开始施工，当第三排观测管管中浆液达到设计标高时结束第二排孔升浆；以此类推。,12.6.2基床升浆施工要求,基床升浆施工时，应保证施工的连续性，每个施工段施工不允许中断时间过长，如中断时间超过12小时，应对上、下两层的结合部位进行处理。 基床升浆应进行分段施工，分段长度应与制浆站的供浆能力和生产能力相适应，一般为一个沉箱为一个施工段，对个别基床体积小的沉箱采用两个沉箱为一个施工段。 对基床升浆混凝土深度大于2.0m的孔段，升浆过程中起拔注
15、浆管时，保证注浆管埋深在0.62.0m之内，严禁注浆管管口提出浆面。,12.6.3浆面观测,施工中需通过观测孔（每个施工段共设612个观测孔，布置在第二排、第三排孔内）对浆面上升高度进行观测。观测孔为底部带方孔的73mm钢管，方孔尺寸为10200mm，其连接采用内接手连接。观测孔的造孔方法同注浆孔造孔方法。浆面上升高度采用浮子测锤测量，浮子测锤采用硬质PVC管制作，长度为40cm。压浆过程中每隔30min测一次浆面上升高度，并作为施工的依据。,12.6.4基床升浆结束标准,预埋管口全部返浆、沉箱基床体积注入率达到45%左右控制。,12.7基床升浆施工控制,12.7.1施工中应保证压注砂浆的连续性，每孔升浆中断时间不宜太长，避免堵塞压浆管路，影响升浆质量； 12.7.2基床升浆砼施工中，保证一泵一孔，不允许一泵多孔同时灌浆；,12.7.3浆液的配合比严格按试验最终确定的配合比执行； 12.7.4随时检测砂子的含水量，避免因砂子含水量变化引起所制备浆液不合格； 12.7.5施工中随时检查浆液性能，做到不合格浆液不得灌入孔内，影响升浆质量。,12.8基床升浆质量检查,基床升浆主要起止水作用，其质量检查以检查孔压水试验为主，并结合基床升浆资料综合评定。升浆质量检查标准应满足渗透系数K310-5cm/s（相当于q3Lu）的要求，压水试验检查应结合帷幕灌浆压水试验进行。,
