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。
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。
5、水下浇筑混凝土和普通建筑浇筑混凝土的区别
从混凝土所处环境来说,由于水下混凝土和海水接触,里面的氯离子会侵蚀混凝土,影响其耐久性(点击查看《超级工程-港珠澳大桥纪录片(正式版)》)。另外,由于海水冲刷的影响,混凝土容易剥落,因此对其和易性提出了更高的要求。从而在设计时,会主要参考港口类的规范。如下所示:
从混凝土施工的角度来说,港珠澳大桥桥梁的桩基础的形式是钢管复合桩,C35水下海工耐久性混凝土。施工方法就和房建领域的板梁浇筑有很大差别。而承台等由于是陆地上施工,和普通混凝土的差别不大,但是,有一点很重要,那就是承台施工是大体积混凝土施工,需要严格控制内外温差,基本上通过承台内部埋设钢管通水解决。
6、保证未凝固的混凝土不被海水浸蚀的措施
左边红色的钢围堰,中间是已经施工完成的Y型墩台,右边是正在施工的桩基础平台。很容易想象,先进行最右边的桩基础施工,此时,海水和桩基础混凝土通过钢管隔离。桩基础施工完毕后,插入钢圆筒(如左),进行封底混凝土施工,最后安装墩台,钢圆筒拔出,循环利用。
补充两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
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。