水下混凝土配合比设计及施工质量控制(3)

——抗压强度;

——表观密度;

当试配的结果不符合要求时，调整混凝土配合比，再次进行试配，直至符合要求为止。

1、对水下混凝土配制有以下要求：

(1) 可采用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，使用矿渣水泥时应采取防离析措施。水泥的初凝时间不宜早于2.5h，水泥的强度等级不宜低于42.5MPa。

(2)粗集料宜优先选用卵石，如采用碎石宜适当增加混凝土配合比的含砂率。集料的最大粒径应不大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。

(3)细集料宜采用级配良好的中砂。

(4)混凝土配合比的含砂率宜采用0.4～0.5，水灰比宜采用0.5～0.6。有试验依据时含砂率和水灰比可酌情增大或减小。砂率尽量选取较小的最优砂率。

(5)混凝土拌合物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中应无明显离析、泌水现象。灌注时应保持足够的流动性，其坍落度宜为180～220mm。混凝土拌合物中宜掺用外加剂、粉煤灰等材料。

(6)每立方米水下混凝土的水泥用量不宜小于350kg，当掺有适宜数量的缓凝减水剂或粉煤灰时，可不少于300kg。

(7)对沿海地区(包括有盐碱腐蚀性地下水地区)应配置防腐蚀混凝土。

(8)由于水下混凝土的坍落度较大，可能引起混凝土含气量较大，导致混凝土容重较小，混凝土强度降低。应该特别注意这个问题。

三、 水下混凝土的施工质量控制

1、水下混凝土原材料的技术要求

水下混凝土的基本成分是水泥、粗细骨料和水。通过水泥和水产生水化物的胶凝作用，把砂石胶结成一个整体。

(1) 水泥

宜选用颗粒细、泌水率小、收缩性小的水泥品种。最好选用普通硅酸盐水泥。不宜使用出厂已超过3个月及受潮结块的水泥。对有疑问的水泥要重新鉴定其强度、安定性及初终凝时间。

(2) 砂

为了满足水下浇筑的流动性要求，水下混凝土拌合物的含砂率比较大，约为40%～47%。砂对混凝土性质的影响超过石子。选择合适的砂石是浇出质量好、成本低的水下混凝土的前提之一。

(3) 石

为了保证水下混凝土拌合物的流动性，宜采用卵石。当需要增加水泥浆和骨料的胶结力时，可以掺入20%～25%的碎石。在缺乏卵石的情况下，也可全部采用碎石。此时砂率较卵石时大2%～4%。

(4)混凝土外加剂

优先选用缓凝型高效减水剂，使用了缓凝型高效减水剂的混凝土即有较大的坍扩度、较好的流动性，而且一小时坍落度损失率可以控制住20%内，使得混凝土的流动性得以保持。也可选用高性能减水剂和高效减水剂。

(5)掺合料

优先选用Ⅰ级粉煤灰和S105级磨细矿渣粉。掺加了Ⅰ级粉煤灰和S105磨细矿渣粉的混凝土的耐久性大大增强。可以大大提高混凝土的使用年限。而且由于粉煤灰和磨细矿渣粉的颗粒粒径比水泥小很多。水泥的比表面积一般在350m2/kg以下，而磨细矿渣粉的比表面积一般在440m2/kg以上。掺加了这两种掺合料的混凝土拌合物流动性大大提高，扩散度一般大于450mm。改善了施工性能。由于水泥用量减少，节约了混凝土成本，掺加了粉煤灰和磨细矿渣粉的混凝土，后期强度持续增长，56d强度可以达到28d强度的120%左右。

2、水下混凝土施工的资源配置

水下混凝土浇筑应连续、不间断的施工，直至浇筑结束。这就需要进行资源的合理配置。涉及到得施工机械有混凝土拌合站、混凝土搅拌车、导管、汽车式起重机等，人员配置包括技术员、技术工人、试验人员、机械操作人员。特别注意混凝土的搅拌一定要充分，搅拌时间至少在150s以上。

3、水下混凝土的灌注

灌注用混凝土必须稀稠适度、且满足坍落度等质量指标的要求，实践证明，混凝土过稠或过稀，其流动性变差，当灌注时，其流动性变差，一来混凝土容易堵卡导管，二来下落的混凝土始终堆积在导管底口周围，不易向四周桩孔截面流动，虽多次顿击、提升导管仍不见管内混凝土下落，而且提升起的导管很难回落。必然造成导管提漏等质量事故。水下混凝土灌注过程应每车测量混凝土坍落度，根据坍落度试验情况调整施工配合比。

四 、 结论

水下混凝土设计理论尚不十分完整，本文推荐的方法，对各影响因素评价和处理施工中可能出现问题的方法，经施工实践验证对工程质量能够获得比较满意的结果。

水下混凝土灌注是钻孔灌注桩施工的关键环节，它关系到灌注桩的整体质量，如桩身完整性、桩体混凝土强度、钢筋骨架位置等，因此采用良好的配合比，选择合适的拌合材料，严格工艺流程、贯彻\"精心施工、预防为主\"的原则，对水下混凝土施工来说是至关重要的。

参考文献：

[1]张应立,杨柏科,申申爱琴. 现代混凝土配合比设计手册，2002.

[2]缪昌文.高性能混凝土外加剂,2008

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