混凝土在路桥桩基施工中的作用及技术

倪晓斌

摘要：路桥桩基在施工过程中是一项技术非常高的施工工作，而且由于施工地区多数的下水比较高造成在施工过程中桩基质量的控制和管理困难。施工中混凝土占到了主导的地位，下面就来简单的介绍一下。

关键词：混凝土的质量要求混凝土的选用耐磨度的要求

1 施工过程中对混凝土的质量要求

1.1 混凝土要有较好的和易性流动性：水下灌注混凝土施工不具备振捣条件，靠混凝土自身重量产生流动在桩基底部摊平和捣实，若流动性较差，就会造成灌注困难、堵管，无法正常灌注，甚至会出现断桩，引发质量事故及较大的经济损失。纬六路桩基混凝土要求在灌注前坍落度应在180mm～200mm之间，扩展度大于45mm。

1.2 粘聚性和保水性 水下灌注混凝土要有较好的粘聚性和保水性，以防止因混凝土的离析、泌水在灌注过程中出现碎石在导管中局部集结，造成“卡管”，引发质量事故。

1.3 抗压强度水下灌注混凝土未经振捣，随着灌注深度的增加，抗压强度会随之降低，必须采用富配合比设计才能保障混凝土达到设计强度等级。

2 粉煤灰混凝土的应用

长期以来 ，国内外的混凝土中常掺有一定量粉煤灰，大掺量粉煤灰混凝土作为一种新型材料，具有自身独特的优越性，但是目前应用范围不大，这与人们的传统观念及技术上的差距有关。随着该项技术不断完善，大掺量粉煤灰混凝土一定会在各项建设中大显身手人类要寻求与自然和谐，大掺量粉煤灰混凝上必将以其优良的性能在保护环境、协调人类与自然的关系等方面起到积极的作用，拥有广阔的应用前景。

粉煤灰混凝土中的机理分析

2.1 粉煤灰的形态效应 粉煤灰的主要矿物组成是海绵状玻璃体，铝硅酸盐玻璃微珠，这些球状玻璃体表面光滑、粒度细，质地致密，内比表面积小，不仅使水泥浆需水量小，而且它们往往填充水泥浆体孔隙中，使混凝土密实性大大提高，或者在相同用水量的情况下，可增大流动性，改善和易性和可泵性。

2.2 粉煤灰的微集料效应 粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中，阻止了水泥颗粒的相互粘聚，而处于分散状态有利于水化反应的进行，同时减少了用水量，硬化后混凝土孔隙率降低，使密实度得以提高。

2.3 粉煤灰的活性效应 粉煤灰的活性效应也称火山灰效应，粉煤灰中的活性成份SiO2和AI2O3与水泥和石灰的水化产物在水溶液中发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，继而与石膏反应生成水化硫铝酸钙。上述这些反应几乎都是在水泥浆孔隙中进行的，大大降低了混凝土内部的孔隙率，改变了孔结构，提高了混凝土的密实度。

3 对耐磨度的要求

水泥混凝土的磨损形式可分为粘磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和侵蚀磨损四种类型，其中疲劳磨损和磨粒磨损是水泥路面磨损的主要方式。磨粒磨损是水泥路面最常见的磨损形式，由路面上坚硬颗粒楔入相对较软的路面引起；疲劳磨损则是当水泥路面的受到车辆移动的推压力作用，在车轮作用点前后分别形成压、拉应力的交替循环，导致路面原生裂缝的扩展，最终引起路面的局部断裂和砂浆层的脱落而造成的。实际上水泥路面的磨损常是上述几种磨损形式的综合作用结果。当交通荷载和环境条件一定即其他外界影响因素相同时，水泥路面的磨损劣化性能取决于路面材料的耐磨损性能。当路面混凝土表面受到车轮的冲击、磨擦、切削等磨蚀破坏作用时，与混凝工耐磨相关的最大剪应力发生在表面以下的次表面层，磨蚀破坏的作用力首先破坏混凝土表面的水泥石，集料逐渐凸出程度的增加，受磨蚀的作用力不断加大，磨蚀速度随之增加。由此可见，如果混凝土水泥石含量较大，混凝土中集料与水泥石的磨蚀破坏难以趋于平衡，水泥路面的磨耗也会持续下去。改善路面混凝土的耐磨性能不仅需要提高砂浆或集料单组分的耐磨损性能，限制混凝土中水泥和用水量的最大用量也非常必要。而通过各种手段改善混凝土的断裂和疲劳性能以减少疲劳磨损，更是从根本上提高路面混凝土整体耐磨性能的途径。参照国内外经验，具体措施可为：

3.1 采用优质的水泥和粗细集料：C3S是硅酸盐水泥矿物成分中耐磨损能力最大的，选择C3S含量较高的水泥；选择较小最大粒径和较大硬度的石料。

3.2 在水灰比一定时，选择较小的水泥用量，采用优质减水剂在同水灰比时降低水泥用量；采用矿物掺合料代替

部分水泥。

3.3 提高混凝土的韧性，采用各种技术提高混凝土的断裂和疲劳性能，降低混凝土疲劳磨损的速度和强度。

3.4 提高混凝土的强度，混凝土的抗压强度和耐磨性能成比例上升是公认的结论，但会引起混凝土早期开裂的可能性增加。

4 质量检测

目前我国对于交通工程中桥梁桩基的检测方法普遍采用的有两种，一是超声波透射法，二是低应变法。超声波透射法检测桩基质量的工作机理一般情况下就是一个发射，一个接收，两个探头从桩底按一定规定的高度上利用发射探头所发射的超声波通过混凝土再到接收探头，其间根据某些声学参数如幅度、频率等的不同变化，从而反映出混凝土内部情况如孔洞、强度、离析等。而声测管就是探头运动的通道。声测管埋设时应按设计图要求绑缚于桩基的钢筋笼上，由于此工作方式，因此超声波透射法检测桩基质量不受桩长，桩径的影响，成为目前我国较受欢迎的桩基检测方法，而根据我个人工作经验见解，要进行好超声波透射法检测基质量工作，除了检测人员个人素质外，还有就是检测设备的优劣，更为重要的因素就是声测管的埋设是否满足规定技术要求反之将直接影响着桩基的检测结束，严重时将会造成检测人员误判。一般情况为避免发生上述情况，声测管的埋设应采用如下方式作业：

4.1 声测管一般应该采用钢管，而塑料PVC管虽然价格便宜，但由于施工中绑扎和水泥水化过程中发热等因素影响而容易变形，最终造成探头的上下运动无法进行检测，所以一般在工程中不采用塑料PVC管。

4.2 钢管声测管在进行联结时，一般采用螺丝口连接或焊接，焊接过程中应注意不要烧坏钢管，也免出现洞口导致混凝土浇筑时水泥浆体渗入而堵塞管道；螺丝口连接应在丝口处采用麻丝紧缠，目的以是为了防止水泥浆体渗入而堵塞管道。

4.3 采用超声波透射法检测桩基质量时，声测管埋设数量应按相关规范要求，现普遍采用埋设三根或四根，圆孔桩一般为三根，方孔桩一般为四根。

4.4 声测管绑缚于桩基钢筋笼上时，首先安装第一根时应平行于桩孔轴心线；其次是声测管之间应尽量平行，然后绑缚于桩基钢筋笼上且不允许有松动现象；第三是对于端承桩而言，由于桩底情况是我们需要重点观察的地方，因而几根声测管尾都应一直放到桩底且应处于同一水平面上；第四，声测管在埋设时应尽量等距离分布；第五，在桩顶处声测应高出桩顶混凝土面30～50cm为宜。

4.5 声测管在绑缚于桩基的钢筋笼上时，应当用缚钢板先将声测管两端焊接牢固并密封，也免异物落入管道中而堵塞声测管。

4.6 在桩基检测前一天，将声测管露出桩顶焊牢密封的薄钢板切割掉，最好用切割机，注意割掉薄板后应保护好，不得让异物进入而堵塞。为使检测工作顺利，施工方可先用测绳进行声测管检查，检测项目包括实际桩长，声测管内有无异物堵塞等，检查完毕后在管中装入清水以待检测桩基质量。

5 结束语

混凝土技术在路桥桩基施工中有着广泛的使用，希望通过本文能够起到一个抛砖引玉的作用，将混凝土技术更好的应用到施工中。