桥梁灌注桩水下高性能混凝土施工质量控制

2010-08-15冯怀斌

山西建筑 2010年14期

冯怀斌

高性能混凝土是在混凝土技术发展到一定水平，耐久性理念得以提升的背景下发展的，依据结构物所处的环境，按照耐久性设计混凝土配合比的思路引起重视。施工人员应积极改变观念，全面认识和掌握高性能混凝土的生产和施工技术，以适应不同环境下高性能混凝土灌注桩的施工。

1 桥梁灌注桩对混凝土工作性的要求及高性能混凝土的特点

1.1 灌注桩水下混凝土的要求

混凝土拌合物应有较大的流动性、较好的粘聚性和保水性，具有良好保持流动性的能力。在运输和灌注过程中应无显著的离析，泌水现象，灌注时应保证足够的流动性，其坍落度宜为180 mm～220 mm。拌合物具有较大的密度，靠自重摊平和密实。凝结时间要求，一般初凝时间要大于灌注时间的2倍。

1.2 高性能混凝土的特点

高性能混凝土是采用常规材料和工艺生产，掺加适宜的掺合料和高效外加剂配制而成，其特点:拌合料呈高流动性、高抗分离性、高密实性;在凝结硬化过程中，下沉和硬化收缩小，干缩小，水化热低，不产生微细裂缝;硬化后渗透性低，抵抗外部环境因素能力高，达到高耐久性。

2 原材料的选择与控制

2.1 原材料的选择

1)水泥与矿物掺合料。选择水泥时不能以强度作为唯一指标，而要综合考虑水泥的细度、化学成分、碱含量对混凝土性能的影响。桩基混凝土可采用普通硅酸盐水泥，强度等级不宜低于42.5级。在桩基混凝土中，常采用单掺大量优质粉煤灰或双掺优质粉煤灰和磨细矿渣粉。2)骨料。粗骨料可采用级配良好的二级配或三级配碎石，最大粒径应不超过钢筋间距的1/4，一般采用5 mm～31.5 mm连续级配。细集料宜采用级配良好的中砂，应严格控制其含泥量。3)外加剂。在高性能混凝土中开始使用第三代减水剂——聚羧酸盐系高效减水剂，其特点是:掺量低、分散性好;流动性保持好;在分子结构上自由度大，高性能化潜力大。

2.2 原材料的控制

原材料的波动将影响混凝土性能，甚至造成质量隐患。材料进场前，收料人员应把好质量关，不许不合格材料进场。同时要突出源头把关，针对砂子、碎石等地材质量控制难度大及外加剂、掺合料质量波动大等突出问题，要强化材料供应商的管理，指定专人定期到厂家检查各种材料的生产状况。

3 水下高性能混凝土配合比的设计方法及工作性评价

3.1 耐久性设计

为满足耐久性要求，一般采用“大掺量矿物掺合料+高性能减水剂”的方法，遵循混凝土密实体积法则，基于最大密实度理论，即塑性状态混凝土总体积为胶凝材料、水、骨料、外加剂、气体含量的密实体积之和。

3.2 确定合理的配合比参数

1)水胶比。混凝土的水胶比一般不能大于0.4，对C30灌注桩水胶比通常选择在0.36～0.42之间。

2)浆集比。通常条件下，为得到高的体积稳定性，浆料与集料的体积分别占35%和65%为宜。

3)砂率。砂率的选择通常按照粗骨料密实堆积下的孔隙率情况确定。施工地所处的环境，砂的品质受来源限制，表面状态或颗粒级配差，调整砂率有时不能解决和易性问题，则可以对粗骨料掺配比例进行优化或对浆集比参数适当调整。

4)含气量。普通混凝土的含气量在2%左右，当混凝土有抗冻要求时不低于3%。引气剂的掺量根据试验调整。

3.3 水下高性能混凝土拌合物工作性评价

1)不能仅用坍落度评价高性能混凝土的工作性。2)把握流动性与抗离析性的平衡。

4 生产过程中主要控制环节

4.1 生产前的准备和拌和过程的控制

对水泥的储备量进行确认，避免使用新出厂的高温水泥。对骨料的含水率每天应检测1次。材料计量装置经常检查，计量偏差不得超过规定数值，配合比应由专人掌握进行配料。可设专人观察拌合物的状态，严格控制混凝土的坍落度在180 mm～220 mm范围内。拌和时，应密切注意搅拌时间对混凝土含气量及和易性的影响，保证最短的搅拌时间，确保外加剂性能正常发挥。

4.2 灌注过程中对混凝土的控制

1)首车混凝土检验。混凝土拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性、坍落度和含气量。砍球前为防止储料斗吸收混凝土中的水分，先用水湿润储料斗，再卸料储备足够的混凝土，保证砍球后导管的埋置深度大于1 m以上。2)及时测量导管埋入混凝土内的深度。桩基灌注过程中，导管的最小埋置深度，从理论上讲，与灌注深度成正比，深度较大时，超压力和冲击力也最大，冲出导管底口的混凝土拌合物上升快。但埋入过深，混凝土在导管内流动不畅，宜造成堵管事故，因此最佳埋入深度宜控制在2 m～6 m。3)中途因故停电或机械故障混凝土供应中断停灌时，后方生产速度放慢。灌注桩内水封导管每隔一段时间垂直升降。搅拌车内若有混凝土应缓慢搅拌，必要时可加适量缓凝剂。