混凝土的配制与灌注.docx
- 文档编号:30434213
- 上传时间:2023-08-15
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:82.86KB
混凝土的配制与灌注.docx
《混凝土的配制与灌注.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《混凝土的配制与灌注.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
混凝土的配制与灌注
10.混凝土的配制与灌注
10.1一般规定
10.1.1钻孔灌注桩混凝土的灌注方式分干式灌注和水下灌注。
干作业成孔的桩一般采用干式灌注。
水下混凝土灌注方法主要有导管灌注法、泵送法、开底箱法和袋装法等,本章的规定主要适用于导管法水下灌注混凝土。
10.1.2混凝土拌合物要求搅拌均匀,在运输、灌注、密实、成型等整个过程中能保持良好的和易性与一定的流动性,不出现离析、泌水及其他不合适的现象,并保持合适的凝结速度和水化热等。
10.1.3混凝土灌注是确保成桩质量的关键工序。
混凝土的配料、拌制、运输和灌注必须严格按要求进行,工作要协调;灌注应连续紧凑,中途不得中断;出现异常情况必须按规程、规范程序处理好后,才可继续灌注;灌注过程中,严禁将导管提出混凝土面。
10.1.4配制混凝土所用的水泥,应据基础设计图而定。
一般应先用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矾土水泥及抗硫酸盐水泥等;并应根据工程特点和所处的环境条件,按有关规定选用。
水泥的软练标号不宜低于325号;混凝土的强度等级,干式灌注不得低于C15,水下灌注不得低于C20。
选用水泥标号时,应以能达到要求的混凝土标号并能尽量减少混凝土的收缩和节约水泥为标准,一般宜为混凝土标号的2倍。
10.1.5粗骨料宜选用坚硬的卵砾石或碎石。
一般应优先选用卵砾石,并宜用粒径5~40mm连续级配的石料。
钢筋混凝土导管灌注时,其最大粒径不得大于钢筋最小净距的1/3,且不大于5cm;干式灌注的素混凝土,不得大于桩径的1/4,一般以不大于7cm为宜。
不宜选用石灰碎石。
选用石料的级配须符合表14的规定,规格和质量符合表15的规定。
石料中泥土杂物含量超过表15的规定时,应过筛并用水冲洗以除去泥土杂物。
若混入煤、煤渣、白灰、碎砖或煅烧过的石块等难以筛洗的杂物,则禁止使用。
10.1.6细骨料宜采用干净的中粗砂。
其质量和颗粒级配符合表16、表17的规定。
10.1.7使用特细砂配制混凝土时,应遵照BJG19一65《特细砂混凝土配制及应用规程》执行。
10.1.8拌合用水宜采用饮用水,钢筋混凝土不得使用海水。
10.1.9水下灌注混凝土中须掺入减水剂,以改变其流动性;也可使用其他外加剂。
所掺用的外加剂,应符合有关标准,并经试验符合要求后,方可使用。
10.1.10实际灌注量一般不得少于设计桩身体积,即灌注充盈系数不得小于1,一般土质为1.1、松散土质为1.2~1.3。
10.1.11拌制和灌注混凝土必须随时作好原始记录。
10.2混凝土配合比的规定
10.2.1混凝土配合比应先按原材料性能及对混凝土的技术要求进行计算,并经实验室试配与调整,然后定出满足设计和施工要求并比较经济合理的混凝土配合比。
10.2.2混凝土配合比的计算步骤
a、计算出要求的试配强度Rb;
b、按Rb计算出所要求的水灰比值;
c、选取每立方米混凝土的用水量,并由此计算出混凝土的单位水泥用量;
d、选取合理的砂率值;
e、计算出粗、细骨料的用量,定出供试配用的配合比。
10.2.3混凝土的配制强度,考虑到现场施工条件的差异和变化,应按混凝土标号参照下式进行配合比设计。
Rb=R0+σ………………………………………..(9)
式中:
Rb——混凝土试配强度;
R0——混凝土标号;
σ——施工单位的混凝土的标准差的历史统计水平,Mpa。
施工单位若无历史统计资料时,可在混凝土标号基础上加5Mpa作为混凝土的试配强度。
10.2.4混凝土配合比的设计方法,根据试配强度Rb按式(10)和式(11)计算所要求的灰水比(水灰比的倒数)值;
采用碎石时:
Rb=0.46R0(C/W-0.52)…………………………..(10)
采用卵石时:
Rb=0.48R0(C/W-0.61)…………………………..(11)
式中:
C/W——混凝土所要求的灰水比值;
Rb——混凝土试配强度(Mpa);
R0——水泥的实际强度(Mpa)。
在无法取得水泥的实际强度数值时,可用式(12)计算
Rc=KbRb…………………………………………(12)
式中:
Rb——水泥标号;
Kc——水泥的标号富余系数。
水泥的标号富余系数应按各地区实际统计资料定出,在尚无法统计资料时可取
Kc=1.13试算。
对于出厂期超过三个月或存放条件不良而变质的水泥应重新鉴定其标号,并按实际强度进行计算。
10.2.5确定混凝土配比时应符合下列要求:
a、每立方米混凝土的水泥用量:
水下混凝土不得低于370Kg,干作业混凝土不得低于300Kg,一般不宜超过420Kg;
b、含砂率:
水下混凝土为40~45%,干作业混凝土为30~35%。
采用碎石作粗骨料时,含砂率可增大3~5%;
c、水灰比:
一般为0.4~0.6,水下混凝土不得大于0.5;
d、坍落度:
水下混凝土16~20cm,干作业混凝土全筋时7~9cm,底部无筋时宜小于6.5cm。
10.2.6混凝土设计配合比的计算:
a、用水量:
粗骨料为卵石时选185kg,碎石时选200kg;
b、水泥用量:
据10.2.4计算的水灰比值和用水量算出水泥用量,若低于10.2.5规定时应取规定的最低值;
c、含砂率:
按10.2.5要求选取;
d、粗、细骨料的用量:
按照JGJ55一81《普通混凝土配合比设计技术规定》的规定进行计算:
表14碎石或卵石的颗粒级配范围
级配情况
公称粒径
mm
累计筛余,按重量计,%
筛孔尺寸(圆孔筛),mm
2.5
5
10
15
20
30
40
60
80
连续粒级
5~15
95~100
90~100
30~60
0~10
0
5~20
95~100
90~100
40~70
0~10
0
5~30
95~100
90~100
70~90
15~45
0~5
0
5~40
95~100
75~90
30~65
0~5
0
单粒级
10~20
95~100
85~100
0~15
0
15~30
95~100
85~100
0~10
0
20~40
95~100
80~100
0~10
0
30~60
95~100
75~100
45~75
0~10
0
40~80
95~100
75~100
30~65
0~10
表15混凝土用卵石和碎石的技术要求
项次
项目
高标号(≥300)号混凝土
一般混凝土
1
空隙率,%不大于
45
45
2
卵石软弱颗粒含量,(%)按重量计不大于
5
10
3
针片状颗粒含量,(%)按重量计不大于
15
15
4
泥土、物杂(用冲洗法试验),(%)按重量计不大于
1
2
5
硫化物和硫酸盐的含量(折算为SO),(%)按重量计不大于
1
1
6
强度以岩石试件(边长≥5cm的立方体)在饱水状态下的抗极限强度与混凝土设计标号之比,(%)不小于
150
150
7
卵石有机质含量(用比色法试验)
颜色不得深于标准色,如深于标准色,则应以混凝土进行强度对比试验,加以复核
8
抗冻性按硫酸钠法试验时最少循环次数(且其重量损失不超过10%)
寒冷地区处在水位变化范围内的或处在吸水范围内的砼结构7次。
暴露在空气中遭受湿气影响但不在吸水范围内的砼结构5次,严寒地区分别为10次和7次
注:
①抗冻性用硫酸钠法试验不合格时,可按《公路桥涵设计规范》第3~4条执行。
②有抗冻要求的混凝土,所用卵石按高标号混凝土技术要求执行。
1针状颗粒是指其长度大于该颗粒所属粒级的平均直径2.4倍者;片状颗粒是指厚度小于平均粒径0.4倍者;平均粒径是指该颗粒上下限粒径的平均值。
表16混凝土用砂技术要求
项次
项目
高标号(≥300)号混凝土
一般混凝土
1
含泥量,(%)按重量计不大于
3
5
2
云母含量,(%)按重量计不宜大于
2
3
轻物质含量,(%)按重量计不宜大于
1
4
硫化物及硫酸盐含量,(%)按重量计(折算成三氧化硫)不大于
1
5
有机质含量(用比色法试验)
颜色不应深于标准色,如深于标准色,则应配成砂浆,进行强度对比试验,予以复核
注:
①对有抗冻性、抗掺或其他特殊要求的混凝土用砂,其含泥量不应大于3%,云母含量不应大于1%。
②砂中如含有颗粒状的硫酸盐或硫化物,则要求经专门检验,确认能满足混凝土耐久性要求时方能采用。
表17砂颗粒级配区
网眼尺寸
mm
分区筛余量
一区
二区
三区
10.00
5.00
2.50
1.25
0.63
0.315
0.16
0
0~10
35~5
65~35
85~71
95~80
100~90
0
0~10
25~0
50~10
70~41
92~70
100~90
0
10~0
15~0
25~0
40~16
85~55
100~90
e、水下混凝土中的减水剂加量应据GBJ119一88《混凝土外加剂应用技术规范》的规定选取。
注:
本条用水量为采用中粗砂时的平均值,如采用细砂,每立方米混凝土中用水量可增加5~10kg,采用粗砂时则可减少5~10kg。
10.2.7混凝土的材料计算用量必须经试配、检验和调整后才能确定,试配时,混凝土拌合量庆符合表18的规定。
表18混凝土试配用拌合量
骨料最大粒径mm
拌合物数量L
30或以下
40
15
30
注:
①若用搅拌机搅拌时,所搅拌的混凝土数量不应低于搅拌机额定搅拌量的1/4。
②计算出的混凝土配合比均以干燥状态的骨料(含水率小于0.5%的细骨料和含水率小于0.2%的粗骨料)为基准,试配混凝土所需粗细骨料的称量均应为干燥状态的重量。
若采用的不是干料,则应以它们的含水率修正每盘混凝土的材料用量。
10.2.8检验混凝土拌合物的坍落度是否合乎要求,并根据检验情况予以调整;
a、若坍落度符合要求,但粘聚性能及保水性能不好,则应加大砂率;
b、若坍落度大于或小于设计要求,可在保持水灰比不变的条件下,相应减少或增大水及水泥用量及使用的减水剂加量;
c、以坍落度合乎设计要求,粘聚性、保水性能好的配合比作为基准配合比。
10.2.9基准配合比一般应进行强度检验及水灰比值校正:
强度检验时,应配制基准配合比混凝土拌合物和水灰比以每个间隔0.05的差距上下拉开,其他材料加量仍以基准配合比的材料加量作为配合比的混凝土拌合物各一盘,并对以下项目进行检验:
a、制作强度试块,以确定28天或其他龄期的混凝土强度;
b、测定混凝土拌合物的容重,以供最后修正材料加量用;
c、检验混凝土的坍落度、粘聚性和保水性。
用强度试块28天强度值作强度一灰水比值关系图,该直线上相应于试配强度的灰水比值即所需要的灰水比值;亦可通过计算求得。
10.2.10按强度检验结果修正配合比:
用水量(W)一取基准配合比中的用水量值,并根据制作强度试块时测得坍落度值加以适当调整;
水泥用量(C)一取用水量乘以由强度一灰水比关系图上定出的为达到试配强度所必须的灰水比值。
粗、细骨料用量(G、S)一取基准配合比中的粗、细粗料用量,并按定出的灰水比值做适当调整。
10.2.11按实测混凝土容重值修正配合比:
a、计算容重校正系数K
rh
K=——————……………………(13)
W+C+S+G
式中:
K——容重校正系数;
rh——混凝土拌合物实测容重(kg/m3)
W,C,S,G——每立方米混凝土水、水泥、粗、细骨料用量(kg/m3)。
b、把得到的各项材料用量(G,S,C,W)均乘以校正系数K即得到最终定出的混凝土配合比设计值。
10.2.12每当原材料发生重大变化时,必须重新进行混凝土配合比的设计,同样需要经试配和校正,然后确定。
最后确定的混凝土配合比,填写混凝土配合比通知单,通知现场工人遵照执行。
10.3混凝土配制
10.3.1配制前必须将混凝土设计配合比换算成施工配合比。
应在用水量中扣除骨料中超过的含水量值,骨料含量也应相应增加。
10.3.2拌制混凝土所用原材料的数量应符合施工配合比的规定。
每盘按重量计的偏差应符合下列规定:
a、水泥、外掺混合材料,±2%;
b、粗细骨料,±3%;
c、水,外加剂溶液,±2%。
10.3.3混凝土搅拌的最短时间(即自全部材料装入搅拌筒中起到卸料止),可按表19规定执行。
表19混凝土搅拌的最矩时间(min)
混凝土的坍落度
cm
搅拌机的机型
搅拌机容积
小于400
400~1000
大于1000
小于及等于3
自落式
90
120
150
强制式
60
90
120
大于3
自落式
90
90
120
强制式
60
60
90
注:
掺有外加剂时,搅拌时间应适当延长。
10.4混凝土灌柱机具
10.4.1导管
10.4.1.1导管是水下灌注混凝土的重要工具。
一般用无缝钢管制作或钢板卷焊而成;其直径应按桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定;一般最小直径不宜小于200mm。
导管的技术规格和适用范围见表20。
表20导管规格和适用范围
导管内径mm
适用桩径
mm
通过混凝土能力m3/h
导管壁厚mm
备注
无缝钢管
钢板卷管
φ200
φ600~φ1200
10
8~9
4~5
导管的连接和卷制焊缝必须密封,不得漏水
φ230~φ255
φ800~φ1500
15~17
9~10
5
φ300
≥φ1500
25
10~11
6
10.4.1.2导管设计应符合下列要求
a、有足够的强度和刚度,便于搬运、安装和拆卸。
b、长度一般为2m,最下端一节导管长应为4.5m~6m,不得短于4m;为了配合适合的导管柱桩长度,应备用1m、0.5m及0.3m等不同长度的短导管。
c、导管采用法兰盘连接或螺纹连接,宜优先选用螺纹连接。
用4~5mm的橡胶垫圈或橡胶“O”型密封圈密封,严防漏水。
采用螺纹连接时,应注意在使用、运输、堆放过程中不得碰撞螺纹,或压坏管扣。
灌注混凝土后,应立即将螺纹冲洗干净,及时涂油防锈并加以护套;采用法兰盘连接时,法兰盘外径宜比导管外径大100mm左右,法兰盘厚宜12~16mm,在其周围对称调协的连接螺栓孔不宜少于6个,连接螺栓直径不宜小于12mm。
法兰盘与导管焊接时,法兰盘面应与导管轴线垂直,在法兰盘与导管连接处宜对称设置与螺栓孔数量相等的加强筋,以加强连接强度和防止挂笼。
d、最下端一截导管底不设法兰盘,宜以钢板套圈在外围加固。
10.4.1.3导管加工制作应符合下列要求:
a、每节导管应平直,其定长偏差不能超过0.5%;
b、导管连接部位内径偏差不大于2mm,内壁应光滑平整;
c、将单节导管连接为导管柱时,其轴线偏差不得超过±20mm;
d、导管加工完后,应对其尺寸规格、接头构造及加工质量进行认真的检查,并应做连接、过球及充水加压试验,一般应保证在0.5~0.7MPa压力下漏水,以保证密封性能可靠
10.4.2漏斗和储料斗
10.4.2.1导管顶部应设置漏斗和储料斗,漏斗设置的高度,应方便操作,并在灌注最后阶段时,能满足对导管内的混凝土高度的需求,保证上部桩身混凝土质量。
混凝土柱的高度,一般在桩顶低于桩孔中的水位时,应比该水位至少高出2m;在桩顶高于桩孔中的水位时,应比桩顶至少高出2m。
漏斗设置高度(即导管内混凝土柱的高度)的计算,可参考图12和下列公式(14)。
h1=(p+rwHw)/rh……………………..(14)
式中:
rw——孔内泥浆或水的容重(KN/m3)
p——超压力(Kpa)与导管作用半径有关,见表21;p不宜小于75Kpa;
rh——混凝土拌合物容重(KN/m3);一般取rh=23~24KN/m3;
Ha——孔内水位至漏斗顶部高度,m;
ha=h1一Hw
表21导管作用半径与超压力关系表
导管作用半径m
最小超压力Kpa
4.0
3.5
3.0
<2.5
250
150
100
75
10.4.2.2漏斗和储料斗可用4~6mm钢板制作,要求不漏浆,不挂浆,漏泄顺畅彻底。
储料斗的容量一般为0.5~0.8m3。
漏斗和储料斗应有足够的容量储存混凝土,以保证首斗灌量能达到埋管0.8~1.2m的高度。
漏斗和储料斗的初存量计算,可参考图13和式(16)。
V=h1×πd2/4+Hc×πd2/4……………….(16)
式中:
V——漏斗和储料斗初储量,m3;
d——导管内径,m;
D——实际柱孔直径,m;
h1——孔内混凝土达到埋管高度时,导管内混凝土柱与导管外水柱压力平均所需的高度,m;
h1≈Hwrw/rc……………….(17)
式中:
rw——水或泥浆的容量,KN/m3;
rc——混凝土拌合物容重,KN/m3;
Hw——孔内水位至管外混凝土面的高度,m;
Hw=H一Hc
式中:
H——实际桩孔孔深,m;
Hc——首批混凝土埋管高度,m;
Hc=Hm+h2……………………(19)
式中:
Hm——应达到的最小埋管高度,m;
h2——导管底口至孔底的高度,m。
10.4.3隔水塞
隔水塞一般采用混凝土制作,其外径宜比导管内径小20~25mm,采用3~5mm厚的橡胶垫圈密封,其直径宜比导管内径大5~6mm。
采用混凝土制作的隔水塞,宜制成圆锥体,其直径和技术规格要求参见图14,混凝土的强度等级宜为C15~25。
为保证隔水塞隔水性能良好和能顺利从导管内排出,隔水塞应具有一定的强度,表面光滑,形状尺寸规整。
10.4.4导管升降设备
10.4.4.1导管升降设备主要有灌注平台或起吊设备,如机动吊车等。
灌注平台应能安放导管、漏斗等也能升降导管。
10.4.4.2设计和制造灌注平台时,应注意以下几点:
a、有足够的强度和刚度,保证工作平稳。
其有效提升能力应是导管重量的2~2.5倍,且不宜小于40KN。
b、在考虑漏斗和导管的安装高度后,其有效升降高度不宜小于6m,同时应考虑具有起吊安放钢筋笼的高度和能力。
c、拆卸移动方便,最好能在钻机移动的轨道上行走(移动)。
10.4.5搅拌机、运输设备
10.4.5.1应根据搅拌机的生产能力,需要灌注混凝土的数量和适当的灌注时间以及劳动力配备情况选定搅拌机的类型和数量。
可参照下列式(20)计算每小进必要的混凝土供应量。
q=V/tg…………………….(20)
式中:
q——每小时必要的混凝土供应量(m3/h),可根据导管直径选定。
一般12~15m3/h。
V——单桩实际可能灌注的混凝土量(m3),应根据实际情况和地质情况,按10.1.10考虑充盈系数后确定。
tg——适当的灌注时间(h),可根据不同桩长和不同混凝土来确定。
10.4.5.2搅拌机宜采用强制式搅拌机,也可采用自落式搅拌机,容量不宜小于350l。
搅拌机的数量应根据下列式(21)确定。
n=q/p………………………(21)
式中:
n——搅拌机的数量(台);
p——搅拌机的生产能力,m3/h。
根据计算结果再加配1~2台备用搅拌机。
10.4.5.3运送混凝土宜采用搅拌运输车,如运距较近时,也可采用翻斗车。
其混凝土运送能力应与搅拌机的搅拌能力相适应,并配有不少于一台的备用设备。
10.5混凝土灌注
10.5.1干式灌注
10.5.1.1干孔灌注适用于无水或少水宜较密实的土或岩石层。
孔内渗水上升速度大于6mm/min时应改为水下灌注混凝土。
10.5.1.2干孔灌注混凝土前,孔底水深不宜超过50mm。
如超过要进行抽水才能开始灌注混凝土。
应加快灌注速度,使混凝土对孔壁的压力尽快地大于渗水压力
10.5.1.3混凝土应尽可能一次连续灌注完毕,如用串筒灌注混凝土时,串筒应对准孔中心,使混凝土在孔内自由坠落,以增加混凝土的冲击力和密实度。
串筒底应始终与混凝土面保持在2m以内。
串筒小头直径200~250mm为宜。
桩顶部2m的混凝土用振捣器分层捣实,每层灌足注厚度不超过振动棒的作用部分长度的1.25倍。
10.5.1.4骨料(砂、石)的选择和水下混凝土相同。
10.5.2水下灌注
10.5.2.1应根据桩径、桩深、灌注量合理选择导管、搅拌机、起吊运输等设备机具的型号规格。
所用机具均应试运转或严格检查,确保工况良好,严防灌注中出现故障。
10.5.2.2导管吊放入孔时,应将橡胶圈或胶皮垫安放周正、严密,确保密封良好。
橡胶圈磨损超过0.2mm时,应及时更换。
导管在桩孔中的位置应保持居中,防止导管跑管,撞坏钢筋或损坏导管;导管底部距孔底(或孔底沉渣面)距离高度,以能放出隔水塞及混凝土为度,一般为300~500mm。
导管全部入孔后,计算导管柱总长和导管底部位置,并填入有关表格。
同时,再次测定孔底沉渣厚度,若超过规定,应再次清孔至沉渣符合要求为止。
10.5.2.3隔水塞可用8号铁丝系住悬挂于导管内贴水面处。
10.5.2.4各项准备工作完成后,即可开始搅拌混凝土,并注意以下几点
a、混凝土材料必须是确定配合比的材料;
b、现场材料的配比加量偏差,应符合10.3.2的规定;
c、首批混凝土中应首先配制0.1~0.3m3水泥砂浆放入隔水塞以上导管、漏斗中,然后再放入混凝土,以便剪断铁丝后隔水塞、混凝土在导管内下行顺畅,返浆阻力小。
d、混凝土应搅拌至各种组成材料混合均匀,颜色一致。
搅拌时间应符合10.3的规定。
e、首批混凝土出料时应作坍落度测定,并检查混凝土配比。
至灌注中期和后期,应按灌注的不同部位,作混凝土坍落度测定,检查混凝土配比的变化情况,并填入“混凝土配制记录”。
f、拌制好的混凝土应以最短时间运至待灌注孔并尽快灌注。
10.5.2.5初存量必须满足首斗灌注的埋管要求。
同时,观察孔内返水(或泥浆)情况,测定埋管深度并做好记录。
10.5.2.6首批混凝土灌注正常后,应紧凑、连续不断地进行灌注,严禁中途停工。
灌注过程中,应经常用测锤探测混凝土面的上升高度,并适时提升拆卸导管,保持导管的合理埋深2~6m。
正常灌注时的探测次数一般为4m一次,并应在每次起升导管前,探测一次混凝土上面的高度,桩的顶部和底部应适当加密探测次数;特殊情况下(局部严重超径、缩径、漏失层位,灌注量特别大的桩孔等)应增加探测次数,同时,观察返水情况,以正确分析和判断孔内情况。
每次探测数据和拆卸导管长度应填入“钻孔水下混凝土灌注记录表”。
10.5.2.7在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续的混凝土宜通过溜槽徐徐灌入漏斗和导管,不得将混凝土整斗倾入管内,以免在导管内形成高压气囊挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水。
10.5.2.8当混凝土面上升到钢筋笼下端时,为防止钢筋笼被混凝土顶托上升,应采取以下措施:
a、在孔口固定钢筋笼上端;
b、灌注混凝土的时间应尽量快,以防止混凝土进入钢筋笼时,混凝土的流动度过小;
c、当孔内混凝土面接近钢筋笼时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 混凝土 配制 灌注
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)