自密实混凝土在人工挖孔桩中应用.pdf

第 3 7卷 ， 第 4期 2 0 1 2 年 8月 公 路 工 程 Hi g h wa y En g i n e e r i n g Vo 1 3 7，No 4 Au g， 201 2 自密实混凝土在人工挖孔桩 中应用 陈慧 ， 张西强 ， 崔巍 ( 1 北京深华达交通工程检测有限公司 ， 北京 1 0 2 2 0 8 ； 2 中交路桥技术有限公 司 ， 北京 1 0 0 0 1 8 ) 【 摘要 】自密实混凝 土具 有高流动性 、 不离析 、 均匀 性和稳 定性好 的特点 ， 其浇筑时 ， 依靠 其 自重流动 ， 无须 振捣 即可密实 。将 自密实混凝土应用于人工挖孔桩 ， 不仅 可 以保 证桩身 质量 ， 减 少工人 劳动强度 ， 降低 能耗 ， 提高 生产效率 ， 还可 以达到安全 生产 目的。 【 关键词 】自密实混凝土 ； 人工挖孔桩 ； 桩 身质量 ； 生产效率 ； 安全 生产 中图分 类号】T u 5 2 8 文献标识码 】A 文章编号】1 6 7 4 0 6 1 0 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 2 3 5 0 3 S e l f - c o m p a c t i n g Co n c r e t e Ap p l i c a t i o n i n t h e M a n ua l Di g g i n g Pi l e CHEN Hui ，ZHANG Xi qi an g ，CUI W e i ( 1 B e i j i n g S h e n h u a d a T r a f fi c E n g i n e e r i n g T e s t i n g C o L t d ，B e i j i n g 1 0 2 2 0 8 ，C h i n a ； 2 C C C R o a d a n d B r i d g e C o n s u l t a n t s C O L T D ，B e i j i n g 1 0 0 0 1 8 ， C h i n a ) Ab s t r a c t S e l f - c o m p a c t i n g c o n c r e t e h a s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f h i g h fl u i d i t y ， s e g r e g a t i o n ， u n i f o r m i t y a n d g o o d s t a b i l i t y，I t r e l i e s o n t h e i r s e lf- r e s p e c t mo v e me n t wi t h o u t v i b r a t i o n c o mp a c t i n g，whe n p o u r i n g t he c o n c r e t e，S e lf- c o mp a c t i n g c o n c r e t e u s e d i n t h e ma n u a l d i g g i n g p i l e，c a n n o t o n l y e n s u r e th a t t h e p i l e q u a l i t y a n d r e d u c e l a b o r i n t e n s i t y，r e d u c e e n e r g y c o n s u mp t i o n， i mp r o v e p r o d u c t i o n e f fic i e n c y，c a n a l s o a - e h i e v e t he p u r po s e o f s a f e p r o d u c t i o n Ke y wo r d s s e l f - c o m p a c t i n g c o n c r e t e ；ma n u a l d i g g i n g p i l e ；p i l e q u a l i t y ；p rod u c t i o n e ffic i e n c y ； p r o d u c t i o n s afe t y 自密 实混凝 土是 具有 高流 动度 、 不离 析 、 均 匀性 和稳定性好特点 ， 而且 浇筑时 ， 依靠其 自重流动 ， 无 须振 捣 即可密 实 ， 具 有 良好 的 力学 性 能 和 耐 久性 能 的混凝土 。 自密实混凝土 属于高流动性混凝 土 的一部分 。 人工挖孔桩由于具有施工方便 、 施工速度较快、 机械设备简单， 造价低等特点， 从而在公路、 民用建 筑中得到广泛 应用。但挖孔 桩井下浇筑作业 条件 差 、 环境恶劣 、 劳动强度大 ， 往往桩基浇筑质量难 以 保 证 。再加 上浇 筑 混凝 土 时需 要 全 过程 人 工 振 捣 ， 故桩身质量受人为因素影响较大。人工挖孔桩桩身 质量 问题 往 往 较 多 ， 如 局 部 离 析 、 空洞 、 沟 槽 、 不 密 实、 均匀性差、 质量不一等问题 ， 个别桩甚至 出现了 严重离析现象 ， 都与混凝 土本身质量 和施工 中的振 捣 相关 。 由于这 些问题 在浇 筑过 程 中难 以把 握 和发 现 ， 给 以后桩 基 问题 处 理带来 了很 大 困难 ， 不 仅影 响 了工期 。 还造成了经济损失。 自密 实混 凝 土 的 高流 动 性 和 自填 充性 能 ， 可 以 避免 由于人工操作振捣不密实、 不均匀或者过振、 少 振造成桩身局部不密实、 空洞、 离析现象。自密实混 凝土具有高抗离析性能， 即不泌水 ， 骨料不离析 ， 大 大降低了桩身离析可能性 ， 保证了桩身质量 。 自密 实混凝土具有均匀性和稳定性好 的特点， 故桩身材 质均匀、 整体质量好 ， 避免 了桩身质量不一现象 。 自密实混凝土 自身优点从根本上解决浇筑时造 成桩身质量问题， 因此在保证其他措施条件下， 将 自 密实混凝土应用于人工挖孔桩， 不仅可以保证桩身 质量 ， 减少工人劳动强度， 降低能耗 ， 提高生产效率， 还可以达到安全生产 目的。另外 ， 自密实混凝土大 量利用工业废料做掺合料 ， 降低 了混凝水化热 ， 提高 混凝 上耐 久性 。 1 自密 实混凝土 1 1 自密 实混凝 土特 点 与常规振捣成型的混凝土相 比， 自密实混凝土 主要有以下几个优点 ： 【 收稿 日期 】2 0 1 2 0 4 0 6 【 作者简介 】陈慧 ( 1 9 8 3 一) 。 女 ， 云南大姚人 ， 硕士研究 生， 助理T程师 ， 主要从事道路 建筑材料研究工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 3 6 公路工程 3 7卷 保证混凝土浇筑质量。能够改 善混凝 土的 表观质量， 减少表面气泡和蜂窝麻面， 保证混凝土内 部浇筑密实和均匀性。 应用范 围广 。 可以根据不同需要应用于不同 领域 ， 如特种薄壁结构、 隧道和地下结构、 建筑结构、 地铁结构、 桥梁结构等。 生产效率和经济效益较好。由于免振捣或 少振捣 ， 混凝土浇筑时间大幅度缩短 ， 减少了施工强 度和施工能耗 ， 从而缩短了工期 ， 降低 了工程造价 。 有利于环保节能 ， 可 以大大降低施 工噪音， 减少噪音污染 ， 保证正常生活秩序和施工顺利进行。 具有 良好力学性能和耐久性。 1 2 自密 实混 凝工程 应 用 由于 自密实混凝土有诸多的优点， 世界各 国都 非常重视 自密实混凝土的研究与应用 ， 现代化的施 工方法及体系的发展 ， 使其具有广阔的应用领域和 前景。其主要工程应用领域如下 ： 应用于繁华地带工期 紧、 要求高、 难度大 和 具有环保要求 的大型建筑结构 ， 如 体育馆、 民用 建 筑、 钢混组合结构 、 会展 中心等。 自密实混凝土规范广泛应用 于桥梁和隧道 施工 。自密实混凝土技术 ， 进一步完善我钢管混凝 土结构工程、 连续梁主体结构 、 空心板梁铰缝施工、 桥梁承 台封底等方面的工艺 ； 而且应用 于隧道二次 衬砌 中配 筋 密集 ， 施 工 时工作 面 小、 振 捣 困难 区 域 。 一 。 在地铁和铁路工程中车站建设应用， 解决了 车站构件中操作空 间小 、 难振捣、 浇注不密实 的问 题 。 桥梁 以及既有建筑结构的维修加 固和改造 中得 到 广泛应 用 。 自密 实混凝土在水 下混凝 土工程 中应用。 最为 典 型的是 在三 峡 大 坝 二期 、 三期 工 程 中的成 功 应 用 。 落扩展度的方法检测。 抗离析性又称抗离析稳定性 ， 日本和欧洲标准 均用两种方法检测。一是用一种特殊 的 V形漏斗 ， 装满 l 0 L混凝土拌合 物 ， 打开底盖计量 流出时 间 ( s ) 。另一种方 法是 计量 坍落 扩展度 扩展到 平均 5 0 c m的时间( s ) 。V形 漏斗流出时间欧洲规定不 大于 2 O s ， 日本虽也 同样规定一般 自密实混凝土不 大于 2 0 S ， 而钢筋净间距小于 6 0 mm时， 规定为不 大于 2 5 s ， 即当钢筋密度大时， 拌合物的粘聚性需要 大一些。坍落扩展度扩展 N s o e m的时间， 日本规定 一 般 自密实混凝土为 31 5 S ， 钢筋净 间距小 于 6 0 m m 时为 52 0 s o 自填充性又称间隙通过性 ， 用箱形试 验 ( 欧洲 称 u形箱) ， 用一个矩形箱 ， 中间通过隔板分为 A、 B 二室 ， 下端流 出 1 9 c m高连通 口， 连通 口处垂直放一 定间距的钢筋。将 A室装满混凝土拌合物 ， 拔开隔 板， 拌合物即通过钢筋流人 B室。停止流动后测两 侧混凝土高度差。 日本规定 高度差小于 8 c m为合 格， 欧洲则规定愈小愈好。 2 2硬 化 自密 实混凝 土 的性 能 2 2 1 力学性能 自密实混凝 土试块 所用试 模与普通混凝 土相 同 ， 试块 制作 过程 中 ， 成 型 时无 需 振捣 ， 分两 次装入 ， 中间间隔 3 0 S ， 每层装入试模高度的 1 2 ， 装满后抹 平静置 2 4 h ， 转入标准室养护到 2 8 d龄期即可。 硬化混凝土的力学性能应按现行国家标准 G B T 5 0 0 8 12 0 0 2 普 通混 凝土力 学性能试 验方法 标 准 进行检验 ， 并按现行 国家标准 G B J 1 0 71 9 8 7 ( 混 凝土强度检验评定标准 进行合格评定。 2 2 2耐久性 自密实混 凝 土长期 性能 和耐 久性 指标 除应满 足 设计要求和 国家相关规 范标 准外 ， 还应按照 普通 混凝土长期性 能和耐久性 能试验方法 ( G B J 8 2 8 5 ) 要求的标准试验方法。 2 自密 实混凝土特性和检测方法 3 主 要施 工方 法及 工艺 2 1 自密 实混凝 土拌合 物 工作性及 检测 目前， 一般认为 自密实混凝土的工作性能大致 包括 以下 3个方面 ： 流动性。保证混凝土有足够 的流动能力绕过 障碍物 ， 到达模型 内任何地方； 抗 离 析性 。保 证混 凝土 质量 均匀一 致 ， 即不泌 水 ， 骨 料不离析 ； 自填充性。保证混凝土穿越钢筋间隙 时不 发生堵 塞 。 流动性可以用检测普通高性能混凝土拌合物坍 3 1 挖 孔 开孔前 ， 桩位应准确定位放样 ， 孔 口四周必须设 置护栏 ； 当桩孔开挖深度超过 1 0 m时， 应有专 门向 井下送风设备 ， 风量不宜小于 2 5 L S ； 当遇到特殊 不 良地 址如 流砂 、 涌砂 条 件时 ， 要进行 特殊 处理 。 3 2 护壁 为防止 塌 孑 L ， 每 一 层 土 方 开挖 后 应 进 行 护 壁 。 混凝 土护壁 的厚 度不 应小 于 1 0 0 m m， 混凝 土强 度 等 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 陈 慧 ， 等 ： 自密实混凝土在人工挖孔桩中应用 2 3 7 级不应低于桩身混凝土强度等级 ， 并应振捣密实 ； 护 壁应配置直径不小于 8 m m 的构造 钢筋 ， 竖 向筋应 上下搭接或拉结。 3 3钢 筋笼 的制作 与安装 将钢筋笼运至现场后 ， 用吊车起 吊， 第一段放人 孔内后用钢管或型钢临时搁支在护壁 上， 再起 吊第 2节钢筋笼 ， 对正位置焊接， 焊接应 采用搭接焊法 ， 焊接后逐段放入孔内至设计标高。安放前需再检查 孔内的情况 ， 以确定孔内无塌方和沉渣 ， 安放要对准 孑 L 位 ， 扶 稳 、 缓 慢 、 顺 直 ， 严 禁墩笼 、 扭 笼 。 3 4 自密实混凝 土的原 材料及 配合 比 一 3 4 1自密实混凝土原材料 水泥： 自密实混凝土可选用硅 酸盐水 泥、 普 通 硅酸 盐水 泥 、 矿 渣 硅 酸 盐 水 泥 、 火 山灰 硅 酸 盐 水 泥、 粉煤灰硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥等 。 掺合料是 自密实混凝土重要组成材料， 常用 的有粉煤灰 、 粒化高炉矿渣粉 、 硅灰、 沸石粉 、 复合矿 物掺合料等， 品种适宜的优质活性矿物掺合料可和 水泥颗粒形成 良好级配 ， 不但能提高新拌混凝土 的 工作性， 而且能提高硬化混凝土的强度和耐久性 。 细骨料宜选用第 2级配区的中砂 ， 砂的含泥 量、 泥块含量不能超过 3 0 、 1 0 。 粗骨料宜采用连续级配或 2个单粒径级配 的石子 ， 最大粒径不宜大于 2 0 m m， 石子的含泥量 、 泥 块 含 量 及 针 片 状 颗 粒 分 别 不 能 超 过 1 0 、 0 5 、 8 0 ， 石子空 隙率宜小 于 4 0 。粗 骨料的 粒形、 尺寸和级配对 自密实混凝土拌合物的施工性， 尤其是对拌合物的间隙通过性影响很大。 高效减水剂是配制 自密实混凝土关键材料， 减水率要求达 2 0 以上 ， 与水泥的相容性要好。 材料选取 ： 水 泥： P 0 3 2 5； 砂子 ： I I 区 中砂 ， 细 度模数为 2 4 ； 粗骨料 ： 碎石 ， 公称粒径 5 2 0 m m， 连续级配 ； 化学外加剂 ： 专用缓凝高效减水剂 ， 减水 率超过 2 5 。 ；矿物掺合料 ： I I 级粉煤灰 。 3 4 2配合 比设计 混凝土的设计强度按 c ： 配制 ， 经计算和试配 ， 确定其配和比为 ： 水泥 ： 粉煤灰 ： 砂 子： 石子 ： 水 = 0 7： 0 3： 1 5 5： 1 6 9： 0 4 ， 外加剂和缓凝 剂分别 为 0 9 、 0 0 5 。 3 5混 凝 土 浇 筑 在人 工挖孔 桩 中 自密 实混凝 土 和普通 混凝 土 的 灌注方法有所不同 ， 它不仅运输条件要求严格 ， 而且 浇筑过程也不同。当成孔中渗水量过大时 ， 应采取 场地截水 、 降水或水下灌注混凝土等有效措施 。 自密实混凝 土只允许泵送。运输时间应符 合规定要求 ， 未做规定时， 在 9 0 m i n内卸料完毕 ， 当 最高气温低 于 2 5时， 运送时间可延长 3 0 mi n 。 卸料前搅拌运输 车应 高速旋 转 1 mi n以上 方 可卸 料 。 密实混凝土浇筑时 ， 尽量减少泵送过程对混 凝土高流动性的影响 ， 使其和易性能不变。 在混凝土卸料前 ， 如需对混凝土扩展度进行 调整时， 加入外加剂后混凝土搅拌运输 车应高速旋 转 3 m i n ， 使混凝土均匀一致 ， 经检测合格后方可卸 料 。外 加剂 的种类 、 掺 量应 事先试 验确 定 。 浇筑过程 中采用串筒下料 ， 尽管 自密实混凝 土具有较好的粘聚性和抗离析性 ， 但是其 最大 浇筑 高度不能超过 5 m时， 避免 自密实混凝土离析分层。 在浇筑过程 中， 随时测量混凝土浇筑高度 ， 自密 实混 凝 土 浇筑 至 设 计 高 度后 可 停 止 浇 筑 ， 2 0 rai n后再检查混凝土标高， 如标高略低再进行 复 筑 ， 以保证达到设计要求 。 浇筑过程 中设置专 门的专业技术人员在施 工现场值班 ， 确保混凝土质量均匀稳定 ， 发现问题及 时调 整 。 4 结论 通过 自密实混凝土在人工挖孔桩 中实践应用 ， 证明 白密 实混凝 土确 实在 密实性 、 均 匀性 方面 突 出 ， 也减轻了劳动强度和提高生产效率 ， 保证了施工质 量和进度 ， 在经济性、 安全性、 环保节能等方面也有 着积极意义 ， 符合 当前建筑环境可持续发展和节能 减排的需要 ， 具有广阔的前景。 参考文献】 1 C E C S 2 0 3： 2 0 0 6， 自密实混凝土应用技术规程 s 2 吴建龙 ， 盛海军 ， 等 自密实混凝 土在拱 桥加 固中的应用 J 公路 。 2 0 0 8 ， ( 7 ) ： 2 1 4 2 1 5 3 林 国 钢管 自密实混凝土的生产与应用 J 公路 交通技术 。 2 0 0 7， ( 2 ) ： 8 68 7 4 冯万慧 ， 何风奎 白密实混凝土在地铁顶纵梁上 的应用与质 量 控制 J 北方交通 ， 2 0 1 1 ( 1 ) ： 6 2 6 3 5 谭 建华 ， 吴健军 流砂层地质人T挖孔桩施 工介绍 J 中南 公 路T程 ， 2 0 0 4 ， ( 9) ： 1 0 71 0 8 6 J G J 9 42 0 0 8， 建筑桩基技术规 范 s 7 】 J G J 5 52 0 0 0， 普通混凝 土配合 比设计规程 S】 8 J G J 5 22 0 0 6， 普通混凝 土用砂 、 石质量及检验方法标准 S 9 J G J 6 32 0 0 6， 混凝土用水标准 s 【 1 ol G B 1 7 5 2 0 0 7， 通用硅酸盐水泥 s 】 1 1 G B 8 0 7 62 0 0 8 ， 混凝土外加荆 s 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m