超深挖孔桩干浇机制砂自密实混凝土施工工艺研究.doc

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1、超深挖孔桩干浇机制砂自密实混凝土施工工艺研究施工工艺研究1.1 机制砂石粉含量及机制砂石粉含量及 MB 值现场调控措施值现场调控措施料场生产前期根据抽样检测结果石粉含量高达 15%-18%，严重偏离了最佳石粉含量 12%的要求，项目在制砂工艺及设备上作出了多次调整对比后将石粉含量维持在(121)%左右，同时发现在利用山体表层和雨天加工的机制砂 MB 值偏大，1.1 左右。具体采取措施如下：1.1.1 石粉含量控制措施石粉含量控制措施调整制砂机转速，由原来的 1000n/min 降低至800n/min，以减少机制砂在生产过程中被摆锤“锤击”的次数，从而减少 75m 以下颗粒的产生；通过现场机器转

2、速调整后取样对比，该措施可以有效降低石粉含量 0.8%。减少制砂机中摆锤的数量，将原有的 15 个摆锤降低为 9个，减小制砂过程中的冲击次数，根据前后对比测算可以有效降低 1%左右。在二次破碎反击破和制砂机出料口位置安装 40kw 功率的除尘设备；根据生产过程测算：8h 内可生产机制砂 400t，除尘设备搜集到的石粉约 15t，吸尘率为 3.75%，吸收量含扬尘和碎石中本身的石粉含量，特别是 4.75-9.5mm 的碎石较为吸尘前粉尘含量明显减小，对机制砂的除尘率位于 2%左右。并且通过控制除尘设备吸尘口径，可以达到对石粉含量的动态控制。采用超粒径碎石制砂（3cm 以上）而不采用级配碎石制砂，

3、对石粉含量控制也略有贡献；优化炮眼布局，将布局加大至 2m，可提高爆破后块石的完整性，并付辅助“拣料”也可达到降低石粉含量的控制。通过以上几条措施在优化后的生产线上机制砂石粉含量可以稳定在(121)%范围内，满足配合比拌制的要求。1.1.2 MB 值控制措施值控制措施为控制机制砂中 MB 值，采取了如下优化工艺：彻底清除“盖山土” 、表层植被、植物根茎；优化炮眼布局，将原有炮眼间距 1.5m 左右，增大至2m，爆破出的碎石块径较为完整，同时挖机辅助“拣料” ，块石投入生产线，破碎部分清除；将鄂式破碎机除泥板间距由 3cm 增大至 5cm，降低进入生产线的泥土量；将二次反击破碎出的机制砂废弃；机

4、制砂采用超粒径碎石（大于 3cm 粒径）进行二次精加工。避开雨天生产，避免过多泥土带入石粉中。通过以上几个工艺的优化，机制砂石粉 MB 值可以控制在1.0 以下，达到拌制混凝土材料性能的要求，但是雨天影响还是较大，所以在雨天停止砂石料的生产。1.2 工艺性试验方案工艺性试验方案在桩基混凝土正式浇筑前浇筑桩基自密实混凝土试验段对施工工艺进行研究，试验段浇筑 2 根直径为 2m 高度为3m 的试验桩，一根配筋一根不配筋分析混凝土的通过性，试验段施工过程尽量与桩基混凝土浇筑条件相当。试验段为检验以下几个方面：混凝土从出机经过运输至现场后混凝土工作性能稳定性情况；混凝土浇筑的最佳分层厚度和单层混凝土排

5、除气泡所需的最短静置时间；混凝土高落差浇筑情况下是否离析泌水，以及通过钢筋的间隙通过性；桩头养护工艺效果；桩身强度和桩身密实性、桩头松顶现象。试验段实施条件：搅拌运输：混凝土搅拌按配合比设计的最短搅拌时间60s 控制，罐车采用 9m3/车记录运输时间；浇筑气温及运输距离选择：浇筑时间选择年气温较高的时段，记录浇筑时气温为 35，罐车运输时搅拌速度控制在 3-5 转/min，运输距离选择距离拌合站最远的桩基处；下料方式选择：浇筑下料采用吊车配合料斗下落高度控制在 3m 左右落差；分层厚度选择：浇筑分层厚度为 30cm、50cm、70cm不等，浇筑完一层静置排气时间为 1、2、3min；结果评定：

6、浇筑完桩头养生采用蓄水养护，待强度到达 7d 和 28d 后钻心取样检测强度和密实情况。1.3 分层厚度和静置时间的影响分层厚度和静置时间的影响为检验浇筑分层厚度为混凝土性能的影响，试验选取浇筑分层厚度为 30cm、50cm、70cm，不等试验段分区见图1.3.1。图图 1.3.1 桩基自密实混凝土试验段分区情况图桩基自密实混凝土试验段分区情况图图图 1.3.2 桩基自密实混凝土试验段照片桩基自密实混凝土试验段照片表表 1.3.1 桩基桩基 C30 自密实混凝土出机与入仓前工作性自密实混凝土出机与入仓前工作性能对比表能对比表试验项目坍落扩展度(mm)U 型箱填充高度(mm)扩展时间(s)V 漏

7、斗时间（s）表观描述出机时6803325.911.3自流平、气泡泛出到达现场后6703301.612.5自流平、气泡泛出量减少(a) U 型箱试验型箱试验 (b)J 环试验环试验（c）坍落扩展度试验）坍落扩展度试验 （d） 混凝土运混凝土运送至现场后照片送至现场后照片 图图 1.3.3 混凝土现场工作性能测试混凝土现场工作性能测试混凝土从出机经过 28min 运输到达现场后，通过 U 型箱试验、J 环试验、扩展度时间试验、V 漏斗试验测定其工作性能的各指标与出机时的差异情况见表 1.3.1。通过混凝土工作性能对比，混凝土经过长时间运输后工作性能保持稳定，能够满足施工工作性能要求。混凝土浇筑后观

8、察各区域混凝土外观情况，并待混凝土达到 7d 和 28d 强度后分别对各区域钻心取样进行强度的密实度的评定，其对比结果如下：表表 1.3.2 桩基桩基 C30 自密实混凝土分层与静置时间效果自密实混凝土分层与静置时间效果对比表对比表试验项目7d 芯样强度28d 芯样强度混凝土外观描述混凝土芯样外观描述说明30cm 静置1min30.141.5外观气泡较少外观气泡较少30cm 静置2min30.141.7外观少量气泡外观少量气泡30cm 静置3min30.241.7外观少量气泡外观少量气泡50cm 静置1min30.141.4外观气泡较多外观气泡较多50cm 静置2min30.141.7外观少量

9、气泡外观少量气泡50cm 静置3min30.141.9外观少量气泡外观少量气泡70cm 静置1min30.144.5外观气泡较多外观气泡较多70cm 静置2min30.044.2外观气泡较多外观气泡较多70cm 静置3min29.341.1外观气泡较多外观气泡较多桩头浮浆较明显图图 1.3.4 桩基自密实混凝土试验段桩基自密实混凝土试验段 30cm、50cm、70cm 芯样芯样照片照片通过对比试验可以看出：混凝土分层厚度对强度的影响不是很明显，对气泡的影响较为明显，混凝土分层厚度越厚气泡较难排出，单层浇筑静置排出气泡时间停留在 2-3min 比 1min 效果较为明显，结合现场施工情况，选定混

10、凝土的单层分层厚度控制在 50cm，单层浇筑停留时间易控制在 2min 为宜。1.4 下料高度及间隙通过性试验下料高度及间隙通过性试验混凝土浇筑时落差控制在 3-5m，根据混凝土浇筑情况，混凝土入模后不离析，当浇筑高度过高后逐渐有略微的泌水情况，同时根据桩头芯样的情况也可以看出在桩头位置明显存在粗骨料量较少的情况。为了防止混凝土浇筑过程中因落差过大而产生离析泌水现象，在下料导管时需设置减速措施。在浇筑过程及浇筑完成拆模后观察有无钢筋的两种试验桩外观发现混凝土的间隙通过性较好可以满足自流平目的。图图 1.4.1 混凝土浇筑过程中泛浆较为混凝土浇筑过程中泛浆较为明显明显1.5 养护方式的影响养护方

11、式的影响对比两根试验桩桩顶的强度，通过蓄水养护可以提高桩顶的 28d 强度 3MPa 左右，所以桩基混凝土在浇筑完成后需进行蓄水养护。通过表 5.3 对比两桩头的芯样可以发现桩顶浮浆较多，粗骨料较少，存在“松顶”现象，所以在混凝土浇筑至最后3m 范围内时需提高粗骨料的用量，必要时增加 20-21.5mm级配区间碎石。通过对芯样进行试压修整后得到的混凝土 7d 和 28d 强度可以看出，混凝土的 7d 和 28d 强度除未养护的桩顶未达到要求外，其余强度均满足要求。且桩身气泡比普通混凝土略多，这势必会影响桩身混凝土超声波检测的效果，使其信号衰弱，桩身存在一定缺陷，分析原因采取的措施为：在混凝土外加剂成份中增加消气成份。1.6 小结小结通过试验桩方法对施工工艺进行研究发现：桩基自密实混凝土试配结果可满足桩基混凝土自流平浇筑的要求，但在浇筑工艺上需注意：一是要在下料导管增加减速措施，防止混凝土高速下落冲击后泛浆过多导致泌水或离席；二是为了避免桩头强度过低的情况需在混凝土浇筑至顶端时增加混凝土内粗骨料用量，桩基施工完成需进行蓄水进行桩头养护；三是为了降低自流平混凝土气泡过多，需在外加剂中引入消气成份。