第4章 灌注桩混凝土配合比设计

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1、桩基础设计与施工第4章灌注桩混凝土配合比设计讲授教师：杨曌武汉科技大学城建学院土木系结构教研室2012年4月4.1混凝土的原材料4.1.1水泥灌注桩常用的5种水泥：硅酸盐、普通硅酸盐、矿渣硅酸盐、火山灰质硅酸盐、粉煤灰硅酸盐水泥。水泥质量检验主要复查：水泥的安定性，凝结时间，胶砂强度。安定性—水泥硬化过程中的体积变化是否均匀。凝结时间—初凝、终凝、硬化。对灌注桩要求初凝时间较长。胶砂强度—不同批次水泥，胶砂强度可能差别较大，会造成混凝土强度较大波动。4.1.2粗骨料常用的有碎石、卵石，碎石混凝土流动性差，卵石混凝土流动性好。颗粒级配。水泥用量会随着最大粒径减小而急剧增大，经济性不好

2、。应从经济型和和易性共同考虑。4.1.3细骨料砂可分为天然砂和人工砂两大类，主要用天然砂中的河砂。4.1.4水4.1.5外加剂1）减水剂：能够降低水的表面张力以及水与其他液体和固体的界面张力，使混凝土拌合物流动时的内阻力减小，这样，为保持相同流动性所需的用水量就减少了。木质素磺酸盐、糖蜜类减水率10%左右。2）缓凝剂：降低水化速度、胶体体系凝聚过程和拌合水量的外加剂。3）引气剂：给混凝土引进定量微细气孔而又不改变水泥凝结和硬化速度的外加剂。4.1.6掺合料又称混合材料，是混凝土中的特俗材料，掺量比外加剂大很多。一般指粒径小于150微米而又不溶于水的无机的具有一定活性（潜在水硬性）的

3、细粉料和超细粉料，如粉煤灰、硅粉、沸石粉、高炉矿渣粉等。粉煤灰可以增加混凝土保水性和粘聚力，使混凝土软、滑不宜离析、泌水，有利于顺利浇灌。4.2对灌溉桩混凝土的基本要求4.2.1强度等级按立方体抗压强度标准值确定。不应低于C15，水下灌注桩不应低于C20，预制桩不应低于C30（静压法可为C25）。4.2.2混凝土拌合物要有较好的流动性钻孔内灌注混凝土一般不进行振捣密实，而是依靠自重和流动性密实，流动性稍差就有可能形成蜂窝和空洞，严重影响混凝土质量。坍落度常用来表示流动性，坍落度大，流动性好，也不是绝对的。如易离析的混凝土坍落度大，但流动性不好。4.2.3混凝土拌合物要有一定粘聚性指

4、保持混凝土中各组分始终均匀一致的能力。粘聚性差的容易产生离析和泌水。石子堆中间，砂浆从石子缝隙中渗出，粘聚性差；石子砂浆均匀坍向四周，粘聚性好。放置一段时间后，泌水则粘聚性差。4.2.4要求坍落度随时间损失小，初凝时间长4.3灌注桩混凝土配合比设计混凝土配合比是指混凝土组成材料之间的用量比例关系（重量比），一般以水：水泥：砂：石表示，以水泥为基数1。通过试验室计算及试配后确定的，又称试验配合比。4.3.1普通混凝土配合比设计步骤1．初步配合比计算（１）确定试配强度（fcu,0）式中：fcu,0——混凝土配制强度（MPa）；fcu,k——设计的混凝土强度标准值（MPa）；σ——混凝土

5、强度标准差（MPa）．混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为对于C20、C25级混凝土，计算配制强度时取δ≥2.5MPa；对于C30级以上的混凝土，计算配制强度时取δ≥3.0MPa；（２）计算灰水比（C/W）根据强度公式计算灰水比：采用碎石时：采用卵石时：式中：fcu,0——混凝土试配强度,ＭＰa；fce——水泥28d的实测强度,ＭＰa；（３）选定单位用水量（ｍw0）按骨料品种、规格及施工要求的坍落度值选择每立方混凝土的用水量。对于坍落度≤90mm，可按表4-14采用。对于坍落度>90mm，每增大20mm，用水量增加5kg。若加减水剂：（４）计算水泥用量（ｍc0）根据已确定的C/W

6、和ｍw，可求出ｌm3混凝土中水泥用量ｍc：为保证混凝土的耐久性，每立方的水泥最小用量：对于钻孔灌注桩水下混凝土一般不小于380kg；干作业混凝土不小于300kg。JGJ94-94规定水下混凝土不小于360kg。（５）选择合理的砂率值（βs）合理砂率指水泥用量省、流动性和粘聚性都好的混凝土砂率。可根据骨料种类、规格及混凝土的水灰比，参考表4.0.2选用。对于大流动度的灌注桩，砂率一般在40%-45%。（6）计算粗、细骨料用量①重量法（假定表观密度法）应按下式计算：如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度：ｍc＋ｍg＋ｍs

7、＋ｍw＝ｍcp②绝对体积法的基本原理是：假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。当采用体积法（绝对体积法）时，应按下式计算：通过以上计算，得出每立方米混凝土各种材料用量，即计算配合比完成。2.试配和调整通过计算求得的各项材料用量（计算配合比），必须进行试验加以检验并进行必要的调整。（１）调整和易性，确定基准配合比按初步计算配合比称取材料进行试拌。混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度，并检查其粘聚性和保水性能的好坏。