混凝土技术指标及原材料

一、混凝土技术指标

1、强度等级：C35；

2、施工坍落度要求：180mm～220mm；

3、使用年限级别：100年；

4、抗渗等级：/

二、设计依据

1、GB/T50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》；

2、JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》；

3、GB50208-2011《地下防水工程质量验收规范》。

三、混凝土配合比设计参数要求

1、最大水胶比：C35≤0.50；

2、最小胶凝材料用量：300kg/m3；

3、设计坍落度：180mm～220mm。

四、试验所选用原材料

1、水泥：P.O42.5，符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》规定的技术指标要求，经长期统计28d抗压强度为48MPa；

2、粉煤灰：F类II级，符合GB/T1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的技术指标要求，粉煤灰掺量20%；

3、砂：Ⅱ区中砂，细度模数2.6，符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及验收方法标准》技术指标要求；

4、碎石：采用5～16.0mm和16～31.5mm二级配碎石按5～16.0mm：16～31.5mm=40：60的比例复配成5～31.5mm碎石，其质量满足JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及验收方法标准》技术指标要求；

5、水：自来水；

6、减水剂：PCA-I聚羧酸高性能减水剂，推荐掺量2.0%，减水率25%，其他技术指标满足GB8076-2008《混凝土外加剂》的技术要求。

C35水下桩混凝土配合比计算

一、混凝土配合比设计计算

1.1计算配制强度

（1）选用JGJ55-2011中4.0.1计算公式ｆ_CU，O≥ｆ_CU，K+1.645σ

考虑水下混凝土的复杂水文环境，配制混凝土时应提高一个强度等级，即C35水下混凝土按照C40混凝土强度等级进行设计，其标准差依据JGJ55-2011中表4.0.2取σ=5.0MPɑ，即：

ｆ_CU，O≥40+1.645×5=48.2MPɑ

（2）粗骨料采用碎石时，其回归系数按照JGJ55-2011表5.1.2中的要求选用：ɑ_a=0.53，ɑ_b=0.20

（3）使用的P.O42.5水泥经长期统计28d抗压强度为ｆce=48.0MPɑ。

（4）粉煤灰掺量20%时，粉煤灰影响系数依据选用JGJ55-2011表5.1.3选取γ_f=0.85

（5）胶凝材料28d强度值为

f_b=γ_f×f_ce=0.85×48=40.8MPa

1.2计算水胶比

水胶比公式按JGJ55-2011中5.1.1

W/B=ɑ_a×ｆ_b/(ｆ_CU，O+ɑ_a×ɑ_b×ｆ_b)

=0.53×40.8/(48.2+0.53×0.20×40.8)=0.41

1.3确定用水量

混凝土设计坍落度180mm～220mm，混凝土坍落度值取200mm，依据JGJ55-2011表5.2.1-2其用水量为：

m^′_wo=((200-90)/20)×5+205=232.5

所采用外加剂掺量2.0%时，其减水率为25%，添加外加剂后用水量为：

m_wo=232.5×(1-0.25)=174kg/m³

1.4计算胶凝材料用量

（1）胶凝材料总量

m_b0=m_w0/W/B=174/0.41=424kg/m³。

（2）粉煤灰掺量为20%

m_f0=424×20%=84.8kg，取85kg/m³。

（3）水泥用量

m_c0=424-85=339kg/m³

1.5外加剂用量

外加剂按厂家提供指标为胶凝材料的2.0%掺用

m_wjj=425×2.0%=8.5kg/m³。

1.6采用质量法计算砂石用量

按经验取每立方米混凝土假定质量=2400kg

坍落度为200mm，按照JGJ55-2011中表5.4.2砂率

βs＝（200-60）/20+33%＝40%。

砂石质量=混凝土假定质量-胶凝材料质量-水质量-外加剂质量=1793.5≈1794kg

则，砂子用量=1794×40%=718kg/m³碎石用量=1076kg/m³

1.7基准配合比

二、分别用0.36和0.46水胶比计算配合比

2.1当水胶比为0.36时

（1）用水量不变为174kg

（2）胶凝材料用量

m_b0=m_w0/W/B=174/0.36=483kg/m³。

（3）粉煤灰掺量为20%

m_f0=483×20%=97kg/m³。

（4）水泥用量

m_c0=483-97=386kg/m³

（5）外加剂用量

外加剂按厂家提供指标为胶凝材料的2.0%掺用

m_wjj=483×2.0%=9.7kg/m³。

（6）采用假定容重法计算砂石用量：

按经验取每立方米混凝土假定质量=2400kg

该配比砂率较计算基准配比降低1%，即39%

砂石质量=混凝土假定质量-胶凝材料质量-水质量-外加剂质量=1733kg

砂子用量=676kg/m³碎石用量=1057kg/m³

（7）基准配合比水胶比降低0.05，砂率降低1%的对比配合比

2.2当水胶比为0.46时

（1）用水量不变为174kg

（2）胶凝材料用量

m_b0=m_w0/W/B=174/0.46=378kg/m³。

（3）粉煤灰掺量为20%

m_f0=378×20%=76kg/m³。

（4）水泥用量

m_c0=378-76=302kg/m³

（5）外加剂用量

外加剂按厂家提供指标为胶凝材料的2.0%掺用

m_wjj=378×2.0%=7.6kg/m³。

（6）采用假定容重法计算砂石用量：

按经验取每立方米混凝土假定质量=2400kg，

该配比砂率较计算基准配比提高1%，即41%。

砂石质量=混凝土假定质量-胶凝材料质量-水质量-外加剂质量=1841kg。

砂子用量=755kg/m³碎石用量=1086kg/m³

（7）基准配合比水胶比增加0.05，砂率增加1%的对比配合比

水下混凝土灌注注意事项

（1）水下桩灌注前要做好施工的各项检查，施工过程中要认真填写施工记录表和施工记录。

（2）应注意导管底部提离孔底30～50公分，以便冲击沉渣。

（3）水下桩混凝土灌注应连续不间断进行，一旦发生混凝土灌注中断，应根据导管的埋置深度，间断、少量提升导管使导管内混凝土慢慢流出，以防凝结。

（4）灌注过程中应防止异物掉入导管中，必要时在储料斗中部设置钢筋焊成的间距100mm的方型格栅。

（5）混凝土灌注过程中，应有专人指挥、协调。内容包括：混凝土搅拌开盘时间及方量，混凝土运输车次、车序，道路交通畅通情况，提前预算最后补方数量等等。

水下桩常见事故处理

（1）塌孔：

钻孔中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重时，可采用加大泥浆比重、加高水头、埋深护筒等措施后续钻进；坍孔严重时，回填重新钻孔。冲击法钻孔时，可投黏土块夹小片石，用低锤冲击将黏土块和小片石挤入孔壁控制坍孔。

在松散粉沙土或流沙中钻孔时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、黏度、胶体率的泥浆或高质量的泥浆。

发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和黏质土混合物到坍孔处以上1m～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。

（2）堵管事故

提升导管2m左右，在孔口板上上下振动，让混凝土在其自重力作用下压出导管，或使用高频振动器安置在导管顶部，开启振动器可以使管内混凝土因振动液化原理而压出导管。以上办法无法解决，证明导管被堵严重，应立即提离混凝土面，采用球内胆止水，重新下导管及安装大斗浇入混凝土。在两混凝土面交接处反复捣插，使其混合均匀，重新浇入混凝土强度等级应提高一级。该办法应该在孔内混凝土初凝前使用，并作好浇筑记录。

（4）浮笼事故

混凝土浇筑期间，当混土浇筑面接近钢筋笼底部时，要严格控制混凝土的浇筑速度，一定要慢慢浇筑，严禁抖管，待确认混凝土面高于钢筋笼底部4～5米、确认导管底部高出钢筋笼笼底标高2米以上再恢复至正常浇筑速度。

泥浆比重过大或泥浆中含砂率过大也会导致浮笼，由于导管接头法兰外突，故在提管过程也会造成浮笼，此时应顺时针旋转导管，让钢筋笼自动脱离法兰。

（4）断桩、夹泥、夹心事故

该事故在施工过程中须严格禁止，因此要严格按照施工工艺、技术标准来控制施工过程。可以通过以下几方面加以预防：

浇筑混凝土应及时连续，中途停顿时不宜超过30min。

二次清孔时孔内沉渣须清理干净，同时泥浆比重应调到1.1以下。

质量不合格的混凝土不允许浇入孔内，应退回重新搅拌。

在提升导管前，用测绳吊测锤（测绳下端的测锤重3.5kg，锤底直径约13～15cm，测绳应经常校核，以保证准确。测定混凝土表面标高，根据已拆卸管的长度推算导管的埋管深度，确定导管提升后的导管埋深满足最小埋管深度要求。