第4章 灌注桩混凝土配合比设计(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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。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（）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,）；,混凝土强度标准差（,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,2.5MPa,；,对于,C30,级以上的混凝土，计算配制强度时取,3.0MPa,；,（）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,a,；,fce,水泥,28d,的实测强度,a,；,（）选定单位用水量（,w0,）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：,（）计算水泥用量（,c0,）根据已确定的,C/W,和,w,，可求出,m,3,混凝土中水泥用量,c,：,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,。,（）选择合理的砂率值（,s,）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 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：,c,g,s,w,cp,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。,（）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。如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，调整用水量或砂率，直到符合要求为止。此配比为基准配合比。,（）检验强度和耐久性 基准配合比能否满足强度要求，需进行强度检验。一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少,0.05,。,各种配比制作两组强度试块，如有耐久性要求，应同时制作有关耐久性测试指标的试件，标准养护,28d,天进行强度测定。,（,3,）配合比的确定 确定混凝土初步配合比 根据试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度关系，用作图或计算法求出与混凝土配制强度（,fcu,0,）相对应的灰水比值，并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：用水量（）,取基准配合比中的用水量，并根据强度试验时测得的坍落度，进行调整；,水泥用量（）,取用水量乘以选定出的灰水比计算而得；粗、细骨料用量（、）,取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。至此，得出混凝土初步配合比。,5.,混凝土施工配合比换算 混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算方法如下：,设施工配合比,1 m3,混凝土中水泥、水、砂、石的用量分别为,C,、；并设工地砂子含水率为,a,，石子含水率为,b,。则施工配合比,1 m3,混凝土中各材料用量为,C=C S=S(1+a%)G=G(1+b%)W=W,Sa,%,Gb,%,