1、C30 水下灌注桩混凝土配合比优化设计0引言水下灌注桩的施工工艺决定了其对混凝土技术要求较高。良好的灌注性能是水下灌注桩混凝土必须具备的。水下灌注桩混凝土的灌注性能，是指混凝土由搅拌车卸到料斗，经导管完成水下桩基浇筑的难易程度。灌注性能良好的水下灌注桩混凝土，不仅具有大的流动性，同时混凝土的粘聚性合适。这就要求混凝土流动性经时损失小，运送到施工现场时还有较大坍落度(18cm)和扩展度(50cm)，以便利用自身重量沉实。其次是粘聚性合适即有抵抗泌水、离析的稳定性，当混凝土过粘时，混凝土料沉上翻难，灌桩速度慢需要多次拆管；反之混凝土有离析倾向，容易造成堵管断桩。1原材料与实验方法1.1原材料(1)
2、胶结材：福建炼石水泥厂生产的PO.42.5水泥；华能电厂生产的II级粉煤灰。(2)骨料：细骨料闽江河砂；粗骨料为石灰石碎石，由小、中、大按一定比例配置而成。(3)外加剂：保坍型聚羧酸高性能减水剂，掺量0.8%1.2%，减水率25%。(4)拌合水：自来水。1.2实验方法(1)原材料分析实验方法。水泥分析实验依据GB1346-2001水泥标准稠度用水量凝结时间安定性和GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法。粉煤灰分析实验依据GB/T-1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰。骨料分析实验依据GB14684-2011建筑用砂，GB14685-2011建筑用卵石、碎石。(2)配合比设计。
3、C30水下灌注桩混凝土配合比优化设计依据JGJ55-2011普通混凝土设计规程。2混凝土配合比优化设计2.1原材料分析(1)胶结材：水泥、粉煤灰部分性能分别见表1和表2。(2)骨料：粗骨料为公称粒径4.759.5mm(小)，9.516mm(中)以及1926.5mm(大)三个级配按一定比例配制而成。三个粒径的石子的筛分实验结果见表3。按小中大=172、244的比例配制的粗骨料级配曲线分别见图1中的曲线1和2。从图中可以看出，曲线1圆滑，该比例配制的连续级配较合理；曲线2几乎为一斜线，大石子偏多约占40%，该比例配制的级配较不合理。因此粗骨料按小中大=172的比例配置。砂的筛分曲线见图2，细度模数
4、2.3，属III区中砂，含泥量1.2%。2.2 C30配合比优化设计(1)试配强度。水下混凝土一般配合比同陆上混凝土相同，但由于受水的影响，一般会比同条件下的陆上混凝土低一个强度等级，所以应提高一个强度等级。C30水下混凝土提高一个等级按C35设计。fcu,o=fcu,k+1.645=35+1.6455.0=43.2MPa说明：P.O42.5水泥28d胶砂强度47.5MPa，混凝土强度标准差根据JGJ55-2011取5.0。(2)混凝土的水胶比。说明：JGJ55-2011表5.0.4碎石回归系数a=0.53、b=0.20；水泥28d抗压强度实测值fce=47.5MPa；矿粉、粉煤灰掺量分别为0
5、%和20%，因此按表5.1.3f、s取0.85、1.0。(3)确定用水量mw0、胶结材用量mb0、粉煤灰用量mf0、水泥用量mc和外加剂用量ma0。根据JGJ55-2011表5.2.1-2塑性混凝土的用水量，碎石最大粒径为26.5mm坍落度7590mm的混凝土用水量mwo为210kg/m3，坍落度为200mm的混凝土用水量mwo=210+5(210-90)/20=240kg/m3。(4)确定砂率，根据容重法计算出粗细骨料用量。考虑工程实际中所用的砂的Mx=2.3为III区中砂，该砂细颗粒较多，虽然有利混凝土保水和粘聚性，砂率适当靠下限s取42%，混凝土强度等级为C30因此mcp取2400kg/
6、m3。综上，C30水下混凝土的基准配合比见表4的B组，并在此配合比的基础上水胶比增减0.03，计算出的配合比见表4的A、C组。2.3 C30水下混凝土试配与确定每组配合比进行试配，测试新拌混凝土工作性能、保坍性能，并成型混凝土标准抗压试件，试验结果见表5。从表5混凝土试配实验结果和图3初始和1.5h新拌混凝土工作性看：各组配合比的初始流动性较大(坍落度18cm、扩展度50cm)，混凝土流动性经时损失较小，1.5h后流动性均能满足水下灌注桩混凝土流动性要求。但A组配合比和易性较差，笔者认为外加剂掺量稍微有点过，因此初始混凝土有离析倾向，1.5h混凝土和易性反而变好；C组配合比的混凝土稍粘，B组配合比的混凝土粘聚性适中。混凝土28d强度CBA，C组高于试配强度(43.2MPa)，B组基本达到试配强度，A组未达到试配强度。各组混凝土容重符合设计要求，在允许误差范围内均不需要调整。综上所述，符合设计要求的C30水下灌注桩混凝土配合比为B、C两组。在满足强度、灌注施工要求的前提下应选择成本较低的B组配合比。3结语按本文配合比优化设计的配合比B，混凝土拌合站已经顺利完成水下管桩桩混凝土浇筑。可见，只要充分认识水下灌注桩混凝土设计要求，对原材料、运距等因素充分全面考虑，并进行配合比优化设计，设计出合理的水下灌注桩混凝土配合比，是可以按时保质保量完成灌注桩混凝土浇筑工程。
