翟旭東

【摘 要】 結(jié)合重慶魚洞南引道大江廠大橋樁基砼施工，總結(jié)為節(jié)約成本利用棄碴生產(chǎn)的砂石料，詳細(xì)地介紹了泵送砼的配制及施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】 混凝土；泵送；配制；施工

引言：

泵送混凝土是以混凝土泵為動(dòng)力，通過(guò)管道將攪拌好的混凝土混合料輸送到建筑物的模板中去的混凝土。泵送混凝土除了根據(jù)工程設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)度外，還需要根據(jù)泵送工藝所需的流動(dòng)性、不離析、少泌水的要求配制可泵性的混凝土混合料。南引道大江廠大橋總計(jì)4萬(wàn)多方的混凝土樁基施工中，我們采用了泵送混凝土的施工工藝，現(xiàn)將泵送混凝土的配制與施工注意事項(xiàng)進(jìn)行以下總結(jié)。

1.泵送混凝土對(duì)拌合物的要求

水泥漿體是混凝土組成的基本?；炷恋挠不蕾囉谒酀{體。因此，水泥漿體在結(jié)構(gòu)上基本控制了混凝土的各項(xiàng)物理力學(xué)性能，所以，混凝土拌合物必須是：（1）有足夠的含漿量，它除了能填充骨料間的所有空隙外，尚有富余使混凝土泵輸送管內(nèi)壁形成薄漿層。（2）漿層內(nèi)含有較多的水，以在輸送管內(nèi)壁處產(chǎn)生一層水膜，泵送時(shí)起到潤(rùn)滑作用。

2.泵送混凝土組成材料及要求

泵送混凝土與普通混凝土相比，區(qū)別在于采用高水泥用量、摻外加劑保持水灰比不變、坍落度增大、保水性好和降低水泥水化熱等措施來(lái)配制，以達(dá)到提高混凝土強(qiáng)度和持久性的目的。根據(jù)工程實(shí)際和泵送混凝土施工工藝要求，在原材料的選擇上應(yīng)注意以下問(wèn)題：

2.1水泥技術(shù)要求：

2.1.1大體積砼的施工中，必須選用水化熱低的水泥。

2.1.2水泥的穩(wěn)定性：水泥體積穩(wěn)定性好。

2.1.3嚴(yán)禁使用過(guò)期或受潮結(jié)塊的水泥。

根據(jù)以上要求，在南引道大江廠大橋樁基混凝土施工中，我們選用了重慶四方砼公司制造的商品砼，采用了普通硅酸鹽水泥—四川省石門縣壩道牌P.O32.5水泥，因其水化熱低，體積安定性好，且各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2粗集料

泵送混凝土的配制及施工中，粗集料的級(jí)配、粒徑、形狀對(duì)混凝土拌合物的影響很大。級(jí)配良好的粗集料，空隙率小，對(duì)節(jié)約砂漿和增加混凝土的密實(shí)度起很大作用。粗集料中的針片狀顆粒含量超過(guò)10%時(shí)，易產(chǎn)生管道堵塞。根據(jù)混凝土泵送要求，結(jié)合我公司在南引道大江廠大橋的施工實(shí)踐，粗集料應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：

2.2.1具有良好的連續(xù)級(jí)配

2.2.2石子的最大粒徑不超過(guò)混凝土泵輸送管內(nèi)徑的1/3

2.2.3吸水率小

2.3細(xì)集料

細(xì)集料對(duì)混凝土拌合物可泵性的影響比粗集料大得多?；炷涟韬衔锼阅茉谳斔凸苤许樌鲃?dòng)，是由于砂漿潤(rùn)滑管壁和粗集料浮在砂漿中的緣故。因而要求細(xì)集料有良好的級(jí)配。細(xì)集料的最優(yōu)級(jí)配應(yīng)用它對(duì)混凝土需水量的影響確定，混凝土一般選用通過(guò)0.315mm篩孔的細(xì)顆粒不少于15%的顆粒級(jí)配良好的中砂。由于猴子山隧道處于深山之中，礦產(chǎn)資源受到限制，我們因地制宜、就地取材，利用隧道棄碴制成Mx=3.4的機(jī)制粗砂，并采用摻粉煤灰及外加劑、選定合適的水泥用量等一系列措施，改善混凝土的和易性，達(dá)到了與中砂同樣的泵送效果。

2.4摻合料

為了節(jié)約水泥又能保證混凝土拌合物具有必要的可泵性，在配制混凝土?xí)r我們摻入了一定數(shù)量的粉煤灰。摻粉煤灰不僅對(duì)混凝土的流動(dòng)性和內(nèi)聚性有良好的作用，而且能夠降低混凝土的坍落度損失和水化熱、延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間、減少泌水率、增加密實(shí)度和強(qiáng)度。

粉煤灰選用應(yīng)符合以下指標(biāo)：

①細(xì)度≤20%

②燒失量≤8%

③需水量比≤10.5%

④SO3≤3%

⑤不得使用受潮失效的粉煤灰

3.泵送混凝土的配合比設(shè)計(jì)

3.1施工配制強(qiáng)度

水灰比、強(qiáng)度、可泵性對(duì)泵送混凝土來(lái)講，實(shí)際上存在相互制約的因素，泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)最重要的是根據(jù)強(qiáng)度指標(biāo)和可泵性來(lái)考慮水灰比值，合理的水灰比不宜大于0.7。

3.3砂率（Sp）

較高的砂率是保證大流動(dòng)性混凝土不離析、少泌水并具有良好的成型和運(yùn)輸性能的必要條件。因此，泵送混凝土的砂率比非泵送混凝土的砂率要高7%～9%。根據(jù)我們的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在水灰比為0.7，砂率按35%～45%選用比較合適。在混凝土拌合物摻入粉煤灰后，砂率宜減小2%～6%。

3.4水泥用量的限值

水泥是泵送混凝土的主要組成材料之一，其用量多少也將直接影響到混凝土的泵送性能。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，每立方米混凝土中水泥用量不宜小于300Kg，水膠比不宜大于0.6。

3.5坍落度取值

評(píng)定混凝土可泵性主要是以坍落度來(lái)表示，坍落度小，則摩擦阻力大，流動(dòng)性差，易產(chǎn)生輸送管和混凝土泵的磨損。而且輸送管阻力增加，壓送效率變小，平均壓送量降低，使結(jié)構(gòu)物上下部位質(zhì)量不均勻。在南引道大江廠大橋的施工實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，坍落度取值為16～18cm時(shí)混凝土的可泵性能最好。

4.泵送混凝土的施工

4.1混凝土原材料含水量的控制：

為保證混凝土均勻密實(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按配合比配料，在投料前應(yīng)取代表性的粗細(xì)骨料進(jìn)行精確的含水量的測(cè)定，據(jù)以適當(dāng)調(diào)整混凝土拌合物各組分的用量，各種材料盡可能保持低溫，要求混凝土生產(chǎn)時(shí)避開高溫天氣進(jìn)行，一般在下午6：00以后進(jìn)行。

4.2拌合及泵送設(shè)備的配制見(jiàn)表1：

4.3混凝土的泵送操作

4.3.1為保證泵送順利，泵送前應(yīng)先用與混凝土同含砂率的砂漿潤(rùn)滑管路。輸送管應(yīng)嚴(yán)密不漏漿，拆裝方便?；炷翑嚢柰瓿珊螅没炷吝\(yùn)輸車直接將混凝土送入混凝土泵中。泵送開始后，要連續(xù)進(jìn)行，一般不要中斷，如有特殊情況，中斷時(shí)間以不超過(guò)15min為宜。如中斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則應(yīng)排除混凝土輸送管中的混凝土后再進(jìn)行泵送。澆筑完畢后，應(yīng)將輸送泵及運(yùn)輸管道及時(shí)清洗干凈。

4.3.2泵管的堵塞和排除

為了防止堵塞，必須注意以下方面：（1）管道是否清洗干凈，（2）混凝土的最小水泥用量、最大粗骨料尺寸、砂率和水量是否合適，（3）管道接頭是否漏漿，（4）坍落度變化是否太大，（5）攪拌是否均勻攪拌運(yùn)輸時(shí)間是否過(guò)長(zhǎng)，（6）混凝土是否在管道內(nèi)停留過(guò)久而凝固。

管道堵塞后，可采取以下方法進(jìn)行排除：（1）使混凝土泵重復(fù)進(jìn)行反泵和正泵，逐步吸出堵塞處的混凝土拌合物至料斗中，重新加以攪拌后再進(jìn)行正常泵送；（2）用木槌敲擊輸送管，查明堵塞部位，將堵塞處的混凝土拌合物擊松后，再通過(guò)混凝土泵的反泵和正泵，排除堵塞。（3）以上兩種方法都不能排除堵塞時(shí)，要卸下堵塞的管子，用人工清除障礙物，然后重新泵送。但在泵送前，應(yīng)先排除管內(nèi)的空氣方可擰緊管段接頭。

4.3.3混凝土振搗

猴子山隧道采用分層澆灌法，按規(guī)定全部澆灌完成一層后再進(jìn)行第二層澆灌，澆灌厚度控制在40～60cm之間，插入式振搗，嚴(yán)禁空震、漏震，振搗時(shí)可按交錯(cuò)行列移位，一般以振動(dòng)作用半徑的1.5倍為宜。振動(dòng)深度應(yīng)深入到下層混凝土中5～10cm，并在下層混凝土初凝以前振動(dòng)完成相應(yīng)部位的上層混凝土，以使上下層混凝土緊密連結(jié)。振動(dòng)時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，一般以20～30s為宜。

4.3.4模板要求

由于混凝土泵送施工澆筑速度快，混凝土拌合物對(duì)模板的側(cè)壓力大，為此，在猴子山隧道襯砌施工中，模板采用了液壓式襯砌臺(tái)車的整體鋼模板，有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，較好地控制了模板的側(cè)壓力，使混凝土的質(zhì)量達(dá)到了內(nèi)實(shí)外光的要求。

4.4養(yǎng)護(hù)

猴子山隧道所處地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，隧道涌水量大，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，濕度與溫度均能滿足混凝土養(yǎng)護(hù)條件，因此，采用自然養(yǎng)護(hù)。

5 影響混凝土泵送的因素

在對(duì)猴子山隧道的泵送混凝土施工的實(shí)踐過(guò)程中，我們總結(jié)發(fā)現(xiàn)：泵送混凝土的成功與否，主要取決于混凝土拌合物是否具有可泵性，影響混凝土泵送的因素主要表現(xiàn)在以下方面：

5.1水及細(xì)粉對(duì)混凝土可泵性的影響

水作為整個(gè)混凝土拌合物的關(guān)鍵，不但是混凝土拌合物各組分之間的聯(lián)絡(luò)物和水泥水化的必要條件，并使混凝土拌合物加水后滿足其流動(dòng)性的要求。如果混凝土拌合物中的細(xì)粉（水泥加0.3mm以下的細(xì)料）對(duì)水沒(méi)有足夠的吸附能力和阻力，就會(huì)有一部分水在泵壓力作用下，過(guò)固體之間的空隙，流向阻力較小的區(qū)域內(nèi)，造成輸送管內(nèi)壓力不均勻，以至水先流走，骨料與水泥漿分離，導(dǎo)致混凝土拌合物在泵壓下脫水，使管道堵塞，不能泵送。

5.2水泥漿含量的影響

泵送混凝土中，水泥漿填充骨料顆粒之間的空隙并包裹著骨料，含漿量大，則骨料相對(duì)減少，混凝土的坍落度大，有利于泵送。但水泥漿本身的稠度不宜過(guò)大，稠度過(guò)大，阻力也大，不利于泵送。

5.3石子粒徑和表面性質(zhì)的影響

石子的最大粒徑必須滿足不大于管道內(nèi)徑1/3的條件，否則易導(dǎo)致堵管.從泵送工藝角度來(lái)考慮，石子顆粒較圓，表面平滑的石子，空隙率較小，填充空隙和包顆粒所需的水泥漿較少而流動(dòng)性大，有利于泵送。

5.4管道和泵送壓力的影響

6 質(zhì)量監(jiān)控及結(jié)果評(píng)定

6.1質(zhì)量監(jiān)控

為確保泵送混凝土的施工質(zhì)量，在猴子山隧道的施工中，我們從原材料檢驗(yàn)、混凝土的生產(chǎn)、運(yùn)輸、泵送、澆筑、養(yǎng)護(hù)全過(guò)程嚴(yán)格監(jiān)控，主要采取的措施有：

（1）對(duì)碎石進(jìn)行沖洗，確保其含泥量小于2%。將機(jī)制砂過(guò)篩以保證其粒徑要求。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行混凝土施工配合比，采用自動(dòng)計(jì)量拌合站生產(chǎn)混凝土，確保材料用量計(jì)量準(zhǔn)確，混凝土攪拌均勻充分。

（3）嚴(yán)格控制粗骨料的粒徑，確保級(jí)配連續(xù)，使泵送順利進(jìn)行，避免堵管。

（4）確保生產(chǎn)、運(yùn)輸、振搗設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使混凝土生產(chǎn)連續(xù)、不中斷。

（5）施工時(shí)盡量避開高溫和低溫施工。

（6）隨時(shí)檢查混凝土的坍落度，以保證混凝土的質(zhì)量和可泵性。

（7）在混凝土的泵送過(guò)程中，按規(guī)定及時(shí)取樣和制作試塊，與隧道襯砌混凝土同條件養(yǎng)護(hù)，用以評(píng)定混凝土強(qiáng)度。

6.2結(jié)果評(píng)定

經(jīng)過(guò)對(duì)連續(xù)澆灌的隧道襯砌砼同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度，根據(jù)TB10425-94標(biāo)準(zhǔn)差未知法統(tǒng)一評(píng)定，C15砼平均強(qiáng)度m2fcu=19.5Mpa，平均值驗(yàn)收界限m2fcu=15.8Mpa，強(qiáng)度最小值f2cu.min=18.3Mpa，最小值驗(yàn)收界限m2fcu.min=10.8Mpa，m2fcu=19.5Mpa>fcu.k+0.95Sfcu=15.8Mpa，f2cu.min=18.3Mpa>fcu.k-A·B=10.8Mpa，該批混凝土試件合格率為100%。實(shí)踐表明，C15混凝土配制與施工是十分成功的。

7 結(jié)束語(yǔ)

在隧道泵送砼的施工中，由于隧道襯砌混凝土體積大，單位時(shí)間內(nèi)的輸送量大，如何嚴(yán)密施工組織管理，嚴(yán)格控制混凝土的組成材料及其配合比，尤其是在原材料缺乏條件下，如何利用機(jī)制砂進(jìn)行泵送混凝土的配制，降低施工費(fèi)用等方面取得一定成績(jī)。