超深挖孔樁干澆機制砂自密實混凝土施工工藝研究

超深挖孔樁干澆機制砂自密實混凝土施工工藝研究1.1機制砂石粉含量及MB值現(xiàn)場調(diào)控措施料場生產(chǎn)前期根據(jù)抽樣檢測結(jié)果石粉含量高達15%-18%，嚴重偏離了最佳石粉含量12%的要求，項目在制砂工藝及設(shè)備上作出了多次調(diào)整對比后將石粉含量維持在(12±1)%左右，同時發(fā)現(xiàn)在利用山體表層和雨天加工的機制砂MB值偏大，1.1左右。具體采取措施如下：1.1.1石粉含量控制措施調(diào)整制砂機轉(zhuǎn)速，由原來的1000n/min降低至800n/min，以減少機制砂在生產(chǎn)過程中被擺錘“錘擊”的次數(shù)，從而減少75μm以下顆粒的產(chǎn)生；通過現(xiàn)場機器轉(zhuǎn)速調(diào)整后取樣對比，該措施可以有效降低石粉含量0.8%。減少制砂機中擺錘的數(shù)量，將原有的15個擺錘降低為9個，減小制砂過程中的沖擊次數(shù)，根據(jù)前后對比測算可以有效降低1%左右。在二次破碎反擊破和制砂機出料口位置安裝40kw功率的除塵設(shè)備；根據(jù)生產(chǎn)過程測算：8h內(nèi)可生產(chǎn)機制砂400t，除塵設(shè)備搜集到的石粉約15t，吸塵率為3.75%，吸收量含揚塵和碎石中本身的石粉含量，特別是4.75-9.5mm的碎石較為吸塵前粉塵含量明顯減小，對機制砂的除塵率位于2%左右。并且通過控制除塵設(shè)備吸塵口徑，可以達到對石粉含量的動態(tài)控制。采用超粒徑碎石制砂（3cm以上）而不采用級配碎石制砂，對石粉含量控制也略有貢獻；優(yōu)化炮眼布局，將布局加大至2m，可提高爆破后塊石的完整性，并付輔助“揀料”也可達到降低石粉含量的控制。通過以上幾條措施在優(yōu)化后的生產(chǎn)線上機制砂石粉含量可以穩(wěn)定在(12±1)%范圍內(nèi)，滿足配合比拌制的要求。1.1.2MB值控制措施為控制機制砂中MB值，采取了如下優(yōu)化工藝：⑴徹底清除“蓋山土”、表層植被、植物根莖；⑵優(yōu)化炮眼布局，將原有炮眼間距1.5m左右，增大至2m，爆破出的碎石塊徑較為完整，同時挖機輔助“揀料”，塊石投入生產(chǎn)線，破碎部分清除；⑶將鄂式破碎機除泥板間距由3cm增大至5cm，降低進入生產(chǎn)線的泥土量；⑷將二次反擊破碎出的機制砂廢棄；⑸機制砂采用超粒徑碎石（大于3cm粒徑）進行二次精加工。⑹避開雨天生產(chǎn)，避免過多泥土帶入石粉中。通過以上幾個工藝的優(yōu)化，機制砂石粉MB值可以控制在1.0以下，達到拌制混凝土材料性能的要求，但是雨天影響還是較大，所以在雨天停止砂石料的生產(chǎn)。1.2工藝性試驗方案在樁基混凝土正式澆筑前澆筑樁基自密實混凝土試驗段對施工工藝進行研究，試驗段澆筑2根直徑為2m高度為3m的試驗樁，一根配筋一根不配筋分析混凝土的通過性，試驗段施工過程盡量與樁基混凝土澆筑條件相當。試驗段為檢驗以下幾個方面：⑴混凝土從出機經(jīng)過運輸至現(xiàn)場后混凝土工作性能穩(wěn)定性情況；⑵混凝土澆筑的最佳分層厚度和單層混凝土排除氣泡所需的最短靜置時間；⑶混凝土高落差澆筑情況下是否離析泌水，以及通過鋼筋的間隙通過性；⑷樁頭養(yǎng)護工藝效果；⑸樁身強度和樁身密實性、樁頭松頂現(xiàn)象。試驗段實施條件：⑴攪拌運輸：混凝土攪拌按配合比設(shè)計的最短攪拌時間60s控制，罐車采用9m3/車記錄運輸時間；⑵澆筑氣溫及運輸距離選擇：澆筑時間選擇年氣溫較高的時段，記錄澆筑時氣溫為35℃，罐車運輸時攪拌速度控制在3-5轉(zhuǎn)/min，運輸距離選擇距離拌合站最遠的樁基處；⑶下料方式選擇：澆筑下料采用吊車配合料斗下落高度控制在3m左右落差；⑷分層厚度選擇：澆筑分層厚度為30cm、50cm、70cm不等，澆筑完一層靜置排氣時間為1、2、3min；⑸結(jié)果評定：澆筑完樁頭養(yǎng)生采用蓄水養(yǎng)護，待強度到達7d和28d后鉆心取樣檢測強度和密實情況。1.3分層厚度和靜置時間的影響為檢驗澆筑分層厚度為混凝土性能的影響，試驗選取澆筑分層厚度為30cm、50cm、70cm，不等試驗段分區(qū)見圖1.3.1。圖1.3.1樁基自密實混凝土試驗段分區(qū)情況圖圖1.3.2樁基自密實混凝土試驗段照片表1.3.1樁基C30自密實混凝土出機與入倉前工作性能對比表試驗項目坍落擴展度(mm)U型箱填充高度(mm)擴展時間(s)V漏斗時間（s）表觀描述出機時6803325.911.3自流平、氣泡泛出到達現(xiàn)場后6703301.612.5自流平、氣泡泛出量減少(a)U型箱試驗(b)J環(huán)試驗（c）坍落擴展度試驗（d）混凝土運送至現(xiàn)場后照片圖1.3.3混凝土現(xiàn)場工作性能測試混凝土從出機經(jīng)過28min運輸?shù)竭_現(xiàn)場后，通過U型箱試驗、J環(huán)試驗、擴展度時間試驗、V漏斗試驗測定其工作性能的各指標與出機時的差異情況見表1.3.1。通過混凝土工作性能對比，混凝土經(jīng)過長時間運輸后工作性能保持穩(wěn)定，能夠滿足施工工作性能要求。混凝土澆筑后觀察各區(qū)域混凝土外觀情況，并待混凝土達到7d和28d強度后分別對各區(qū)域鉆心取樣進行強度的密實度的評定，其對比結(jié)果如下：表1.3.2樁基C30自密實混凝土分層與靜置時間效果對比表試驗項目7d芯樣強度28d芯樣強度混凝土外觀描述混凝土芯樣外觀描述說明30cm靜置1min30.141.5外觀氣泡較少外觀氣泡較少30cm靜置2min30.141.7外觀少量氣泡外觀少量氣泡30cm靜置3min30.241.7外觀少量氣泡外觀少量氣泡50cm靜置1min30.141.4外觀氣泡較多外觀氣泡較多50cm靜置2min30.141.7外觀少量氣泡外觀少量氣泡50cm靜置3min30.141.9外觀少量氣泡外觀少量氣泡70cm靜置1min30.144.5外觀氣泡較多外觀氣泡較多樁頭浮漿較明顯70cm靜置2min30.044.2外觀氣泡較多外觀氣泡較多70cm靜置3min29.341.1外觀氣泡較多外觀氣泡較多圖1.3.4樁基自密實混凝土試驗段30cm、50cm、70cm芯樣照片通過對比試驗可以看出：混凝土分層厚度對強度的影響不是很明顯，對氣泡的影響較為明顯，混凝土分層厚度越厚氣泡較難排出，單層澆筑靜置排出氣泡時間停留在2-3min比1min效果較為明顯，結(jié)合現(xiàn)場施工情況，選定混凝土的單層分層厚度控制在50cm，單層澆筑停留時間易控制在2min為宜。1.4下料高度及間隙通過性試驗混凝土澆筑時落差控制在3-5m，根據(jù)混凝土澆筑情況，混凝土入模后不離析，當澆筑高度過高后逐漸有略微的泌水情況，同時根據(jù)樁頭芯樣的情況也可以看出在樁頭位置明顯存在粗骨料量較少的情況。為了防止混凝土澆筑過程中因落差過大而產(chǎn)生離析泌水現(xiàn)象，在下料導(dǎo)管時需設(shè)置減速措施。在澆筑過程及澆筑完成拆模后觀察有無鋼筋的兩種試驗樁外觀發(fā)現(xiàn)混凝土的間隙通過性較好可以滿足自流平目的。圖1.4.1混凝土澆筑過程中泛漿較為明顯1.5養(yǎng)護方式的影響對比兩根試驗樁樁頂?shù)膹姸?，通過蓄水養(yǎng)護可以提高樁頂?shù)?8d強度3MPa左右，所以樁基混凝土在澆筑完成后需進行蓄水養(yǎng)護。通過表5.3對比兩樁頭的芯樣可以發(fā)現(xiàn)樁頂浮漿較多，粗骨料較少，存在“松頂”現(xiàn)象，所以在混凝土澆筑至最后3m范圍內(nèi)時需提高粗骨料的用量，必要時增加20-21.5mm級配區(qū)間碎石。通過對芯樣進行試壓修整后得到的混凝土7d和28d強度可以看出，混凝土的7d和28d強度除未養(yǎng)護的樁頂未達到要求外，其余強度均滿足要求。且樁身氣泡比普通混凝土略多，這勢必會影響樁身混凝土超聲波檢測的效果，使其信號衰弱，樁身存在一定缺陷，分析原因采取的措施為：在混凝土外加劑成份中增加消氣成份。1.6小結(jié)通過試驗樁方法對施工工藝進行研究發(fā)現(xiàn)：樁基自密