05

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ｆCU，O≥ｆCU，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：ｆCU，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：ɑa=0.53，ɑb=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γf=0.85

（5）胶凝材料28d强度值为

fb=γf×fce=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=ɑa×ｆb/(ｆCU，O+ɑa×ɑb×ｆb)

=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：mwo=232.5×(1-0.25)=174kg/m³

1.4计算胶凝材料用量

（1）胶凝材料总量

mb0=mw0/W/B=174/0.41=424kg/m3。

（2）粉煤灰掺量为20%

mf0=424×20%=84.8kg，取85kg/m3。

（3）水泥用量

mc0=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

mwjj=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

mb0=mw0/W/B=174/0.36=483kg/m3。

（3）粉煤灰掺量为20%

mf0=483×20%=97kg/m3。

（4）水泥用量

mc0=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

mwjj=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

mb0=mw0/W/B=174/0.46=378kg/m3。

（3）粉煤灰掺量为20%

mf0=378×20%=76kg/m3。

（4）水泥用量

mc0=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

mwjj=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

06

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。

07

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

导管埋入混凝土的深度过大引起堵管，导管埋入混凝土的深度在2～6m为宜，如果导管埋入混凝土的深度超过6m，可能就会引起堵管。

同时应注意导管不得提出混凝土面，否则桩身会因夹泥而造成断桩。混凝土拌合物性能不良容易引起堵管，产生拌合物性能不良的主要原因及相应措施有：

①砂率过小。水下灌注桩混凝土砂率不宜小于40%，也不宜大于50%，并宜使用中砂生产混凝土。

②胶凝材料用量少。为确保混凝土拌合物具有足够的流动性和良好的和易性，胶凝材料总用量不宜少于350kg/m3 ；并应适当掺加外加剂，如减水剂、缓凝剂等。

③混凝土拌合物严重离析或坍落度过小。灌注时，混凝土拌合物坍落度应控制在（200±20）mm 范围内，不得使用坍落度小于180mm、和易性不良或已离析的混凝土灌注。

④混凝土初凝时间太短。混凝土拌合物初凝时间不宜小于8h，且1h 坍落度经时损失不大于20mm，否则容易产生堵管事故。

⑤不宜使用最大粒径大于40mm的粗骨料生产混凝土。由于水下灌注桩混凝土属于大流动性混凝土，因此粗骨料粒径过大容易引起浆骨分离，无法获得匀质性良好的拌合物。

（3）浮笼事故

导管提升钩挂、混凝土下落时反冲浮托力大于钢筋笼自重等是导致浮笼的主要原因。为防止出现钢筋笼上升问题，应采取以下措施：

①严格控制灌注混凝土时的泥浆比重，控制在1～1.1左右为宜。比重过大，对钢筋笼所产生的浮力增大，同时还会在混凝土面上形成较厚的浮浆，混凝土面上升时，浮浆裹着钢筋笼向上浮。

②防止顶层混凝土进入钢筋笼时流动性过小，可适当掺加外加剂增大其流动性。同时，严格控制混凝土运输、灌注的时间。

③在满足设计要求的前提下，可适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，减少混凝土的向上顶托力。

④在笼底增设1道～2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部，有效克服钢筋笼的上浮。

（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。

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