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摘要：为了确保基础灌注桩的施工质量，具体分析了水下混凝土配制的基本要求以及提高水下混凝土的粘聚性、流动性、强度和耐久性等措施。
关键词：水下混凝土、粘聚性、流动性、强度、耐久性
中图分类号： U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：
1、配制水下混凝土的基本要求
水下混凝土是在特殊环境下的施工和凝结硬化。为了保证混凝土的强度和良好性能，使其能承受上部结构的各种外力，对水下混凝土应有以下基本要求：
（１）粘聚性。为了使水下混凝土质量均匀，并经受一定距离下落后不产生或少产生离析现象，因此混凝土拌和物必须具有优质的粘聚性。
（２）流动性。水下混凝土是在不使用振动器的情况下施工的，混凝土的整平、密实均由混凝土本身重量自动流平来完成。因此，混凝土必须具有一定的流动性，才能达到混凝土良好的施工和易性能。
（３）强度。由于水下混凝土是在看不见、摸不到的水下施工和凝结硬化，这样，混凝土不可避免的会受到地下水的渗透影响，改变水灰比 ，并直接影响混凝土的强度、均匀性以及其他性能。因此水下混凝土在配合比的设计和施工工艺中必须采取有效措施，以保证混凝土有足够的强度，避免造成质量事故。
（4）耐久性。水下混凝土在施工后凝结硬化，并长期承受各种荷载作用和其他因素的影响。因此，除强度满足要求外，还必须考虑耐久性能，如渗透性和耐蚀性等。对水下混凝土必须严格控制最大水灰比和最小水泥用量，以保证混凝土能达到规定的使用寿命。
以上这些基本要求，都受到所用材料的种类、性能、用量等的影响。与水泥的品种、标号、用量，混凝土的单位用水量，粗细集料的粒径、级配、空隙率及其他表面的形状、性质、施工温度、湿度、环境、施工机械、拌和时间以及有无使用外掺剂等因素有关。因此，水下混凝土必须对其所用的各种材料的性能和用量有严格要求。综合考虑各方面利弊，选用的各种材料既要科学合理经济实用，还要符合水下混凝土特殊要求。这样，工程质量才有可靠的保证。
2、水下混凝土的配制
为了满足水下混凝土的基本要求，混凝土的配制是关键。因此，根据相关规范的要求，对水下混凝土的配制提出了技术要求，归纳起来有以下几点：
（1）水泥。可选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥等，水泥的初凝时间不宜少于2.5h，标号不宜低于32.5，若使用52.5水泥，也不能减少用量，更不能采用早强型。所选用的水泥必须提供质量证明书或合格证。
（2）粗集料。宜优先选用卵石，如采用碎石，应适当提高含砂率，一般可提高3%~5%。粗集料最大粒径应小于导管内径的1/6~1/3和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。所选用粗集料，必须经过水洗，不能混有泥土杂物。
（3）细集料。宜采用级配良好的中砂。沙子必须经过筛选，清除杂物。
（4）含砂率。混凝土含砂率一般在40%~50%。采用碎石时可适当增大含砂率。
（5）水灰比。一般水下混凝土的水灰比可选用0.5~0.6，根据强度要求和选用水泥的品种与标号及施工中是否使用外加剂等，可适当调正水灰比。水灰比的确定必须经过试验，以保证符合设计的试配强度和满足施工规定的和易性。
（6）和易性。由于水下混凝土的整平和密实是靠混凝土自重下沉来完成的，因此，水下混凝土应有良好的流动性和粘聚性。为使混凝土的和易性满足施工工艺技术要求，一般要求塌落度控制在18~22cm，以使混凝土表面能自动坍平。
（7）最小水泥用量，由于水下混凝土所处的特殊环境和不利条件，因此对水泥最小用量有严格规定。规范规定，每m3混凝土中水泥用量不少于350kg。
（8）强度与耐久性。水下混凝土的强度与耐久性有密切关系。一般来说 ，当水下混凝土的强度高时，其耐久性也好，水下混凝土的强度主要取决与水泥的标号、水泥的用量、水的用量、粗集料的种类和性质及有无掺用外加挤等。根据有关资料和实践证明，水下混凝土的强度要比在空气中施工的强度低。用钻芯取样检验，水下混凝土抗压强度约为混凝土标准强度的80%左右，一般水下混凝土强度为空气中施工混凝土强度的50%~90%。因此，水下混凝土的试配强度应高于混凝土设计强度的20%~30%。这一点应有足够的认识和和充分的估计，这也是保证混凝土质量的有效措施。
根据规范要求，施工應采用商品混凝土。因此，事先要和混凝土供应商进行技术交底，详细交待选用材料的要求、混凝土配合比等等。
在商品混凝土进场浇筑时，应及时进行混凝土塌落度检查；同时制作混凝土试块。
结合以往施工整理的资料，可以看出：
（1）水灰比在0.47~0.59范围内，符合国家有关水下混凝土技术规范的要求。
（2）水泥标号均为42.5，符合规范规定在强度等级32.5以上的技术要求。
（3）水泥用量在359~443kg/m3，符合规范要求。
（4）含砂率为38%~43%，符合规范要求.
（5）用水量在197~235kg/m3，符合施工和易性的要求。
（6）混凝土塌落度为18~23cm，均能满足施工工艺要求，且粗集料采用碎石的混凝土其塌落度较用卵石混凝土的塌落度低。
（7）混凝土28d在空气中养护的抗压强度为25~36Mpa，其中50%组数混凝土抗压强度超过30Mpa，完全可以满足25号混凝土的要求，其余50%组数的混凝土抗压强度均在25~29Mpa范围，也能满足20号水下混凝土的质量要求。
根据以上情况和要求，对水下混凝土可概括为五点简明要求，即：
① 混凝土强度宁高勿低；
② 水灰比宁小勿大；
③ 水泥用量宁多勿少；
④ 适当增加含砂率和用水量；
⑤ 粗集料要求优选卵石，粒径宜用小些。
结合近年来水下混凝土施工的实际情况，为使水下混凝土施工的质量得到进一步改善和提高，提出以下两点看法仅供参考。
（１）由于水下混凝土是在特殊条件下施工、凝结硬化，受不利因素影响较多。为使混凝土强度满足设计要求，因此水下混凝土的试配强度以高出设计要求强度的20%~30%为宜。
（２）当前检验水下混凝土强度的主要方法是用留取混凝土试块进行试压，这种试块是在空气中养护，与水下混凝土养护有很大的差异。若用这种方法检验水下混凝土强度达不到规定要求时，问题很难处理。目前，一般采用大应变和小应变试验及钻芯取样法对工程结构的混凝土进行检测。因此不同方法得出不同结果。所以，对水下混凝土试配时要留取足够的富余强度。其次是在施工过程中要严格要求，采取有效措施并认真施工。把易产生质量事故的因素消灭与萌芽之前。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：水下混凝土、粘聚性、流动性、强度、耐久性
中图分类号： U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：
1、配制水下混凝土的基本要求
水下混凝土是在特殊环境下的施工和凝结硬化。为了保证混凝土的强度和良好性能，使其能承受上部结构的各种外力，对水下混凝土应有以下基本要求：
（１）粘聚性。为了使水下混凝土质量均匀，并经受一定距离下落后不产生或少产生离析现象，因此混凝土拌和物必须具有优质的粘聚性。
（２）流动性。水下混凝土是在不使用振动器的情况下施工的，混凝土的整平、密实均由混凝土本身重量自动流平来完成。因此，混凝土必须具有一定的流动性，才能达到混凝土良好的施工和易性能。
（３）强度。由于水下混凝土是在看不见、摸不到的水下施工和凝结硬化，这样，混凝土不可避免的会受到地下水的渗透影响，改变水灰比 ，并直接影响混凝土的强度、均匀性以及其他性能。因此水下混凝土在配合比的设计和施工工艺中必须采取有效措施，以保证混凝土有足够的强度，避免造成质量事故。
（4）耐久性。水下混凝土在施工后凝结硬化，并长期承受各种荷载作用和其他因素的影响。因此，除强度满足要求外，还必须考虑耐久性能，如渗透性和耐蚀性等。对水下混凝土必须严格控制最大水灰比和最小水泥用量，以保证混凝土能达到规定的使用寿命。
以上这些基本要求，都受到所用材料的种类、性能、用量等的影响。与水泥的品种、标号、用量，混凝土的单位用水量，粗细集料的粒径、级配、空隙率及其他表面的形状、性质、施工温度、湿度、环境、施工机械、拌和时间以及有无使用外掺剂等因素有关。因此，水下混凝土必须对其所用的各种材料的性能和用量有严格要求。综合考虑各方面利弊，选用的各种材料既要科学合理经济实用，还要符合水下混凝土特殊要求。这样，工程质量才有可靠的保证。
2、水下混凝土的配制
为了满足水下混凝土的基本要求，混凝土的配制是关键。因此，根据相关规范的要求，对水下混凝土的配制提出了技术要求，归纳起来有以下几点：
（1）水泥。可选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥等，水泥的初凝时间不宜少于2.5h，标号不宜低于32.5，若使用52.5水泥，也不能减少用量，更不能采用早强型。所选用的水泥必须提供质量证明书或合格证。
（2）粗集料。宜优先选用卵石，如采用碎石，应适当提高含砂率，一般可提高3%~5%。粗集料最大粒径应小于导管内径的1/6~1/3和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。所选用粗集料，必须经过水洗，不能混有泥土杂物。
（3）细集料。宜采用级配良好的中砂。沙子必须经过筛选，清除杂物。
（4）含砂率。混凝土含砂率一般在40%~50%。采用碎石时可适当增大含砂率。
（5）水灰比。一般水下混凝土的水灰比可选用0.5~0.6，根据强度要求和选用水泥的品种与标号及施工中是否使用外加剂等，可适当调正水灰比。水灰比的确定必须经过试验，以保证符合设计的试配强度和满足施工规定的和易性。
（6）和易性。由于水下混凝土的整平和密实是靠混凝土自重下沉来完成的，因此，水下混凝土应有良好的流动性和粘聚性。为使混凝土的和易性满足施工工艺技术要求，一般要求塌落度控制在18~22cm，以使混凝土表面能自动坍平。
（7）最小水泥用量，由于水下混凝土所处的特殊环境和不利条件，因此对水泥最小用量有严格规定。规范规定，每m3混凝土中水泥用量不少于350kg。
（8）强度与耐久性。水下混凝土的强度与耐久性有密切关系。一般来说 ，当水下混凝土的强度高时，其耐久性也好，水下混凝土的强度主要取决与水泥的标号、水泥的用量、水的用量、粗集料的种类和性质及有无掺用外加挤等。根据有关资料和实践证明，水下混凝土的强度要比在空气中施工的强度低。用钻芯取样检验，水下混凝土抗压强度约为混凝土标准强度的80%左右，一般水下混凝土强度为空气中施工混凝土强度的50%~90%。因此，水下混凝土的试配强度应高于混凝土设计强度的20%~30%。这一点应有足够的认识和和充分的估计，这也是保证混凝土质量的有效措施。
根据规范要求，施工應采用商品混凝土。因此，事先要和混凝土供应商进行技术交底，详细交待选用材料的要求、混凝土配合比等等。
在商品混凝土进场浇筑时，应及时进行混凝土塌落度检查；同时制作混凝土试块。
结合以往施工整理的资料，可以看出：
（1）水灰比在0.47~0.59范围内，符合国家有关水下混凝土技术规范的要求。
（2）水泥标号均为42.5，符合规范规定在强度等级32.5以上的技术要求。
（3）水泥用量在359~443kg/m3，符合规范要求。
（4）含砂率为38%~43%，符合规范要求.
（5）用水量在197~235kg/m3，符合施工和易性的要求。
（6）混凝土塌落度为18~23cm，均能满足施工工艺要求，且粗集料采用碎石的混凝土其塌落度较用卵石混凝土的塌落度低。
（7）混凝土28d在空气中养护的抗压强度为25~36Mpa，其中50%组数混凝土抗压强度超过30Mpa，完全可以满足25号混凝土的要求，其余50%组数的混凝土抗压强度均在25~29Mpa范围，也能满足20号水下混凝土的质量要求。
根据以上情况和要求，对水下混凝土可概括为五点简明要求，即：
① 混凝土强度宁高勿低；
② 水灰比宁小勿大；
③ 水泥用量宁多勿少；
④ 适当增加含砂率和用水量；
⑤ 粗集料要求优选卵石，粒径宜用小些。
结合近年来水下混凝土施工的实际情况，为使水下混凝土施工的质量得到进一步改善和提高，提出以下两点看法仅供参考。
（１）由于水下混凝土是在特殊条件下施工、凝结硬化，受不利因素影响较多。为使混凝土强度满足设计要求，因此水下混凝土的试配强度以高出设计要求强度的20%~30%为宜。
（２）当前检验水下混凝土强度的主要方法是用留取混凝土试块进行试压，这种试块是在空气中养护，与水下混凝土养护有很大的差异。若用这种方法检验水下混凝土强度达不到规定要求时，问题很难处理。目前，一般采用大应变和小应变试验及钻芯取样法对工程结构的混凝土进行检测。因此不同方法得出不同结果。所以，对水下混凝土试配时要留取足够的富余强度。其次是在施工过程中要严格要求，采取有效措施并认真施工。把易产生质量事故的因素消灭与萌芽之前。
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