【正文】 填骨料混凝土 )，是將石料中的細(xì)粒除掉后，把粗骨料 (1 Smm 粒徑以上的石子 ) 預(yù)先充填在樁基礎(chǔ)內(nèi)或模板內(nèi)，再以適當(dāng)壓力將砂漿 (或水泥漿 )注入其空隙中 而成的一種混凝土。 早在二十世紀(jì)三十年代，日本在己建構(gòu)筑物的修補(bǔ)施工技術(shù)研究中，開始應(yīng) 用灌漿混凝土，即填石壓漿混凝土 (stonefill grouted concrete )。目前，在日本 填石壓漿混凝土施工法在各類水下混凝土施工法中可靠性最高，水下混凝土不僅 可用于防波堤和岸墻等港口構(gòu)筑物，還可用于海洋上架橋等橋 梁工程，今后隨著 海洋開放的發(fā)展，海洋構(gòu)筑物的施工例子也將會逐漸增加。在水中灌注混凝土， 要盡可能斷絕與水的接觸，這一特點(diǎn)就是在現(xiàn)在仍然是水下混凝土最大的施工要 點(diǎn)。關(guān)于水下混凝土的成敗與否，與其說在施工方法的理論方面，毋寧說主要取 決于施工的精心程度的經(jīng)驗(yàn)上。因此，有關(guān)水下混凝土的研究和技術(shù)開發(fā)上，應(yīng) 集中在施工經(jīng)驗(yàn)方面，文獻(xiàn)列舉的多個在深水中填石壓漿混凝土的施工實(shí)例，對 我們有較大的借鑒作用。 交通部公路科學(xué)研究所、河南省交通廳公路管理局共同完成的交通部重點(diǎn)科 研項(xiàng)目 :鉆埋大直徑預(yù)應(yīng)力空心樁施工技術(shù)項(xiàng)目 ，通過國家交通部組織的技術(shù)鑒 定，這是我國首次把水下填石壓漿混凝土新技術(shù)應(yīng)用于我國橋梁樁基礎(chǔ)工程的嘗 試，除完成空心樁新工藝科研工作外，重點(diǎn)對填石壓漿混凝土的配合比、強(qiáng)度、 施工工藝在實(shí)橋中的應(yīng)用進(jìn)行了研究、總結(jié)。 為提高工程經(jīng)濟(jì)效益，引進(jìn)國外的先進(jìn)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)我國橋梁事業(yè)的發(fā)展，河南省交通廳科技處決定對空心樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在全省進(jìn)行推廣應(yīng)用工作，組織專門的領(lǐng)導(dǎo)小組，分工負(fù)責(zé)完成該項(xiàng)目，河南省交通廳公路管理局所屬部門，在配合完成交通部空心樁新技術(shù)系列研究項(xiàng)目的同時，對空心樁新技術(shù)的關(guān)鍵之一一一，水下填石 壓漿混凝土施工新工藝進(jìn)行研究與應(yīng)用 [[34]。把填石壓漿混凝土施工新工藝應(yīng)用于空心樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，是科研應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐上的具體體現(xiàn)，先進(jìn)的施工工藝與科學(xué)的新型結(jié)構(gòu)相結(jié)合，將創(chuàng)造出顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 材料的準(zhǔn)備及處理 (1)水泥及摻合料 沒有用自動計(jì)量裝置時，水泥的計(jì)量按批量的大小以水泥或粉煤灰的袋重量 為標(biāo)準(zhǔn)來確定是方便的。減水劑一般是預(yù)先規(guī)定溶解濃度，用調(diào)和器儲存。鋁粉 末按規(guī)定量及需要的批量計(jì)量。 (2)砂的篩分 用 毫米篩子把粗顆粒完全篩除，在水泥砂漿灌注作業(yè)中，防止管路閉塞 事故和粗集料孔隙中的材料分離是非常重要的。 細(xì)集料的表面水，是使水泥砂漿流動性和水與結(jié)合材料比變化很大的重要因 素，為此，盡可能在室內(nèi)儲藏，這樣攪拌時可使水泥砂漿的質(zhì)量波動較小。 (3)粗集料的篩分和洗凈 粗集料放入模板之前，應(yīng)先篩除細(xì)粒度的骨料，且須精心將粗集料表面的污 泥洗凈。如粗集料粘著污泥，當(dāng)粗集料投入后易沉淀在施工區(qū)域的底部，因此， 易形成脆弱的未硬化層。篩分作業(yè)中作為灑水洗凈的方法，有用振動和回旋篩。 如從粗集 料大小粒度的混合效果出發(fā)，最好用回轉(zhuǎn)式篩子。 模板的安放及防漏操作 (1)模板的材料及構(gòu)造 模板要作成耐側(cè)壓 (集料壓力，水泥砂漿壓力及地基基礎(chǔ)設(shè)置后的被動力 ) 構(gòu)造，又要注意在水泥砂漿灌注時模板相互之間的施工縫和地基接觸部位，使水 泥砂漿不漏的緊密構(gòu)造。 木制模板主要用在大體積混凝土舊有構(gòu)筑物的修補(bǔ)和加固工程等方面，一般 以木制鑲板為多。板材的厚度，根據(jù)構(gòu)筑物的種類和澆灌高度而異，通常板厚 厘米以上，加勁桿的間距在 45 厘米以下。在海岸或河流堤壩的基礎(chǔ)等在小規(guī)模的砂土挖掘的情 況下，也有以擋土墻的木制板樁原封不動地當(dāng)模板用的例子。 (2)對模板作用的壓力 粗集料投入時對模板作用的壓力，從簡易計(jì)算和近似的觀點(diǎn)與實(shí)測值，可以 考慮具有相當(dāng)于粗集料單位容積重量的密度的流體靜水壓分布。又由于投入時的 沖擊而增加壓力，預(yù)計(jì)在靜水壓分布的 6070%左右為好。灌注水泥砂漿時，對 模板上作用的最大壓力，可考慮在具有相當(dāng)于灌漿混凝土的單位容重的密度的流 體靜水壓力上，作用著相當(dāng)于 公斤 /平方厘米的膨脹壓力。從上述考慮的方 法提出作用于模板上的下列壓力推導(dǎo)公式 : 粗集料 投入時的壓力 P=(1+i)y0h() P 一粗集料投入時對模板作用的壓力 (噸 /平方米 )。 1粗集料投入時的沖擊系數(shù)，一般取 。 h粗集料的填充高度 (米 )。 Y，一粗集料的飽和單位容重 (噸 /立方米 ): 水泥砂漿灌注時的壓力 P=yph39。+Y0(h 一 h39。)+1 (噸 /立方米 )。 YP 一灌漿混凝土的單位容重 (噸 /立方米 )。 pm 一水泥砂漿的單位 容重，一般的情況下 為宜 (噸 /立方米 ): 一相當(dāng)于水泥砂漿的膨脹力的常數(shù) 。 但是當(dāng)一個區(qū)劃施工面積小，向上澆灌高時，集料壓力比按上式計(jì)算值為最 小。如水泥砂漿灌注速度小時，為使下層的水泥砂漿進(jìn)行硬化，水泥砂漿壓力按 上式推定值降低。 (3)防止水泥砂漿的漏泄 灌注水泥砂漿因流動性大，凝結(jié)時間長，所以在細(xì)小的空隙里也容易流出。 為此，對于模板支撐的螺栓緊系，模板之間及模板與地基的間隙必須進(jìn)行完全防 止漏泄措施。 模板相互之間的防止漏泄一般按下面的方法 : ①木制模板時接縫要做成對搭接或企口對接的構(gòu)造。 ②用木制的鑲板接頭時，表面用布片壓入或鋪漂白布，表面要鋪布。 ③鋼制模板的接頭盡可能少些，不重要的部位焊接。 ④模板之間的相互間隙，填縫材料用麻布、橡皮繩、海綿板 (厚 1 厘米左 右 )，柏油瀝青或橡膠板 (厚 3 毫米左右 )夾入再用螺栓和橡膠皮帶捆緊。 ⑤蜂窩狀砌塊中填充灌漿混凝土施工時的砌塊搭接縫，在頂上端及上下拐 角部位安裝小形方料 ( 60x20 毫米左右 )，安裝后用破布等填縫再捆上帶狀帆布 (寬 20 厘米 )的例子也有。 模板 與地基接觸，灌注水泥砂漿從模板的下端流出發(fā)生的比較多。為此，防 止處理措施如下 : ①在底部的亂石上放填縫砂子攤平后，鋪上草簾，把模板設(shè)在其上面。在 模板下端用麻布卷入砂子和填滿礫石。一般在陸上安裝模板時，要鋪設(shè)帆布，把 模板安裝完后，由潛水員把帆布鋪開。 ②在模板內(nèi)側(cè)和外側(cè)鋪上麻布，外側(cè)用砂帶壓住，內(nèi)側(cè)用粗集料鋪平?；? 礎(chǔ)地基的不平處用袋裝混凝土鋪平，使設(shè)置模板處平整。 ③在砂袋內(nèi)側(cè)鋪帆布代替模板，同時卷進(jìn)內(nèi)側(cè)，用礫石壓住。 ④在模板底部用粘土水泥填塞。外側(cè)用砂堆土草袋做擋土 用。 ⑤基礎(chǔ)基巖凸的部分用破碎機(jī)、鎬挖掘掉，關(guān)于凹下部分就用袋裝混凝土作模板填充水下混凝土。再在挖掘面，水下混凝土面上用粘土水泥抹平，下端用氨基甲酸乙酷海綿墊 (上寬 30 厘米，下寬 40 厘米，高 30 厘米左右的臥式 )安裝在模板上。 ⑥灌注作業(yè)中水泥砂漿漏出時，用破布和粘土水泥在流出的地方填塞，或者用砂墊高堵住漏出。但漏出量多時不僅產(chǎn)生對構(gòu)筑物致命的缺陷地方，同時污染四周的水域，因此必須要用完善的措施以防水泥砂漿的漏出。 填充粗集料 向模板內(nèi)填充粗集料在水中落下高度是很少有問題的。 為了使落下的大小顆 粒均勻，一般由于構(gòu)筑物的形狀和集料的運(yùn)輸方法及其他施工條件，可以適當(dāng)把 抓斗挖掘機(jī)，皮帶運(yùn)輸機(jī)，底開運(yùn)輸船等適當(dāng)配合使用。 灌注管 (1)灌注管的形狀及構(gòu)造 灌注管直徑大時必須增加水泥砂漿壓送速度，應(yīng)用小口徑的灌注管恐怕產(chǎn)生 管路閉塞。為此，一般灌注管用直徑 1938 毫米左右，水泥砂漿的流速大概在 } 米 /秒，使用煤氣管和水管。灌注管前端切成斜度 45 度左右 (這是因?yàn)? 前端接觸基巖或粗集料表面形成閉塞狀態(tài)，水泥砂漿不能順利流出 )。水泥砂漿 隨著向上澆 灌或灌完之后，為了容易拔出灌注管，最近多采用雙層管構(gòu)造的灌注 管。雙層管之間的填充物是為了防止水泥砂漿通過內(nèi)外管的空隙上升。 (2)灌注管的布置 灌注管的布置方法，有預(yù)先把管布置好填充粗集料的情況，和填充粗集料的 同時布置或在填充后再布置的情況，要考慮施工量 (水泥砂漿灌注量 )以及粗集 料的尺寸和供應(yīng)條件，水泥砂漿灌注能力等來確定。在粗集料填充之后再布置灌 注管一般是困難的，曾有在中途折損使水泥砂漿落在水中的事例，因此要加注意。 灌注管布置的間距，根據(jù)灌注在粗集料空隙中的水泥砂漿很 少分離來確定。 粗集料粒徑小時水泥砂漿的流動坡度較陡，在和水相交的界面上混合，容易產(chǎn)生 材料分離，發(fā)生翻沫。例如，當(dāng)粗集料尺寸為 2040 毫米左右，水泥砂漿的流 下時間 1622 秒時，一根灌注管所擔(dān)負(fù) 7 平方米完全凝固的水泥砂漿為中央部 位的 SO% ( 平方米 )左右，邊緣部分為分離出來的砂和粉煤灰的堆積層。在 此情況下，灌注管的間距宜布置得密一些。 (3)灌注管的更換 在灌注管和輸送管的系統(tǒng)中有采用以下幾種方式 :①一根灌注管布置一根輸 送管向上灌注水泥砂漿至施工設(shè)計(jì)面上