【正文】 鉆埋大直徑預(yù)應(yīng)力空心樁施工技術(shù)項(xiàng)目 ，通過國(guó)家交通部組織的技術(shù)鑒 定，這是我國(guó)首次把水下填石壓漿混凝土新技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)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(duì)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)。減水劑一般是預(yù)先規(guī)定溶解濃度，用調(diào)和器儲(chǔ)存。 (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。 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(dòng)力 ) 構(gòu)造，又要注意在水泥砂漿灌注時(shí)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。 (2)對(duì)模板作用的壓力 粗集料投入時(shí)對(duì)模板作用的壓力，從簡(jiǎn)易計(jì)算和近似的觀點(diǎn)與實(shí)測(cè)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。 1粗集料投入時(shí)的沖擊系數(shù)，一般取 。)+1 (噸 /立方米 )。如水泥砂漿灌注速度小時(shí)，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。 ②用木制的鑲板接頭時(shí)，表面用布片壓入或鋪漂白布，表面要鋪布。 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。 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。外側(cè)用砂堆土草袋做擋土 用。但漏出量多時(shí)不僅產(chǎn)生對(duì)構(gòu)筑物致命的缺陷地方，同時(shí)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。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。 (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(shí)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。例如，當(dāng)粗集料尺寸為 2040 毫米左右，水泥砂漿的流 下時(shí)間 1622 秒時(shí)，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。③一根輸送管分擔(dān)兩根以上的灌注管，隨向上灌注水泥砂漿的高 度，順序更換灌注管。對(duì) 分支管安裝調(diào)整流量用閥，隨著向上灌注的高度，調(diào)整水泥砂漿向各個(gè)灌注管的 壓送量取得好的結(jié)果的例子也有。在一般大型混凝土攪拌設(shè)備中，要設(shè)置材料儲(chǔ)藏 設(shè)備 (水泥、粉煤灰、外加劑、細(xì)集料 )，計(jì)量裝置、水泥砂漿的混合攪拌裝置 (水泥砂漿攪拌機(jī)，攪拌器 )、壓送機(jī)器 (水泥砂漿泵 )等設(shè) 備。在日本，填石壓漿混凝土應(yīng)用材料的質(zhì)量 要符合或相當(dāng)于日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (JIS)所要求的標(biāo)準(zhǔn)。 (2)細(xì)集料 全部細(xì)集料是經(jīng) 毫米篩篩過的，關(guān)博合著的“水下混凝土施工法”一書中提出了合適的粒度范圍表，見表 a 表 粒度范圍表 篩孔公稱尺寸 (mm) 通過篩孔重量的百分比 100 90100 6085 6085 530 如果使用單位摻合料量 (單用水泥時(shí)指單位水泥量，用粉煤灰等摻合料時(shí)指 單位水泥量和單位摻合料的含量 )少的水泥砂漿，顆粒的細(xì)度系數(shù)最好使用小的。原則上是將粗集料預(yù)先填 充在模板內(nèi)，最大尺寸最好盡量采取大的數(shù)值。單獨(dú)粒 徑和接近于它大小顆粒分布的空隙率比適當(dāng)混合的空隙率大體上要大，但最小尺 寸為 15 毫米，那么它的差對(duì)空隙率絕對(duì)值便在 34%左右?？障堵市】? 以減少水泥用量，但集料在空隙中能增加砂漿的 流動(dòng)阻力，容易分解，同時(shí)砂漿 的通過性也不好 。 (4)碎石的利用 碎石種類有玄武巖、安山巖、硬質(zhì)砂巖，或用硬質(zhì)石灰?guī)r等破碎成的碎石， 它的耐久性和強(qiáng)度值方面同優(yōu)質(zhì)的礫石在本質(zhì)上是一樣的。 另一方面，象這樣的碎石特性對(duì)填石壓漿混凝土卻成為優(yōu)點(diǎn)。 (5)水 飲用水也適用于作攪拌混凝土和水泥砂漿的用水，工廠流入河中的廢水和海 水等作為攪拌用水時(shí)會(huì)受到有害酸、鹽類、有機(jī)物等污染的危險(xiǎn)。達(dá)到前者的目的是用減水劑，后者可用鋁粉粉末，或兼有兩者效果的外加劑。鋁粉粉末和水泥中的堿發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生氫氣體使水泥砂漿膨脹，使其提高與集料的粘著性。這些摻合料有的是單獨(dú)使用，多數(shù)情況要預(yù)先摻入適量的粉煤灰水泥和高爐礦渣水泥。高爐礦渣是在熔鐵爐熔煉出的鐵渣，用水急劇冷卻，干燥、粉碎而得。 填石壓漿混凝土的配合設(shè)計(jì) 普通混凝土的配合設(shè)計(jì)情況 (1)配合設(shè)計(jì)的基本方針 混凝土的施工場(chǎng)地?zé)o論在陸地上或在水中，都要求有和易性，使材料分離少 和良好的稠度，同時(shí)力求滿足強(qiáng)度的經(jīng)濟(jì)配合，這些都是配合設(shè)計(jì)的基本條 件。 即使是以前的施工例子，把合適的材料和配合的混凝土精心施工時(shí)，就是在水下施工也有獲得非常高的強(qiáng)度例子。 在陸地上澆灌混凝土，如果坍落度超過 13 厘米時(shí)，加外力搗固密實(shí)和不搗固密實(shí)是差不多的，從抗壓強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看，濕稠混凝土也不一定要搗固密實(shí)。即用導(dǎo)管和混凝土泵時(shí)，把垂 直管向橫向移動(dòng)距離要限制在最小限度內(nèi)，因此混凝土的橫向流動(dòng)是最重要的。當(dāng)精心施工時(shí)，有過這樣的實(shí)例 :即使單位水泥量在 300 公斤以下，強(qiáng)度也能夠得到 202160 公斤 /平方厘米，但減少混凝土的粘著性，又容易產(chǎn)生材料分離，因此一般用到 370 公斤以上，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況增減為宜。 (4)細(xì)集料率 混凝土的粘著性因細(xì)集料而變化，如用量過少顯得粗糙，過大時(shí)又減少流動(dòng)性，所需單位水量增加但混凝土容易分離。 (1)配合強(qiáng)度 根據(jù)對(duì)構(gòu)筑物強(qiáng)度的要求決定。在壓力輸送距離遠(yuǎn)的情況，水泥砂漿壓力輸 送是困難的。 (4)滲水率 灌注水泥砂漿的滲水率，是表示材料分離傾向的指示，可盡量取最小值為好，一般約在 3%以下，預(yù)計(jì)施工向澆灌高度大或灌注管的布置間距大時(shí)，尤其有必要選定滲水率小的配合。砂與結(jié)合料比增大時(shí)，單位水量就減少一些，但水與結(jié)合料比增加，砂的顆粒就容易分離，因此，一般在 左右范圍之內(nèi)。配合的修正分兩個(gè)階段進(jìn)行。求出滿足規(guī)定流下時(shí)間的水與結(jié)合料比不同的三種以上的水泥砂漿，如果據(jù)此求得填石壓漿混凝土的強(qiáng)度，就能立即確定需要 的對(duì)應(yīng)抗壓強(qiáng)度的水與結(jié)合料比，在必要時(shí)，應(yīng)按第一階段和第二階段反復(fù)修正。用最小尺寸的大的粗集料，空隙率一般增加，但灌注水泥砂漿的流動(dòng)阻力減少，因而材料很少分離。 影響填石壓漿混凝土質(zhì)量問題的主要因素 灌注水泥砂漿的質(zhì)量不僅對(duì)填石壓漿混凝土質(zhì)量問題有大的影響，而且也能 左右己做完混凝土的性質(zhì)，因此必須滿足下列條件 : ①具有適合施工的流動(dòng)性 。 以下，就水泥砂漿的流動(dòng)性、膨脹系數(shù)、滲水率、凝結(jié)時(shí)間等因素 ，對(duì)填石壓漿混凝土質(zhì)量問題的影響，來論述其性質(zhì) : (1)流動(dòng)性 水泥砂漿的流動(dòng)性是按流動(dòng)度試驗(yàn)的流下時(shí)間測(cè)定 。 流下時(shí)間固定的灌注水泥砂 漿的單位用水量，在砂與結(jié)合料比 ^的范圍內(nèi)隨著增加，砂與結(jié)合料比大致成直線減少。 灌注水泥砂漿的流動(dòng)性，例如粗粒率相同，粒度分布的不同對(duì)流動(dòng)性幾乎沒什么影響。粉煤灰的水與結(jié)合料之比減少是合適的，流動(dòng)性固定的時(shí)候，即使摻入粉煤灰，滲水率和保水性也幾乎不變。一般說來，這種程度的凝結(jié)時(shí)間變化在施工上很少成問題。 隨著我國(guó)大橋建設(shè)的跨徑增長(zhǎng)，其墩臺(tái)的荷載大增，每一墩臺(tái)采用的鉆孔樁基礎(chǔ)的直徑、長(zhǎng)度、數(shù)量也相應(yīng)地增加，當(dāng)其樁數(shù)多于 4 根時(shí)，樁頂就需設(shè)置平臺(tái)構(gòu)造，增加了施工難度 。故注漿管間距不宜超過 2m。最佳埋入 深度約為砂漿上升極限高度的 ^ 倍 。水下填石壓漿混凝土樁基礎(chǔ)不宜采用自流灌注方式。安設(shè)鋼筋骨架應(yīng)以吊機(jī)吊放入孔內(nèi)，應(yīng)校正定位。護(hù)管筒與壓漿管間的空隙應(yīng)盡量小，一般以 SmmV l Omm 為宜 。 . 3 清底，封頂，清隙 (1)清底 粗集料填到設(shè)計(jì)高程后，即通過壓漿管以泵壓 入清水至孔底，待揚(yáng)排管上排泥漿，先濃后稀，先濁后清，直至排出的完全是清水為止。 . 4 壓注水泥砂槳 壓漿順序 :先下層，后中層，逐層逐段逐管從下至上，上提壓漿管至頂層 。 ③初始?jí)鹤r(shí)，可以將注漿管稍往上提，提管高度使?jié){液流動(dòng)暢通即可，一般為 3cm5cm，以便盡快將注漿管底口埋入水泥砂漿液里 . (2)中間壓漿 ①壓力控制，按照 PoPi+he Y}H} Y。 ③加壓注漿管底壓注過程中埋入水泥砂漿面下深度，一般為 lm^。提管原則是少拔多提，維持壓漿管始終在漿液下 lm^}保持壓力不變，正常壓漿，避免粗集料被水分和氣體包裹，形成漏注、包 裹泥漿軟弱泥漿 。觀測(cè)樁頂鋼護(hù)筒周邊的揚(yáng)排管，漿液濃度合格后，立即逐個(gè)關(guān)閉揚(yáng)排 管加壓 。 結(jié)語(yǔ) 目前，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)仍是在多種地質(zhì)條件下，被多種土木工程建筑物所廣 泛采用的基礎(chǔ)型式，為改革傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)本身所存在的樁底沉淀層較 厚，樁身容易產(chǎn)生 質(zhì)量缺陷等問題，應(yīng)用空心樁新工藝是大直徑樁基礎(chǔ)發(fā)展的方 向與研究的主要內(nèi)容