混凝土在路橋樁基施工中的作用及技術(shù)

劉克輝

（邢臺(tái)路橋建設(shè)總公司， 河北 邢臺(tái) 071000）

1 混凝土及其施工質(zhì)量要求

1.1 混凝土及其特性

混凝土指利用水泥作為膠凝原材料，加以砂、石等作為集料，通過一定的加水配合，從而制造出的建筑材料?；炷劣捎诰哂惺湛s、彈性及溫度等方面的變形，因此受到外力作用之后極易形變。在路橋樁基施工中，尤其在灌注時(shí)，如果使用的混凝土沒有經(jīng)過振搗，其強(qiáng)度則會(huì)隨著灌注的深度增加而降低，因此必須對(duì)混合比進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，以保證其在灌注很深的情況下也有極強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度。

混凝土一般都有耐久性，這里的耐久性是指混凝土有保持自身強(qiáng)度及外觀完整性的能力?；炷恋哪途眯灾饕缚?jié)B性、抗凍性及抗侵蝕性，這三個(gè)特性都會(huì)對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生直接的影響[1]。一般而言，混凝土的耐久性很強(qiáng)，但在某些路橋樁基施工中，耐久性會(huì)隨著水位變化及溫度降低而逐漸變?nèi)?，這就需要提高混凝土的抗凍性，以保證耐久性與強(qiáng)度符合相關(guān)的規(guī)范要求。

本文將對(duì)當(dāng)前比較新型的混凝土—粉煤灰混凝土加以介紹。此種混凝土中含有細(xì)微顆粒與水泥顆粒，它們能均勻混合在一起，從而降低水泥顆粒之間的粘聚性，而且水泥顆粒一般處在分散狀態(tài)，這樣有利于水化反應(yīng)。此外，粉煤灰含有三氧化二鋁與二氧化硅，這些活性成分可以和混凝土中的水化產(chǎn)物充分反應(yīng)，通過一系列連鎖反應(yīng)之后，便會(huì)產(chǎn)生硫鋁酸鈣。這些反應(yīng)主要發(fā)生在水泥漿的空隙內(nèi)，因此生成物可以填補(bǔ)空隙，這樣就能改變空隙結(jié)構(gòu)，并且也能增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度。

1.2 混凝土施工質(zhì)量要求

混凝土在遇水之后，具有很強(qiáng)的流動(dòng)性，因此在路橋樁基施工中，必須進(jìn)行水下灌注混凝土?xí)r，往往無法完全振搗密實(shí)，一般只能憑借混凝土自身重量的作用來實(shí)現(xiàn)攤平與搗實(shí)。不過，如果混凝土沒有良好的流動(dòng)性，則又會(huì)造成堵管現(xiàn)象，從而阻礙灌注的施工，因此必須合理控制混凝土的流動(dòng)性。

需要進(jìn)行水下灌注時(shí)，必須保障混凝土有良好的保水性能與粘聚性，這樣才能有效避免離析現(xiàn)象，并且對(duì)于在導(dǎo)管中出現(xiàn)的局部碎石集結(jié)現(xiàn)象，導(dǎo)致的“卡管”也能起到一定的規(guī)避作用。

在路橋樁基施工中，混凝土的灌注深度往往與抗壓強(qiáng)度成反比關(guān)系，因此必須采用合適的配合比設(shè)計(jì)，以充分滿足混凝土的施工規(guī)范要求。

2 混凝土在路橋樁基施工中的配合比設(shè)計(jì)

目前，混凝土在路橋樁基施工中主要采用導(dǎo)管法，這就要求混凝土有良好的流動(dòng)性與易操作性。因此，在利用此法施工之前，必須重視混凝土配合比的設(shè)計(jì)及其適用性研究?？偟膩碚f，在路橋樁基混凝土配合比設(shè)計(jì)中，主要按照以下四方面進(jìn)行操作：

a）必須保障混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度滿足相關(guān)的施工規(guī)范要求，尤其是水泥的用量不能少于工程要求用量（采用外加劑配制時(shí)可以適當(dāng)減少，但最低不能少于300kg/m3），對(duì)于初凝時(shí)間而言，應(yīng)保證在2h以上，而其坍落度最好保持在18～2cm[2]之間；

b）在進(jìn)行粗集料的選擇時(shí)，優(yōu)先考慮卵石，如果采用的是碎石混凝土配制，則應(yīng)增加粗砂的用量，砂的比率一般應(yīng)控制在45%～50%范圍內(nèi)，并且其集料的最大粒徑應(yīng)控制在相關(guān)的施工規(guī)范內(nèi)；

c）配合比的選擇應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以滿足實(shí)際需求，在施工中，尤其容易出現(xiàn)用水量的調(diào)整，這會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度，因此必須重視用水量的調(diào)整，確保其滿足混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)要求；

d）若出現(xiàn)配制的混凝土易操作性與流動(dòng)性無法滿足實(shí)際工程需求的問題，而應(yīng)從骨料級(jí)配方面尋找根源，切勿盲目加水，因?yàn)殡m然用水量會(huì)影響混凝土的流動(dòng)性，但若盲目加水處理，則可能會(huì)降低混凝土的保水性與粘聚性，從而導(dǎo)致離析與泌水，遇到這樣的問題，一般應(yīng)加水與水泥進(jìn)行二次攪拌，以此保證水灰比符合相關(guān)要求。

通過上述分析，現(xiàn)以南水北調(diào)工程中的灌注樁水下混凝土配合比主要參數(shù)為例加以說明，如表1所示。

表1 灌注樁水下混凝土配合比主要參數(shù)

3 混凝土在路橋樁基施工中的技術(shù)探析

3.1 泵送混凝土施工技術(shù)

在混凝土泵送施工現(xiàn)場(chǎng)，必須具備有效的運(yùn)輸工具，其作為一種較為先進(jìn)的施工方法，可以一次性完成垂直與水平運(yùn)輸，從而快速將混凝土輸送到澆筑地。根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)方式，可以將混凝土泵送施工分為活塞泵輸送與擠壓泵輸送，但目前在我國比較常用的是活塞泵輸送。為了使得施工效果更加明顯，一般可以用混凝土攪拌運(yùn)輸車與之進(jìn)行配合使用，同時(shí)必須保證混凝土攪拌車的供應(yīng)能力，以此確保泵送連續(xù)，避免中途停止再繼續(xù)時(shí)堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。在布置輸送管道時(shí)，應(yīng)盡量減少接頭與拐彎，并且少用錐形管，這樣可以避免壓力損失過大。此外，為了減少泵送時(shí)的阻力，需要對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行潤滑，一般通過輸送適量的水泥（砂漿）達(dá)到潤滑作用[3]。對(duì)于受料斗而言，應(yīng)時(shí)刻保持內(nèi)部充滿，這樣能有效防止空氣進(jìn)入形成阻塞，在泵送完成之后應(yīng)對(duì)管道與泵體及時(shí)清洗，這樣能提高設(shè)備的使用壽命。

3.2 水下混凝土施工技術(shù)

3.2.1 導(dǎo)管

水下混凝土施工中，采用豎向?qū)Ч苓M(jìn)行混凝土灌注時(shí)，導(dǎo)管的質(zhì)量往往會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生重要的影響。

3.2.2 混凝土在路橋樁基施工中的使用技術(shù)

不言而喻，目前混凝土在橋梁樁基工程建設(shè)中已經(jīng)有了廣泛的使用，在具體的操作中，樁基護(hù)壁混凝土的強(qiáng)度應(yīng)與樁基混凝土強(qiáng)度保持一致，并且護(hù)壁的高度應(yīng)適當(dāng)比地面高一點(diǎn)（約0.5m），而且還需要做好護(hù)壁的防水處理。在施工之前除了需要做好混凝土配合比之外，還應(yīng)檢查相關(guān)的用料，加強(qiáng)對(duì)坍塌問題的關(guān)注，實(shí)際所需的混凝土應(yīng)按照相關(guān)的規(guī)范操作配制，這樣才能保證施工質(zhì)量。

3.2.2.1 鉆孔樁在鉆孔中的縮孔控制

一般而言，對(duì)于鉆孔樁鉆孔中的縮孔現(xiàn)象控制，可以從設(shè)備及工藝進(jìn)行。首先應(yīng)選擇性能優(yōu)良，且適用于實(shí)際鉆孔條件的設(shè)備，其次應(yīng)加強(qiáng)對(duì)整個(gè)過程的監(jiān)測(cè)與控制，具體而言，應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作：

a）減少成孔到混凝土澆筑的時(shí)間 比如適當(dāng)縮短成孔、清孔的時(shí)間，這樣能有效減少縮孔現(xiàn)象，同時(shí)在施工時(shí)，應(yīng)盡量增加鋼筋的節(jié)段長度，以此減少焊接頭的數(shù)量；

b）加強(qiáng)孔徑的控制與檢測(cè) 在鉆進(jìn)中，應(yīng)針對(duì)實(shí)際的情況（尤其應(yīng)根據(jù)不同的地層）適當(dāng)調(diào)整鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)，從而保障施工能夠滿足相關(guān)的設(shè)計(jì)需求；

c）加大泥漿比重，制備優(yōu)質(zhì)的泥漿 泥漿在路橋樁基施工中作用很大，比如護(hù)壁、冷卻鉆頭、排碴等作用，如果有相關(guān)的需求，一般可以采用丙烯酰胺即PHP泥漿進(jìn)行施工，根據(jù)PHP泥漿配比進(jìn)行造漿[4]，其中，PHP泥漿配比如下：膨潤土為水質(zhì)量的6%～8%，碳酸鈉為膨潤土質(zhì)量的0.3%～0.5%，羧甲基纖維素(CMC)為膨潤土質(zhì)量的0.05%～0.1%，丙烯酰胺(PHP)為泥漿量的0.003%[5]。

3.2.2.2 灌注樁聲測(cè)管埋設(shè)

灌注樁聲測(cè)管在埋設(shè)的時(shí)候需要注意以下幾個(gè)方面的問題：

a）三個(gè)聲測(cè)管應(yīng)以等邊三角形的方式固定在主筋內(nèi)側(cè)，且應(yīng)保持平行，一般采用粗鉛絲綁扎，但也可以利用焊接圓環(huán)進(jìn)行加固；

b）鋼筋籠安裝下放時(shí)，聲測(cè)管應(yīng)緊貼其主筋內(nèi)側(cè)，并采取一定的措施將其固定；

c）聲測(cè)管頂高度應(yīng)高于設(shè)計(jì)樁頂約50cm，當(dāng)加滿清水之后應(yīng)立刻用封蓋將其封死。

3.2.2.3 沉淀層控制

沉淀層對(duì)于樁基承載能力有著一定的影響，在澆筑之前必須對(duì)其厚度進(jìn)行控制，以滿足工程相關(guān)規(guī)范要求。但在實(shí)際施工中，往往出現(xiàn)沉淀層厚度不符合工程設(shè)計(jì)要求現(xiàn)象，究其原因，主要在于泥漿性能指標(biāo)沒有達(dá)到工程設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。因此，必須按照相關(guān)工程項(xiàng)目實(shí)際情況來確定泥漿的粘度、比重及含砂率，必要的時(shí)候可以采用造漿成孔。

3.2.2.4 導(dǎo)管埋深控制

導(dǎo)管底端在混凝土面之下的深度必須符合相關(guān)的施工關(guān)系，并且直到成樁質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，都需進(jìn)行嚴(yán)格控制。具體而言，在開澆之前，應(yīng)保證一次下料滿足導(dǎo)管埋入混凝土1m及以上的初灌量，這樣可以有效避免導(dǎo)管下口若未埋入混凝土而造成的反泥漿現(xiàn)象；在澆筑中，應(yīng)對(duì)混凝土的實(shí)際標(biāo)高、上升高度、導(dǎo)管下口相對(duì)混凝土面的位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)實(shí)際需求對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拆卸[6]。盡量保證導(dǎo)管埋深合理，切勿將導(dǎo)管拔出，必須保證導(dǎo)管深埋在2～6m之間，否則極易出現(xiàn)質(zhì)量問題，從而影響樁基甚至整個(gè)工程的質(zhì)量。

3.2.2.5 保障混凝土灌注連續(xù)

當(dāng)混凝土送達(dá)相關(guān)的施工地點(diǎn)之后，便開始泵澆筑，而這個(gè)環(huán)節(jié)必須保證澆筑的連續(xù)，方能開盤；此外，還需要檢查其易操作性與坍落度等指標(biāo)，一旦發(fā)現(xiàn)不達(dá)標(biāo)，則堅(jiān)決不予使用。

4 結(jié)語

混凝土在路橋樁基施工中的作用十分重要，它不僅能滿足樁基施工的強(qiáng)度需求，通過一定的技術(shù)處理之后，也能很好的滿足樁基施工的密實(shí)要求。但是，從目前來看，我國在路橋樁基施工中的技術(shù)沒達(dá)到先進(jìn)水平，取得的成效只是杯水車薪，要想實(shí)現(xiàn)更大的飛躍，還得繼續(xù)探索與創(chuàng)新。

[1]李生斌.淺析路橋樁基施工中混凝土的作用及技術(shù)[J].輕工設(shè)計(jì)，2011，（4）：140.

[2]季勝華.混凝土在路橋樁基施工中的應(yīng)用及技術(shù)探析[J].科協(xié)論壇：下半月，2011，（12）：14-15.

[3]周偉.混凝土在路橋樁基施工中的作用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012，（10）： 53.

[4]倪曉斌.混凝土在路橋樁基施工中的作用及技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技，2009，（18）：214.

[5]駱禮平.道橋樁基施工中混凝土使用方法討論[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，22（13）： 354-355.

[6]陳建偉.混凝土在路橋樁基施工中的作用及技術(shù)[J].價(jià)值工程， 2010， （10）： 97.