翟旭東

【摘 要】 結合重慶魚洞南引道大江廠大橋樁基砼施工，總結為節(jié)約成本利用棄碴生產的砂石料，詳細地介紹了泵送砼的配制及施工中應注意的事項。

【關鍵詞】 混凝土；泵送；配制；施工

引言：

泵送混凝土是以混凝土泵為動力，通過管道將攪拌好的混凝土混合料輸送到建筑物的模板中去的混凝土。泵送混凝土除了根據工程設計所需的強度外，還需要根據泵送工藝所需的流動性、不離析、少泌水的要求配制可泵性的混凝土混合料。南引道大江廠大橋總計4萬多方的混凝土樁基施工中，我們采用了泵送混凝土的施工工藝，現(xiàn)將泵送混凝土的配制與施工注意事項進行以下總結。

1.泵送混凝土對拌合物的要求

水泥漿體是混凝土組成的基本?；炷恋挠不蕾囉谒酀{體。因此，水泥漿體在結構上基本控制了混凝土的各項物理力學性能，所以，混凝土拌合物必須是：（1）有足夠的含漿量，它除了能填充骨料間的所有空隙外，尚有富余使混凝土泵輸送管內壁形成薄漿層。（2）漿層內含有較多的水，以在輸送管內壁處產生一層水膜，泵送時起到潤滑作用。

2.泵送混凝土組成材料及要求

泵送混凝土與普通混凝土相比，區(qū)別在于采用高水泥用量、摻外加劑保持水灰比不變、坍落度增大、保水性好和降低水泥水化熱等措施來配制，以達到提高混凝土強度和持久性的目的。根據工程實際和泵送混凝土施工工藝要求，在原材料的選擇上應注意以下問題：

2.1水泥技術要求：

2.1.1大體積砼的施工中，必須選用水化熱低的水泥。

2.1.2水泥的穩(wěn)定性：水泥體積穩(wěn)定性好。

2.1.3嚴禁使用過期或受潮結塊的水泥。

根據以上要求，在南引道大江廠大橋樁基混凝土施工中，我們選用了重慶四方砼公司制造的商品砼，采用了普通硅酸鹽水泥—四川省石門縣壩道牌P.O32.5水泥，因其水化熱低，體積安定性好，且各項指標均符合國家相關標準。

2.2粗集料

泵送混凝土的配制及施工中，粗集料的級配、粒徑、形狀對混凝土拌合物的影響很大。級配良好的粗集料，空隙率小，對節(jié)約砂漿和增加混凝土的密實度起很大作用。粗集料中的針片狀顆粒含量超過10%時，易產生管道堵塞。根據混凝土泵送要求，結合我公司在南引道大江廠大橋的施工實踐，粗集料應達到以下標準：

2.2.1具有良好的連續(xù)級配

2.2.2石子的最大粒徑不超過混凝土泵輸送管內徑的1/3

2.2.3吸水率小

2.3細集料

細集料對混凝土拌合物可泵性的影響比粗集料大得多?；炷涟韬衔锼阅茉谳斔凸苤许樌鲃?，是由于砂漿潤滑管壁和粗集料浮在砂漿中的緣故。因而要求細集料有良好的級配。細集料的最優(yōu)級配應用它對混凝土需水量的影響確定，混凝土一般選用通過0.315mm篩孔的細顆粒不少于15%的顆粒級配良好的中砂。由于猴子山隧道處于深山之中，礦產資源受到限制，我們因地制宜、就地取材，利用隧道棄碴制成Mx=3.4的機制粗砂，并采用摻粉煤灰及外加劑、選定合適的水泥用量等一系列措施，改善混凝土的和易性，達到了與中砂同樣的泵送效果。

2.4摻合料

為了節(jié)約水泥又能保證混凝土拌合物具有必要的可泵性，在配制混凝土時我們摻入了一定數量的粉煤灰。摻粉煤灰不僅對混凝土的流動性和內聚性有良好的作用，而且能夠降低混凝土的坍落度損失和水化熱、延長凝結時間、減少泌水率、增加密實度和強度。

粉煤灰選用應符合以下指標：

①細度≤20%

②燒失量≤8%

③需水量比≤10.5%

④SO3≤3%

⑤不得使用受潮失效的粉煤灰

3.泵送混凝土的配合比設計

3.1施工配制強度

水灰比、強度、可泵性對泵送混凝土來講，實際上存在相互制約的因素，泵送混凝土配合比設計最重要的是根據強度指標和可泵性來考慮水灰比值，合理的水灰比不宜大于0.7。

3.3砂率（Sp）

較高的砂率是保證大流動性混凝土不離析、少泌水并具有良好的成型和運輸性能的必要條件。因此，泵送混凝土的砂率比非泵送混凝土的砂率要高7%～9%。根據我們的實際工作經驗，在水灰比為0.7，砂率按35%～45%選用比較合適。在混凝土拌合物摻入粉煤灰后，砂率宜減小2%～6%。

3.4水泥用量的限值

水泥是泵送混凝土的主要組成材料之一，其用量多少也將直接影響到混凝土的泵送性能。根據我國現(xiàn)行有關標準，每立方米混凝土中水泥用量不宜小于300Kg，水膠比不宜大于0.6。

3.5坍落度取值

評定混凝土可泵性主要是以坍落度來表示，坍落度小，則摩擦阻力大，流動性差，易產生輸送管和混凝土泵的磨損。而且輸送管阻力增加，壓送效率變小，平均壓送量降低，使結構物上下部位質量不均勻。在南引道大江廠大橋的施工實踐中，我們發(fā)現(xiàn)，坍落度取值為16～18cm時混凝土的可泵性能最好。

4.泵送混凝土的施工

4.1混凝土原材料含水量的控制：

為保證混凝土均勻密實，應嚴格按配合比配料，在投料前應取代表性的粗細骨料進行精確的含水量的測定，據以適當調整混凝土拌合物各組分的用量，各種材料盡可能保持低溫，要求混凝土生產時避開高溫天氣進行，一般在下午6：00以后進行。

4.2拌合及泵送設備的配制見表1：

4.3混凝土的泵送操作

4.3.1為保證泵送順利，泵送前應先用與混凝土同含砂率的砂漿潤滑管路。輸送管應嚴密不漏漿，拆裝方便?；炷翑嚢柰瓿珊螅没炷吝\輸車直接將混凝土送入混凝土泵中。泵送開始后，要連續(xù)進行，一般不要中斷，如有特殊情況，中斷時間以不超過15min為宜。如中斷時間過長，則應排除混凝土輸送管中的混凝土后再進行泵送。澆筑完畢后，應將輸送泵及運輸管道及時清洗干凈。

4.3.2泵管的堵塞和排除

為了防止堵塞，必須注意以下方面：（1）管道是否清洗干凈，（2）混凝土的最小水泥用量、最大粗骨料尺寸、砂率和水量是否合適，（3）管道接頭是否漏漿，（4）坍落度變化是否太大，（5）攪拌是否均勻攪拌運輸時間是否過長，（6）混凝土是否在管道內停留過久而凝固。

管道堵塞后，可采取以下方法進行排除：（1）使混凝土泵重復進行反泵和正泵，逐步吸出堵塞處的混凝土拌合物至料斗中，重新加以攪拌后再進行正常泵送；（2）用木槌敲擊輸送管，查明堵塞部位，將堵塞處的混凝土拌合物擊松后，再通過混凝土泵的反泵和正泵，排除堵塞。（3）以上兩種方法都不能排除堵塞時，要卸下堵塞的管子，用人工清除障礙物，然后重新泵送。但在泵送前，應先排除管內的空氣方可擰緊管段接頭。

4.3.3混凝土振搗

猴子山隧道采用分層澆灌法，按規(guī)定全部澆灌完成一層后再進行第二層澆灌，澆灌厚度控制在40～60cm之間，插入式振搗，嚴禁空震、漏震，振搗時可按交錯行列移位，一般以振動作用半徑的1.5倍為宜。振動深度應深入到下層混凝土中5～10cm，并在下層混凝土初凝以前振動完成相應部位的上層混凝土，以使上下層混凝土緊密連結。振動時間不可過長或過短，一般以20～30s為宜。

4.3.4模板要求

由于混凝土泵送施工澆筑速度快，混凝土拌合物對模板的側壓力大，為此，在猴子山隧道襯砌施工中，模板采用了液壓式襯砌臺車的整體鋼模板，有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，較好地控制了模板的側壓力，使混凝土的質量達到了內實外光的要求。

4.4養(yǎng)護

猴子山隧道所處地區(qū)屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛，隧道涌水量大，經現(xiàn)場測試，濕度與溫度均能滿足混凝土養(yǎng)護條件，因此，采用自然養(yǎng)護。

5 影響混凝土泵送的因素

在對猴子山隧道的泵送混凝土施工的實踐過程中，我們總結發(fā)現(xiàn)：泵送混凝土的成功與否，主要取決于混凝土拌合物是否具有可泵性，影響混凝土泵送的因素主要表現(xiàn)在以下方面：

5.1水及細粉對混凝土可泵性的影響

水作為整個混凝土拌合物的關鍵，不但是混凝土拌合物各組分之間的聯(lián)絡物和水泥水化的必要條件，并使混凝土拌合物加水后滿足其流動性的要求。如果混凝土拌合物中的細粉（水泥加0.3mm以下的細料）對水沒有足夠的吸附能力和阻力，就會有一部分水在泵壓力作用下，過固體之間的空隙，流向阻力較小的區(qū)域內，造成輸送管內壓力不均勻，以至水先流走，骨料與水泥漿分離，導致混凝土拌合物在泵壓下脫水，使管道堵塞，不能泵送。

5.2水泥漿含量的影響

泵送混凝土中，水泥漿填充骨料顆粒之間的空隙并包裹著骨料，含漿量大，則骨料相對減少，混凝土的坍落度大，有利于泵送。但水泥漿本身的稠度不宜過大，稠度過大，阻力也大，不利于泵送。

5.3石子粒徑和表面性質的影響

石子的最大粒徑必須滿足不大于管道內徑1/3的條件，否則易導致堵管.從泵送工藝角度來考慮，石子顆粒較圓，表面平滑的石子，空隙率較小，填充空隙和包顆粒所需的水泥漿較少而流動性大，有利于泵送。

5.4管道和泵送壓力的影響

6 質量監(jiān)控及結果評定

6.1質量監(jiān)控

為確保泵送混凝土的施工質量，在猴子山隧道的施工中，我們從原材料檢驗、混凝土的生產、運輸、泵送、澆筑、養(yǎng)護全過程嚴格監(jiān)控，主要采取的措施有：

（1）對碎石進行沖洗，確保其含泥量小于2%。將機制砂過篩以保證其粒徑要求。

（2）嚴格執(zhí)行混凝土施工配合比，采用自動計量拌合站生產混凝土，確保材料用量計量準確，混凝土攪拌均勻充分。

（3）嚴格控制粗骨料的粒徑，確保級配連續(xù)，使泵送順利進行，避免堵管。

（4）確保生產、運輸、振搗設備正常運轉，使混凝土生產連續(xù)、不中斷。

（5）施工時盡量避開高溫和低溫施工。

（6）隨時檢查混凝土的坍落度，以保證混凝土的質量和可泵性。

（7）在混凝土的泵送過程中，按規(guī)定及時取樣和制作試塊，與隧道襯砌混凝土同條件養(yǎng)護，用以評定混凝土強度。

6.2結果評定

經過對連續(xù)澆灌的隧道襯砌砼同條件養(yǎng)護試件強度，根據TB10425-94標準差未知法統(tǒng)一評定，C15砼平均強度m2fcu=19.5Mpa，平均值驗收界限m2fcu=15.8Mpa，強度最小值f2cu.min=18.3Mpa，最小值驗收界限m2fcu.min=10.8Mpa，m2fcu=19.5Mpa>fcu.k+0.95Sfcu=15.8Mpa，f2cu.min=18.3Mpa>fcu.k-A·B=10.8Mpa，該批混凝土試件合格率為100%。實踐表明，C15混凝土配制與施工是十分成功的。

7 結束語

在隧道泵送砼的施工中，由于隧道襯砌混凝土體積大，單位時間內的輸送量大，如何嚴密施工組織管理，嚴格控制混凝土的組成材料及其配合比，尤其是在原材料缺乏條件下，如何利用機制砂進行泵送混凝土的配制，降低施工費用等方面取得一定成績。