C50预应力混凝土的设计与比选

２０１０年第４期　（总第１９４期）　黑龙江交通科技　ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴ０ＮＧ　ＫＥＪＩ　Ｎｏ．４，２０１０　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．１９４）　Ｃ５ｏ预应力混凝土的设计与比选　林光哨　（福建省第一公路工程公司）　摘要：简要介绍了泉州南惠高速公路ＮＨＡ４标ｃ∞预应力混凝土的配制方案的比选情况，推荐选择粒化高　炉矿渣粉、粉煤灰双掺Ｃ∞预应力混凝土配制方案。目前高炉矿渣粉在杭州湾大桥、高铁等重要施工项目中　得到广泛采用，该混凝土配合掺人粒化高炉矿渣粉与粉煤灰后性能得到很好的改善：工作性能好，和易性好，　流动性好，施工方便，容易振捣，成型后外观漂亮，气泡少；强度提高，早期强度增长快，后期强度高；经济效益　好，在保证混凝土质量的情况下节省可观的水泥用量。　关键词：Ｃ∞预应力混凝土；配合比；比选；粒化高炉矿渣粉；粉煤灰双掺　中图分类号：Ｕ４４２　１工程简介　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１０）０４—０１０６—０１　溪水。外加剂：厦门宏发先科化工建材有限公司生产的ＨＰ．　ＣＡ一６００型高效减水剂，按水泥用量的１．１０％掺人，减水率　３０％。粉煤灰：漳州后石电厂生产的Ｉ级粉煤灰。粒化高炉　矿渣粉：福州鑫航资源利用创新有公司生产的鑫航牌矿渣　粉，产品等级为￥９５。　３配合比掺配方案　配合比设计的基本原则：按所采用的材料定出既能满足　工作性、强度及耐久性和其他要求又经济合理的混凝土各组　成部分的用量。　根据配合比设计的基本原则的指导思想，并结合ｃ　预　应力混凝土的技术指标和工期要求、经济性等条件综合考　虑，ｃ∞预应力混凝土设计方案主要有三个。　３．１　纯水泥配制Ｃ５０预应力混凝土配合比　泉三高速公路泉州支线（南安至惠安）ＮＨＡ４标合同段　全长８．５４　ｋｍ，起讫桩号为Ｋ１９＋７６０～Ｋ２８＋３００，合同期为　２４个月，合同造价３．９５４亿元，主要工程量为路基挖方２７４　万方，路基填方１７３万方，碎石桩５９　６８０　ｍ，排水工程　２６　８１９　ｍ，护坡、挡墙４８　４３９方，大桥３０６　ｍ／１座，小桥　１１８．０８　ｍ／２座，涵洞６座；互通立交１处（含主线桥１　０７４　ｍ／　２座，匝道桥２２６１．５６　ｍ／１７座，涵洞１Ｏ道，通道９道）；分离　式立交１５６　ｍ／１座，车行天桥１座，通道１道。　２　Ｃ　预应力混凝土主要技术指标　Ｃ卯预应力混凝土设计强度为Ｃ∞，稠度为１００—　１４０　ｎｌｍ。以下为主要原料和技术指标：　水泥：三德（中国）水泥股份有限公司生产的三德牌　Ｐ．０４２．５级水泥；碎石：南安康美黑石子厂生产的４．７５—　９．５　ｉｌｌｌｎ、９．５—２６．５　ｍｍ碎石，掺量分别为８０％和２０％，石料　母材强度为１３５　ＭＰａ，压碎值７．８％。细集料：洛阳云庄砂场　生产的中砂，细度模数为２．９０，含泥量为０．８５％。水：黄塘　表Ｉ试拌结果　本方案混凝土各组成部分的用量：　水泥：水：砂：碎石：减水剂：１：０．３３：１．３２６：２．４５９：　０．０１１；水：胶凝材料＝０．３３；每方混凝土胶凝材料用量：水泥　４７９　ｋｇ；砂率＝砂／（砂＋碎石）＝０．３５。试拌结果见表１。　３．２水泥、粉煤灰配制Ｃ５０预应力混凝土配合比　本方案混凝土各组成部分的用量ｌ　水泥：水：砂：碎石：减水剂：粉煤灰＝１：０．３９：１．５５３：　２．８８６：０．０１３：０．２２；水：胶凝材料＝０．３２；每方混凝土胶凝材　料用量：水泥４０５　ｋｇ，粉煤灰８９　ｋｇ；砂率＝砂／（砂＋碎　石）＝０．３５。试拌结果见表２。　表２试拌结果　３．３水泥、粉煤炭和高炉矿渣配制Ｃ∞预应力混凝土配合比　本方案混凝土各组成部分的用量：　０．４９：１．９７８：３．６７０：０．０１６４：０．３１；水：胶凝材料＝０．３３；每方　混凝土胶凝材料用量：水泥３２１Ｉ（ｇ，粉煤灰５７Ｉ（ｇ，粒化矿渣　水泥：水：砂：碎石：减水剂：粉煤灰：粒化矿渣粉＝１：　粉１０１　Ｋｇ；砂率＝　（砂＋碎石）＝Ｏ．３５。试拌结果见表３。　表３试拌结果　（下转第１０８页）　收稿日期：２０１０—０２—０６　・１０６・　总第１９４期　黑龙江交通科技　第４期　估算冲击能Ｅ后，再用下式验算其适用系数是否符合　要求　＝数。用柴油机锤时，可控制供油量以减少锤击能量；如桩尖　已沉人到设计高程，但贯人度仍达不到要求时，应继续下沉　警　式中：Ｋ为适用系数（计算的适用系数　值，对于双动汽锤及　柴油机锤不宜大于５．０；ｘ，－ｔ于单动汽锤不宜大于３。５；对于坠　锤不宜大于２．０）；Ｑ为桩锤重力，ｋＮ；ｑ为桩重包括送桩、桩　帽及桩垫的重力，ｋＮ。　下沉钢板桩、工字钢桩及配合射水沉桩时，适用系数Ｋ　值可提高５０％。　柴油机桩锤是一种特殊的二冲程柴油发动机，其本身既　是发动机又是工作机，不需要外部能源和蒸汽锅炉、空压机　或电动机等，较单动、双动汽锤优越，且沉桩效率较高，工程　上应用较为普遍。柴油机桩锤形式多样，总的分为杆式和筒　式两种。　至达到要求的贯人度为止。沉桩时，如遇到：贯入度突然发　生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不下沉，桩锤有严　重的回弹；桩顶破碎或桩身开裂、变形，桩侧地面有严重隆起　现象等，应立即停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施　工。　桩架在沉桩施工中，承担吊锤、吊桩、插桩、吊插射水管　及桩在下沉过程中的导向作用等。桩架可用木料和钢料做　成，工程中常用的是钢桩架。桩架的正面是导向杆，用于控　制桩锤和桩身的方向。顶上装有滑轮，底盘上装有卷扬机，　用于提升桩锤与桩等。其特点是叮以在轨道上运行，并可在　水平面内转动３６０。。导向杆能够伸缩、倾斜（用于打斜桩）　等。以上作业均由自备的动力设备和机械装置驱动与操纵。　这类桩架最大高度可达３５　ｉｎ，最大倾斜度可达１：３。缺点是　比较笨重，成本较高。　其他设备中主要有桩帽与送桩。桩帽主要是承受冲击，　贯入度仍较大时，应继续锤击，使其接近控制贯人度。　保护桩顶，在沉桩时能保证锤击力作用于桩轴线而不偏心，　（４）在同一桩基中，各桩的最终贯人度应大致接近，而　故要求构造坚固，垫木易于拆换或整修。当桩头低于导杆而　沉人深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。如因土　仍须继续沉入或用浮运驳船沉桩时，一般均需使用送桩。　质变化太大，致使各桩贯人度或沉桩深度相差过大时，应报　２施工要点　有关部门研究，另行制订停锤标准。对于特殊设计的桩，桩　沉桩前，应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行　尖设计高程有高低时（如拱桥的桥台桩等），应按设计要求　检查。开锤前应再次检查桩锤、桩帽或送桩与桩的中轴线是　处理。　否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的动能：用　从沉桩开始起，应严格控制桩位及竖桩的竖直度或斜桩　坠锤和单动气锤时，提锤高度不宜超过０．５０　ｍ。用双动气　的倾斜度。在沉桩过程中，不得采用顶、拉桩头或桩身的办　锤时，可少开气阀降低气压和进气量，以减少每分钟的锤击　法来纠偏，以防桩身开裂并增加桩身附加弯矩。　沉桩过程中应注意：桩帽与桩周围应有５—１０　ｍｍ间　隙，以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动，避免桩身　产生超过许可的扭转应力；打桩机的导向杆应予以固定，以　便锤打时稳定桩身；导向杆设置应保证桩锤上、下活动自由；　预制桩顶面应附有适合桩帽大小的桩垫，其厚度视桩垫材　料、桩长及桩尖所受抗力大小决定；桩垫破碎后应及时更换；　选用的桩帽，应将锤的冲击力均匀分布于桩顶面。　３锤击沉桩的停锤控制标准　（１）设计桩尖高程处为硬塑黏性土、碎石土、中密以上　的砂土或风化岩等土层时，根据贯人度变化并对照地质资　料，确认桩尖已沉人该土层，贯人度达到控制贯人度。　（２）当贯人度已达到控制贯入度，而桩尖高程未达到设　计高程时，应继续锤人０．１０　ｍ左右（或锤击３０—５０次），如　无异常变化即可停锤；若桩尖高程比设计高程高得多时，应　报有关部门研究确定。　（３）设计桩尖高程处为一般黏性土或其他松软土层时，　应以高程控制，贯入度作为校核。当桩尖已达设计高程，而　（上接第１０６页）　４　Ｃｓｏ预应力混凝土材料成本估算及方案对比　ｃ∞预应力混凝土配合比三种设计的成本估算及方案对　比见表４。　表４方案综合比较表　预应力混凝土配合比的设计要在全面满足质量要求的　情况下、力求要满足施工要求，要做到容易施工，同时质量控　制简单，施工条件要求不高，容易保养；还有缩短施工周期，　节省机械设备的使用台班费用，提高人员工作效率，从而达　到降低施工成本，更要力求降低材料的使用成本。同时本项　目的施工任务重，周期短，提高施工效率，缩短施工周期的任　务非常重要。因此综合考虑以上因素及本项目的施工特点，　项目采用水泥、粉煤灰和高炉矿渣配制ｃ∞预应力混凝土配　合比。　５结束语　项目采用水泥、粉煤灰和高炉矿渣配制Ｃ∞预应力混凝　土配合比后施工进度快、施工质量好，取得得到良好的社会　经济效益。施工进度快，施工质量好，混凝土外观质量好，外　观光滑，没有蜂窝，麻面，气泡等外观缺陷。２００９年１月开　始预制第一片梁至２００９年Ｉ２月已完成本项目的９ｏ％的梁　片预制任务，所预制的梁片全部合格，没有因强度原因而使　梁片报废。并取得了良好的经济效益，已完成施工ｃ卯预应　力混凝土３．２万方，节省施工成本１００万元以上。　参考文献：　［１］公路桥涵施工技术规程（ＪＴＪ０４１－２００）．　［２］普通混凝土配合比设计规程（ＪＣＪ５５－２ＯＯＯ）．　［３］泉三高速公路泉州支线（南安至惠安）ＮＨＡ４标设计图纸．　［４］张应立．现代混凝土配合比设计手册．人民交通出版社，２００２　１０８・　・