C30 水下灌注桩混凝土配合比优化设计

(2)骨料：粗骨料为公称粒径4.75～9.5mm(小)，9.5～16mm(中)以及19～26.5mm(大)三个级配按一定比例配制而成。三个粒径的石子的筛分实验结果见表3。

按小∶中∶大=1∶7∶2、2∶4∶4的比例配制的粗骨料级配曲线分别见图1中的曲线1和2。从图中可以看出，曲线1圆滑，该比例配制的连续级配较合理；曲线2几乎为一斜线，大石子偏多约占40%，该比例配制的级配较不合理。因此粗骨料按小∶中∶大=1∶7∶2的比例配置。

砂的筛分曲线见图2，细度模数2.3，属III区中砂，含泥量1.2%。

2.2C30配合比优化设计

(1)试配强度。水下混凝土一般配合比同陆上混凝土相同，但由于受水的影响，一般会比同条件下的陆上混凝土低一个强度等级，所以应提高一个强度等级。C30水下混凝土提高一个等级按C35设计。

fcu,o=fcu,k+1.645σ=35+1.645×5.0=43.2MPa

说明：P.O42.5水泥28d胶砂强度47.5MPa，混凝土强度标准差σ根据JGJ55-2011取5.0。

(2)混凝土的水胶比。

说明：①JGJ55-2011表5.0.4碎石回归系数αa =0.53、αb =0.20；②水泥28d抗压强度实测值fce=47.5MPa；③矿粉、粉煤灰掺量分别为0%和20%，因此按表5.1.3γf 、γs 取0.85、1.0。

(3)确定用水量mw0 、胶结材用量mb0 、粉煤灰用量mf0 、水泥用量mc 和外加剂用量ma0 。

根据JGJ55-2011表5.2.1-2塑性混凝土的用水量，碎石最大粒径为26.5mm坍落度75～90mm的混凝土用水量m′wo 为210kg/m3 ，坍落度为200mm的混凝土用水量m′wo =210+5×(210-90)/20=240kg/m3 。

(4)确定砂率，根据容重法计算出粗细骨料用量。

考虑工程实际中所用的砂的Mx =2.3为III区中砂，该砂细颗粒较多，虽然有利混凝土保水和粘聚性，砂率适当靠下限βs 取42%，混凝土强度等级为C30因此mcp 取2400kg/m3 。

综上，C30水下混凝土的基准配合比见表4的B组，并在此配合比的基础上水胶比增减0.03，计算出的配合比见表4的A、C组。

2.3C30水下混凝土试配与确定

每组配合比进行试配，测试新拌混凝土工作性能、保坍性能，并成型混凝土标准抗压试件，试验结果见表5。

从表5混凝土试配实验结果和图3初始和1.5h新拌混凝土工作性看：

①各组配合比的初始流动性较大(坍落度≥18cm、扩展度≥50cm)，混凝土流动性经时损失较小，1.5h后流动性均能满足水下灌注桩混凝土流动性要求。但A组配合比和易性较差，笔者认为外加剂掺量稍微有点过，因此初始混凝土有离析倾向，1.5h混凝土和易性反而变好；C组配合比的混凝土稍粘，B组配合比的混凝土粘聚性适中。

②混凝土28d强度C＞B＞A，C组高于试配强度(43.2MPa)，B组基本达到试配强度，A组未达到试配强度。

③各组混凝土容重符合设计要求，在允许误差范围内均不需要调整。

综上所述，符合设计要求的C30水下灌注桩混凝土配合比为B、C两组。在满足强度、灌注施工要求的前提下应选择成本较低的B组配合比。

3结语

按本文配合比优化设计的配合比B，混凝土拌合站已经顺利完成水下管桩桩混凝土浇筑。可见，只要充分认识水下灌注桩混凝土设计要求，对原材料、运距等因素充分全面考虑，并进行配合比优化设计，设计出合理的水下灌注桩混凝土配合比，是可以按时保质保量完成灌注桩混凝土浇筑工程。返回搜狐，查看更多