水下封底混凝土配合比

双壁钢围堰

水下封底混凝土配合比设计

中铁三局五公司***

（二O一O年五月二十八日）

一、工程概况

新建南宁至广州铁路工程郁江双线特大桥，全桥总长11.3公里，跨郁江主桥为钢桁梁斜拉桥，主桥全长492米，主跨度282米，主塔高503.5米。承台顶标高接近河床顶面，承台采用双壁钢围堰施工，总面积达704平方米，浇筑总量2800立方米。

二、施工组织设计

双壁钢围堰水下封底混凝土，采用不分仓一次性浇筑完成施工工艺。水下封底采用导管法（封底混凝土导管布臵见示意图），从下游至上游依次逐个灌注混凝土，待下一排的导管被混凝土埋臵一定

二、混凝土配合比技术参数的选择

1、双壁钢围堰水下封底混凝土28天龄期设计强度等级为C20，考虑水下混凝土诸多不利因数的影响，工程施工进度等需要，为保证7天之内达到抽水要求，混凝土强度等级提高到C40。

2、由于采用不分仓混凝土施工，混凝土流动距离较长，这就要求混凝土必须具有极好地流动性，由此确定混凝土坍落度为220mm~240mm，扩展值≥500mm。

3、由于采用不分仓混凝土施工，考虑在浇筑完第一层混凝土后，返回来浇筑第二层混凝土时，混凝土还必须具有流动性，从整个浇筑循环时间上计算，确定混凝土的初凝不小于30个小时，15个小时后还要具有一定的流动性。

三、混凝土配合比原材料的选择

1、砂：采用天然河砂，细度模数2.7；

2、碎石：碎石为5~16mm、16~31.5mm双掺连续级配；

3、水泥：考虑混凝土对早期的强度要求，选择P.O42.5R型水泥；

4、粉煤灰：掺加粉煤灰虽然可降低混凝土早期强度和抗分散性，但同时可延长凝结时间，单个承台水下封底混凝土浇筑总量为2800立方米，如此大体积的混凝土浇筑量，适量掺加粉煤灰可降低水化热，减少混凝土裂缝。

5、外加剂：由于采用不分仓水下混凝土封底施工，混凝土流动距离较长，为有效抵抗水流对混凝土的冲刷，外加剂选用四川巨鑫牌JX-RSF型混凝土水下不分散剂（聚羧酸盐型）。水下不分散剂可提高混凝土拌合物的粘稠性，从而达到抗水洗的目的。

四、混凝土配合比设计

经计算混凝土配制强度为54.5 Mpa，水胶比取值0.35，粉煤灰掺量20%，砂率45% ，碎石16~31.5mm占65%、5~16mm占35%，外加剂掺量2.5% ，设计混凝土容重2400kg/m3用水量：W=470×0.35=165kg

胶凝材料：B=470kg

水泥：C=376kg

粉煤灰：F=94kg

砂：S=794kg

碎石：G=971kg（5~16mm=340kg、5~31.5mm=631kg）

减水剂：J=470×2.5%=11.75kg

理论配合比：水泥﹕粉煤灰﹕砂﹕碎石﹕水﹕外加剂

=1: 0.25: 2.11: 0.90: 1.68: 0.42: 0.03

五、试配和调整混凝土配合比

经过试配，混凝土出机坍落度240mm，扩展值550mm，混凝土含气量为6%，无泌水。室温下停放1小时后坍落度235mm，扩展值550mm。因为是水下浇筑混凝土，水下温度不会太高，所以混凝土拌合物在养护室20℃环境下停放15小时，经拌合后测试坍落度恢复至220mm，扩展值500mm。通过试验测得混凝土初凝时间为41小时，终凝时间为58小时。共成型4组抗压强度试件，7天抗压强度37.6Mpa，10天抗压强度44.6Mpa，14天抗压强度46.5Mpa，28天抗压强度57.8Mpa。

六、工程应用概况

施工当日最高气温28℃，最低气温21℃，为保证混凝土不间断的供应，由两个混凝土拌合站同时供应混凝土，最远的混凝土拌合站距浇注地点行程约1h50 min，最近的混凝土拌合站距浇注地点行程约40min，首批封底混凝土约40m3。

为保证第一个封底的混凝土导管要有一定的埋臵深度，首批封底混凝土出机坍落度控制在200mm～220mm，待导管埋深达2m时，混凝土出机坍落度再控制到220mm～240mm。

混凝土运输过程中保坍性较好，到达浇注地点后坍落度不但没有损失，反而增大了20mm左右，这是由于缓凝剂掺量过大的原因。在首封导管埋深两米多时，整个围堰内已经全部充满了混凝土。

混凝土3天抗压强度达到23.8 Mpa，6天抗压强度38.5Mpa，9天44.0 Mpa，实现7之内天达到抽水的要求。

七、结论

该混凝土配合比各项性能指标经实际验证能够满足不分仓一次性浇筑水下混凝土的施工要求。浇注后的混凝土表面无水洗冲刷现象，表面平整度满足施工要求，仅在围堰中部混凝土表面出现了一条2mm宽的横向贯通裂纹，渗水量不大，主要还是因为水化热过高所致，如果混凝土早期强度能过满足施工要求，最好还是使用非早强水泥为好，以便最大程度地降低水化热。好在该裂缝渗水量不大，承台施工时可用PVC水管进行导流处理，将渗水引出钢围堰以外，不会影响承台的施工。

参考文献：①《水下不分散混凝土施工技术规范》Q/CNPC92-2003

②《混凝土外加剂实用技术大全》施慧生、孙振平、邓恺编著