苏州杭鑫商品混凝土公司 江苏苏州
摘要：苏州轨道公司2#线工程6标段部分维护结构采用超缓凝咬合桩，本文通过试验成功配制了符合施工要求的超缓凝混凝土，并分析总结了影响混凝土性能的几个主要因素。
关键字：超缓凝；凝结时间；咬合桩；强度损失；掺量
0 前言
由于周边施工环境的日趋复杂，钻孔咬合桩作为一种工程造价相对合理的深基坑维护结构施工方案，在城市地铁施工中得到了越来越多的应用。所谓咬合桩是指采用机械磨孔、套管下压、套管内抓斗取土，在桩与桩之间相互咬合排列的基坑围护结构形式。桩的排列方式一般为一个a桩（素混凝土桩）和一个b桩（钢筋混凝土桩）间隔布置，施工时先施工a桩，后施工b桩，a桩混凝土采用超缓凝混凝土，在b桩施工中由于必须切割a桩，因此a桩必须有足够长的凝结时间，通常在a桩混凝土处于末初凝的状态下进行b桩的施工，以保证能够对a桩进行顺利切割。
1 工程概况
苏州轨道交通2#线工程6标段，由中铁十三局承建，地处苏州市中心石路商业街附近，周边高层林立，地理环境复杂，采用了地下连续墙和钻孔咬合桩相结合的基坑维护结构施工方案。钻孔咬合桩a桩（素混凝土桩）设计标号为C20，凝结时间要求初凝>60h，28天强度达到设计要求。本文通过大量试配对比了温湿度、掺合料用量、外加剂掺量等对混凝土凝结时间的影响以及缓凝剂对混凝土强度的影响。
2 配合比设计及试验分析
2.1 混凝土性能要求
（1）混凝土粘聚性、保水性能要好，混凝土施工前后不得有明显离析和泌水现象；
（2）初凝时间不得小于60小时，考虑到混凝土的运输、等待、机械故障及不可预见因素影响，初步考虑凝结时间为65~80h范围；
（3）该咬合桩混凝土在设计强度等级已考虑足够富余，无需按水下混凝土设计，根据普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000，28天配制强度fcu，0=fcu，k+1.645σ=20+1.645×4=26.6 MPa；
（4）要求施工坍落度180~220mm。
2.2 原材料
（1）水泥
江苏省常州市“金峰”牌P.O42.5水泥，各项技术指标见表1。
表1：金峰水泥技术指标
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（2）粉煤灰
苏州望亭电厂产，Ⅱ级粉煤灰，0.045mm筛筛余9.2%，需水量比102%。
（3）砂
长江产Ⅱ区中砂，细度模数2.4，含泥量0.6%，表观密度2630kg/m3。
（4）碎石
浙江湖州产花岗岩类碎石，5~25mm连续粒径，压碎值5.5%，针片状含量6.0%，表观密度2650kg/m3。
（5）外加剂
选择3家外加剂厂产品进行对比试验，推荐掺量为1.8~2.2%，1#南京博特，2#浙江五龙，3#上海隆希
2.3 混凝土的配制
（1）胶凝材料的用量及外加剂的品种和掺量选择
经水泥和外加剂适应性试验，3种外加剂在掺量超过2.2%时减水率无明显变化，达到饱和状态，流动度无明显损失。
选定三组配合比进行初步试验，推算超缓凝造成的混凝土强度损失，以此来初步确定下一步试验混凝土的胶凝材料用量，选择合适的外加剂进行试验，其试验结果如表3所示。
表3：3种不同外加剂的初步试验配合比
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注：1#~5#配合比为金峰水泥，6#配合比为恒来水泥
由表4中试验结果可以看出，外加剂的掺量对混凝土的凝结时间起到决定作用，当外加剂掺量从2.0%增加至2.3%时，同一配合比、同一环境下凝结时间延长了将近15小时。此外，外加剂的掺量对凝结时间的影响也直接影响了混凝土的早期强度，但后期强度影响不大。不同环境对凝结时间也有显著影响，室外凝结时间比标养室提前约3~6小时，与室外的温湿度有着密切的关系。粉煤灰的此两种掺量对凝结时间影响相对较小，对强度的影响比较明显。
从表4中我们还看到，水泥的凝结时间相差不大，不同水泥品种对混凝土的凝结时间有着显著影响。凝结时间对后期强度也有一定的影响。
3 结论
此次试验成功配制了初凝时间为65~80h、28天强度满足设计要求的超缓凝混凝土，在实际施工应用中要充分考虑混凝土的运输、等待时间及环境温度变化等对混凝土凝结时间的影响，及时调整选用合适的配合比。在实际生产有几个方面需要严格控制：
（1）保持原材料的稳定和一致，尤其是水泥、粉煤灰和外加剂的稳定，原材料有变化时必须重新验证后方可实际生产。水泥的陈置时间对混凝土凝结时间的影响也应考虑。
（2）材料使用上要专库专用，运输上要专车专送，杜绝被误用为普通混凝土的可能性；
（3）施工现场应留置混凝土试块，以塑料薄膜覆盖，模拟现场环境，及时观察混凝土凝结情况；
（4）施工单位应预备补救措施，防止因混凝土早凝和机械设备故障等原因造成的事故桩。
参考文献
【1】普通混凝土配合比设计规程，JGJ55-2000
【2】田培等编著，混凝土外加剂手册，化学工业出版社，2009年
【3】陈清志，超缓凝混凝土的配制与应用，2001年
论文作者:包冬蕾
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/26
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