大连市市政设计研究院有限责任公司 辽宁省大连市 116011
摘要：为了缓解建筑垃圾对生态环境的不利影响，本文使用工程现场的废弃混凝土生产再生骨料，并制备再生混凝土，对比分析再生混凝土与普通混凝土的力学性能，并采用再生混凝土制备再生混凝土桩，代替工程中常用的CFG桩，通过分析复合地基的承载能力，确定再生混凝土桩在地基处理工程中的应用前景。
关键词：地基处理，再生混凝土桩，CFG桩
Abstract：In order to alleviate the adverse impact of construction waste on the ecological environment，this paper uses recycled concrete from the construction site to produce recycled aggregates，prepares recycled concrete，compares and analyzes the mechanical properties of recycled concrete and ordinary concrete，and uses recycled concrete to prepare recycled concrete piles. Instead of the CFG piles commonly used in engineering，the application prospects of recycled concrete piles in foundation treatment engineering are determined by analyzing the bearing capacity of composite foundations.
Key words：Foundation Treatment，Recycled Concrete Pile，CFG Pile
1 引言
改革开放以来，随着基础建设领域的飞速发展，工程领域中的大拆大建成为一种普遍的现象，在这一过程中产生的大量的建筑垃圾，而传统的处理方式并未对建筑垃圾的循环使用提出一个合理的解决方案，对周围的生态环境产生了不利影响。
针对这一问题，本文使用工程现场的废弃混凝土生产再生骨料，并制备再生混凝土，对比分析再生混凝土与普通混凝土的力学性能，并确定强度满足要求的再生混凝土桩的配比。采用强度满足要求的再生混凝土制备再生混凝土桩，代替工程中常用的CFG桩，结合工程应用的要求，进一步分析复合地基的承载能力，确定再生混凝土桩在地基处理工程中的应用前景。
2实验方案
2.1 原材料
1.水泥：本文所使用的水泥为河北唐山冀东水泥股份有限公司生产的P·S·A型矿渣水泥，其强度等级为32.5。
2.砂：本文选用细骨料为河砂。级配二区、中砂，表观密度，堆积密度。
3.普通粗骨料：选用的普通粗骨料为碎石，连续级配，其最大粒级为40mm。
4.再生粗骨料：使用强度等级在C20~C35的废弃混凝土通过破碎、筛分制得粒径在4.75~40mm之间的再生粗骨料。
2.2 配合比
针对工程中CFG桩一般采用强度等级为C20的混凝土来浇筑，本文以混凝土强度为C20作为设计目标，进行了混凝土的配合比设计，并采用再生粗骨料代替部分普通粗骨料进行了混凝土的配合比设计，再生粗骨料的替代料为20%、40%、60%、80%和100%，最终确定的的再生混凝土桩的配比如表1所示。
表1 再生混凝土桩与CFG桩配料表（Kg/m3）
3混凝土性能分析
3.1 和易性分析
图1为再生粗骨料掺量对再生混凝土拌合物流动性的影响。从图中可以看出，随着再生粗骨料替代料的增加，混凝土拌合物的流动性不断减小，这和再生粗骨料表面比较粗糙，同时，其表面附着有一些水泥颗粒有关。但是从图中可以看出，虽然坍落度有一定程度的降低，但是减低的幅度较小，当再生粗骨料体积替代料为80%时，其坍落度为180mm，满足工程对混凝土拌合物和易性的要求。
图1混凝土拌合物和易性的影响曲线 图2 混凝土28d强度的影响曲线
3.2 抗压强度分析
图2为再生骨料掺量对再生混凝土28d抗压强度的影响曲线，从中可以看出，随着再生骨料替代率的增加，再生混凝土28d抗压强度呈下降趋势，但是下降的趋势较缓，当再生骨料替代料为40%时，其28d抗压强度值为28.4MPa，满足C20混凝土配置强度26.58MPa的强度要求。
混凝土配置强度：fcu，o= fcu，k+1.645σ=20+1.645×4=26.58MPa
3.3 综合性能分析
将再生混凝土与普通混凝土进行对比分析，随着再生骨料替代料的增加，再生混凝土的和易性变差，强度有所降低，但是降低的幅度都不明显，当再生骨料的替代料为80%时，再生混凝土拌合物的坍落度为180mm，28d抗压强度为28.4MPa，再生混凝土的坍落度满足施工对混凝土拌合物和易性的要求（坍落度≥180mm），再生混凝土的强度满足C20配置强度等级的要求。
4再生混凝土桩复合地基承载力分析
为了分析再生混凝土桩在实际工程中应用的可行性，本文对一实际工程的CFG桩复合地基处理工程中的CFG桩采用再生混凝土桩进行了替换，进行了复合地基承载力计算，工程详细情况如下：
某小区住宅楼工程为地下1层、地上8层，剪力墙结构，条形基础，±0.000标高相当于绝对标高598.30m，基础埋深-3.4m。本工程为抗震设防丙类工程，建筑场地类别为Ⅲ类，场地类型为中软土，场地土不液化，基底岩性为②层粉土，承载力较低，处理前地基承载力为100KPa，承载力不能满足设计要求，设计采用CFG桩人工复合地基，处理后复合地基承载力应达到180KPa，设计采用CFG桩的桩径为400mm，桩间距为1.6m。针对这一工程，本文将工程中的CFG桩替换为再生混凝土桩，并进行了承载力验算，验算过程如下：验算后的复合地基承载力特征值为282KPa，承载力满足设计要求。
桩的等效直径：de=1.05×1.6=1.68m
桩的面积置换率：m=d2/de2=0.057
复合地基承载力特征值：fspk=λmRa/Ap+β（1-m）fsk=282KPa。
5结论
为了缓解建筑垃圾对生态环境的不利影响，本文使用再生骨料制备再生混凝土，对比分析了 再生混凝土与普通混凝土的力学性能，并采用再生混凝土制备了再生混凝土桩，代替工程中常用的CFG桩，进行了复合地基的承载能力分析，研究结果表明：
（1）再生混凝土的和易性相比于普通混凝土有所降低，但幅度较小，当再生粗骨料体积替代料为80%时，其坍落度为180mm，满足工程对混凝土拌合物和易性的要求。
（2）当再生骨料的替代料为80%时，28d抗压强度为28.4MPa，满足C20配置强度等级的要求。
（3）使用再生混凝土桩代替CFG桩进行地基处理，复合地基承载力特征值满足设计要求。
参考文献
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论文作者:倪正田
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/10
标签：混凝土论文; 骨料论文; 工程论文; 强度论文; 地基论文; 和易论文; 抗压强度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;