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摘要:无砂混凝土是轻骨料混凝土的一种形式，仅由水、水泥和粗骨料拌和而成。由于没有细骨料，所以在混凝土内部存在着大量较大的孔隙，水可以在硬化的混凝土孔隙中流动。正是由于这些孔隙的存在，使得无砂混凝土小桩具有容重小，水的毛细现象不显著，透水性大，水泥用量少等等。本文结合工程实例对投石压浆无砂混凝土小桩的试桩检测过程与实践成果进行分析,阐述了无砂混凝土小桩地基处理方法的优越性和可推广性,以供大家参考。
关键词:无砂混凝土小桩;复合地基;实践应用
投石压浆无砂混凝土小桩是近年出现的一种新的、适用范围较广的地基处理方法,它综合了混凝土类桩、刚性桩和压力注浆的的优点,既有混凝土类桩、刚性桩单桩抗压强度高、又有压力注浆后地基土抗压强度高、压缩系数小、渗透系数低的特点。其桩间土抗压强度、复合地基抗压强度均高于高压旋喷、深层搅拌、粉喷等方法处理的地基。对复合地基抗压强度要求较高的地基基础处理工程无疑是一种较好方法
一、工程概况
巩义市子华实验学校格构式锚杆挡墙地基采用无砂混凝土小桩处理，主要设计参数如下。排距1200mm,行距1200mm,桩径Φ150mm,有效桩长13m、15m,注浆花管为内径Φ40mm的通长钢管,复合地基承载力180Kpa,碎石粒径5～10mm,水泥使用P.O42.5级水泥。
二、无砂混凝土小桩材料的选择与配合比设计
（一）无砂混凝土小桩材料的选择
水泥是无砂混凝土小桩中应必选的材料之一，水泥的质量应达到相关规定制定的标准及以上，可以选择普通的硅酸盐水泥进行施工；粗骨料可以选择碎石，但碎石的颗粒应整体相差不大，大小均匀，以五毫米至十毫米的颗粒大小为宜，在对灌区站院内的道路进行粗骨料的选择时，可适当增加五毫米至十毫米的颗粒使用，这部分颗粒的应用比例占总体粗骨料的百分之四十为宜，且颗粒的最大直径应低于道路铺设厚度的三分之一，碎石也可使用砾石来代替，其更具有成本上的优势。除此之外，连续级配骨料与间断级配骨料可以穿插使用，最后是粘接剂与水的添加，拌合无砂混凝土的水一般是使用自来水，其具有较为适宜的经济性。总结来说，无砂混凝土的材料包括水泥、粗骨料、粘合剂与水这四种主要材料，对材料的选择与拌合可直接影响无砂混凝土的质量，所以对无砂混凝土小桩的材料应谨慎与合理地选择。
（二）配合比设计
在设计配合比时，首先要根据工程要求选择相应的强度标号，不同的配比，抗压强度和抗拉强度也会不同，要根据工程抗压强度的要求通过实地试验选择合适的材料配比。水泥用量可以根据经验进行选择，如选择240-300kg/m3范围内的数值，以30kg/m3为一个变动范围。无砂混凝土的性能取决于原材料、水灰比以及骨灰比，原材料主要指水泥和粗骨料的选择。在用水量最佳时，水泥用量的增加可以使骨料水泥浆的稠度以及厚度增加，从而增加混凝土强度，但超过一定数值，又会使孔隙率降低，从而降低透水性，因此，要根据强度要求，选择合适的水泥用量。骨灰比是由混凝土强度决定的，强度越低，则骨灰比越大，骨灰比一般在6：1-15：1范围内。水灰比对于水泥浆对于骨料包裹的均匀性有很关键的作用，一般选择0.38-0.52这一范围内，使用新型聚羧酸高效减水剂，掺量为0.4%。
三、施工技术
（一）施工准备
（1）机械准备
自卸车或小型农用车、反铲或手推车。
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（2）人员准备
管理人员、施工技术人员、工程监理员、质检员、试验员及施工人员都要到位，保持完备的人员配比，才能确保工程质量。
（二）施工工艺
无砂混凝土小桩施工原理是用螺旋钻钻孔,使孔内淤泥随螺旋钻的叶片旋转上升,人工在地面清除钻杆带出的孔内淤泥,直至钻到设计深度成孔。然后将压浆管放入孔内,压浆的长度比孔深长20cm,然后将碎石投入到孔内,填至与地面相平为止。针对本工程根据地基情况,实地选择了螺旋钻孔成孔法。桩孔成孔后先投入少许碎石,然后下入注浆花管并边填碎石边振捣。孔口采用15#混凝土封闭,根据试桩结果选择二次注浆法,注浆间隔时间为上次注浆水泥达到初凝前进行,根据《投石压浆无砂混凝土小桩复合地基技术规程》(YJQB02-98)注浆压力不小于0.4MPa,每次注浆量控制到孔口冒浆为止。施工工艺流程如下。测放桩位→钻机就位、成孔→验孔深、孔径→移机→置入压浆管→填碎石、振导→封孔→第一次注浆→待水泥初凝→第二次注浆→下一循环。
四、实践分析及建议
试验桩施工中,混凝土封孔厚度0.5m,注浆泵出口压力达0.6～0.7MPa孔口即开始冒浆,而基础桩施工,混凝土封孔厚度0.4m,注浆泵出口压力达0.4～0.5MPa,孔口即开始冒浆。但检测结果表明巩义市子华实验学格格构式锚杆挡墙地基无砂混凝土桩施工质量满足设计要求。对于不同的封孔厚度反映出的不同出口压力,说明封孔厚度直接决定了注浆泵出口压力。另外,在施工过程中也发生、发现了一些其他问题,根据本次及以往的施工经验,对不同地基采用不同的封孔厚度和上部混凝土垫层封闭厚度提出了一个较为准确的参数,同时也提出了其他一些建议仅供大家参考。
(1)注浆质量标准应以注浆压力为主,当注浆量达到设计用量,压力未达到要求时,应增加注浆量直至压力达到设计标准。
(2)对于设计要求桩间土抗压强度大于200kPa的软土、松散砂土、杂填土等地基,当注浆设计压力大于0.6MPa时,为防止孔口、上部覆盖层冒浆造成的注浆压力不能达到设计要求,封孔厚度应大于0.5m,基础上部原状土覆盖厚度应大于1.5m。如基础上部使用填土覆盖,填土压实度应不低于85%。
(3)对于含水量较小的天然地基,如:湿陷性黄土地基,由于天然地基的硬度高穿透各孔隙间的挡土层需较大的压力,此压力一般不小于1MPa。为防止上部冒浆导致的注浆压力上不去,封孔厚度取0.8m为宜,原状土覆盖厚度应不小于2m。如基础上部使用填土封盖,填土压实度不低于90%为好。
(4)对于其他地基基础,在无确定资料的情况下,封孔厚度应大于0.4m,基础上部土层覆盖厚度应据具体情况而定,但最低不低于0.5m。
(5)不同地层、不同桩间土强度,水泥用量会有很大差别。因此,有条件时应进行试桩确定,以免造成浪费或不足。
(6)严格控制水泥浆的水灰比,否则极易造成因水灰比高导致的水泥浆下沉大,成桩质量不合格。
总结
无砂混凝土小桩在工程中的应用既加快了施工进度，又降低了施工成本。相较于其它桩基，更能很好的防止沉降，受力均匀度高，大大提高了复合地基的稳定性。同时，还具备渗透、降噪、降尘等生态功效，是一种更为实用并且具有较高效益的技术，可广泛应用于边坡挡土墙及水工建筑物施工中。
参考文献：
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论文作者:付杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/21
标签：混凝土论文; 地基论文; 骨料论文; 注浆论文; 厚度论文; 抗压强度论文; 压力论文; 《防护工程》2018年第27期论文;