馮紅超　張召冉　矯偉剛　郭義先　韓鵬飛　張　揚(yáng)

(1.北京市勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京　100038；　2.北方工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，北京　100141)

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北京地區(qū)基坑濕噴混凝土配比與強(qiáng)度關(guān)系研究

馮紅超1張召冉2矯偉剛1郭義先1韓鵬飛1張揚(yáng)1

(1.北京市勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100038；2.北方工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，北京100141)

在濕噴混凝土配比設(shè)計(jì)合格的基礎(chǔ)上，對(duì)三組配比進(jìn)行強(qiáng)度分析，得到不同配比情況下強(qiáng)度關(guān)系情況，試驗(yàn)表明:各個(gè)配比的混凝土強(qiáng)度變化有所差異，但都能夠滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，有速凝劑條件下且速凝劑摻量控制在3%～5%，水灰比為0.5，砂率為46%的配比最優(yōu)。

基坑，濕噴混凝土，配合比，速凝劑，抗壓強(qiáng)度

0　引言

隨著社會(huì)對(duì)建筑環(huán)境的要求越來越高，尤其是北京地區(qū)。濕噴混凝土工藝能較好的解決粉塵的問題，減少回彈率，使其成為下步支護(hù)作業(yè)的重要發(fā)展方向。濕噴混凝土需要合適的配比，來保證混凝土的強(qiáng)度。因此，研究不同配比下強(qiáng)度的情況，并獲得最優(yōu)配比成為關(guān)鍵。

1　濕噴配合比的設(shè)計(jì)

根據(jù)北京地區(qū)常用基坑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，按照J(rèn)GJ 55—2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程進(jìn)行濕噴混凝土配合比設(shè)計(jì)，計(jì)算水灰比為0.57。根據(jù)查文獻(xiàn)等參考資料，初步確定設(shè)計(jì)水灰比在0.4～0.6之間，為檢驗(yàn)其不同配比與強(qiáng)度的關(guān)系，特在實(shí)驗(yàn)室配比的基礎(chǔ)上，按照表1進(jìn)行配比設(shè)計(jì)。

表1　濕噴配比情況

2　不同配比下強(qiáng)度關(guān)系情況

為研究基坑邊坡的濕噴混凝土的不同配比與強(qiáng)度關(guān)系，采用

水泥為鉆牌P.O42.5的水泥，砂子采用細(xì)度模數(shù)為2.66的水洗砂，石子采用粒徑為10 mm，制作100 mm×100 mm×100 mm的標(biāo)準(zhǔn)試塊，然后分別對(duì)所澆筑試件進(jìn)行了1 d，7 d，28 d強(qiáng)度測(cè)試。

2.1水灰比和砂率不變，強(qiáng)度隨用水量變化情況

對(duì)配比進(jìn)行分析，在水灰比和砂率相同的情況下，其強(qiáng)度如表2所示。

表2　不同齡期時(shí)強(qiáng)度隨用水量的變化情況(w/c=0.5)

如圖1所示，在水灰比為0.5的情況下，混凝土整體強(qiáng)度趨勢(shì)為強(qiáng)度隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，基本呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)。1 d強(qiáng)度隨著用水量的變化其強(qiáng)度變化不大，而7 d和28 d強(qiáng)度隨著用水量的減少而強(qiáng)度增大，增大幅度分別為6.0 MPa和3.4 MPa。1 d強(qiáng)度基本維持在10.8 MPa以上；7 d強(qiáng)度基本在23 MPa以上，最小強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%以上，所以滿足相關(guān)規(guī)定及工程經(jīng)驗(yàn)的要求；28 d強(qiáng)度最小強(qiáng)度為38.7 MPa，同齡期強(qiáng)度相差不大且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求。

2.2水灰比為0.5，砂率變化時(shí)強(qiáng)度變化情況

對(duì)配比進(jìn)行分析，在水灰比和砂率相同的情況下，其強(qiáng)度如表3所示。

表3　不同齡期時(shí)強(qiáng)度隨用砂率的變化情況(w/c=0.5)

由表3，圖2可知，在水灰比為0.5的情況下，混凝土整體強(qiáng)度趨勢(shì)為強(qiáng)度隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，基本呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)，按照7 d和28 d強(qiáng)度來看，砂率越小強(qiáng)度越大，且在各自齡期內(nèi)強(qiáng)度相差不大。1 d強(qiáng)度基本維持在11 MPa以上；7 d強(qiáng)度基本在23 MPa以上，最小強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%以上，所以滿足相關(guān)規(guī)定及工程經(jīng)驗(yàn)的要求；28 d強(qiáng)度最小強(qiáng)度為38.7 MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求。在坍落度滿足要求的前提下，砂率46%其強(qiáng)度最大為41.2 MPa，整體強(qiáng)度符合要求(水灰比為0.55，砂率變化時(shí)與強(qiáng)度關(guān)系與水灰比0.5相似，在此略去)。

2.3加速凝劑后強(qiáng)度變化情況

為減少回彈率，提高工效，添加速凝劑是噴射混凝土的常用方法，采用的速凝劑為CC-10液體速凝劑，相同速凝劑摻量下，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)及強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，選取三組不同配比混凝土檢驗(yàn)其強(qiáng)度規(guī)律。不同配比如表4所示。

表4　不同配比情況

如表4所示為通過初步配比設(shè)計(jì)得出的滿足濕噴坍落度要求下的配比方案，在三組方案的基礎(chǔ)上分別對(duì)速凝劑摻量進(jìn)行控制，使其滿足強(qiáng)度要求。

從三組配比來看，如圖3所示，在摻量為3%時(shí)，混凝土試塊的強(qiáng)度變化較小，也就是說3%的速凝劑摻量對(duì)三種配比混凝土影響作用相同，結(jié)合各自配方混凝土的28 d強(qiáng)度，可以認(rèn)為當(dāng)混凝土速凝劑摻量為3%時(shí)對(duì)相同設(shè)計(jì)強(qiáng)度混凝土影響不大。

如圖4，圖5所示，當(dāng)摻量為5%和7%時(shí)，三組混凝土的1 d強(qiáng)度基本趨于一致且強(qiáng)度值相差不大，7 d強(qiáng)度相差開始拉大，28 d

強(qiáng)度時(shí)，配比3的強(qiáng)度增長(zhǎng)情況明顯滯后于配比1和配比2，顯示出配比3在速凝劑作用下，強(qiáng)度增長(zhǎng)不夠穩(wěn)定的現(xiàn)象。

3　結(jié)語(yǔ)

通過實(shí)驗(yàn)室配比試驗(yàn)，在符合濕噴混凝土噴射施工要求的坍落度下，各個(gè)配比的混凝土都能夠滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，在不同配比下展現(xiàn)出不同的強(qiáng)度關(guān)系。

同等速凝劑摻量情況下，3%的速凝劑摻量對(duì)各個(gè)配比混凝土強(qiáng)度的減弱效果基本相同，且強(qiáng)度基本相同；當(dāng)摻量加大到5%和7%時(shí)，28 d強(qiáng)度具有較大差異，配比3的后期強(qiáng)度較低，受速凝劑的影響較大，強(qiáng)度增長(zhǎng)不穩(wěn)定。

綜上所述，通過配比試驗(yàn)及強(qiáng)度試驗(yàn)，綜合考慮配比及速凝劑的影響，水灰比為0.5，砂率為52%為最優(yōu)配比，且速凝劑摻量控制在3%～5%，能夠保證濕噴混凝土施工的需要。

[1]韓斌,王賢來,文有道.不良巖體巷道的濕噴混凝土支護(hù)技術(shù)[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010(6):2381-2385.

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On relationship between proportion ratio and strength of foundation pit wet shotcreting in Beijing

Feng Hongchao1Zhang Zhaoran2Jiao Weigang1Guo Yixian1Han Pengfei1Zhang Yang1

(1.BeijingSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,Beijing100038,China;2.CollegeofCivilEngineering,NorthChinaUniversityofTechnology,Beijing100141,China)

Based on the standard proportional ratio of the wet shotcrete, the paper undertakes the strength analysis of the three proportion groups, concludes the strength laws under various proportional ratios, and proves by the test that the strength changes of the concrete differ from each other in the proportional ratios but they can meet the demands of the designed strength, and the proportional ratio is the optimal when the accelerator is controlled within 3%～5%, water-cement ratio is 0.5 and the sand coarse aggregate ratio is 46%.

foundation pit, wet shotcrete, proportional ratio, accelerator, compression strength

1009-6825(2016)23-0115-02

2016-06-08

馮紅超(1979- )，男，高級(jí)工程師；張召冉(1981- )，男，講師；矯偉剛(1983- )，男，工程師；

TU528

A

郭義先(1980- )，男，工程師；韓鵬飛(1986- )，男，工程師；張揚(yáng)(1988- )，男，工程師