北京地區基坑濕噴混凝土配比與強度關系研究

馮紅超　張召冉　矯偉剛　郭義先　韓鵬飛　張　揚

(1.北京市勘察設計研究院有限公司，北京　100038；　2.北方工業大學土木工程學院，北京　100141)

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北京地區基坑濕噴混凝土配比與強度關系研究

馮紅超1張召冉2矯偉剛1郭義先1韓鵬飛1張揚1

(1.北京市勘察設計研究院有限公司，北京100038；2.北方工業大學土木工程學院，北京100141)

在濕噴混凝土配比設計合格的基礎上，對三組配比進行強度分析，得到不同配比情況下強度關系情況，試驗表明:各個配比的混凝土強度變化有所差異，但都能夠滿足設計強度的要求，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。

基坑，濕噴混凝土，配合比，速凝劑，抗壓強度

0　引言

隨著社會對建筑環境的要求越來越高，尤其是北京地區。濕噴混凝土工藝能較好的解決粉塵的問題，減少回彈率，使其成為下步支護作業的重要發展方向。濕噴混凝土需要合適的配比，來保證混凝土的強度。因此，研究不同配比下強度的情況，并獲得最優配比成為關鍵。

1　濕噴配合比的設計

根據北京地區常用基坑邊坡支護設計強度為C20進行配比設計，按照JGJ 55—2011普通混凝土配合比設計規程進行濕噴混凝土配合比設計，計算水灰比為0.57。根據查文獻等參考資料，初步確定設計水灰比在0.4～0.6之間，為檢驗其不同配比與強度的關系，特在實驗室配比的基礎上，按照表1進行配比設計。

表1　濕噴配比情況

2　不同配比下強度關系情況

為研究基坑邊坡的濕噴混凝土的不同配比與強度關系，采用

水泥為鉆牌P.O42.5的水泥，砂子采用細度模數為2.66的水洗砂，石子采用粒徑為10 mm，制作100 mm×100 mm×100 mm的標準試塊，然后分別對所澆筑試件進行了1 d，7 d，28 d強度測試。

2.1水灰比和砂率不變，強度隨用水量變化情況

對配比進行分析，在水灰比和砂率相同的情況下，其強度如表2所示。

表2　不同齡期時強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，混凝土整體強度趨勢為強度隨著時間的增長而增大，基本呈現線性增長。1 d強度隨著用水量的變化其強度變化不大，而7 d和28 d強度隨著用水量的減少而強度增大，增大幅度分別為6.0 MPa和3.4 MPa。1 d強度基本維持在10.8 MPa以上；7 d強度基本在23 MPa以上，最小強度為設計強度的100%以上，所以滿足相關規定及工程經驗的要求；28 d強度最小強度為38.7 MPa，同齡期強度相差不大且達到設計強度的要求。

2.2水灰比為0.5，砂率變化時強度變化情況

對配比進行分析，在水灰比和砂率相同的情況下，其強度如表3所示。

表3　不同齡期時強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，混凝土整體強度趨勢為強度隨著時間的增長而增大，基本呈現線性增長，按照7 d和28 d強度來看，砂率越小強度越大，且在各自齡期內強度相差不大。1 d強度基本維持在11 MPa以上；7 d強度基本在23 MPa以上，最小強度為設計強度的100%以上，所以滿足相關規定及工程經驗的要求；28 d強度最小強度為38.7 MPa，達到設計強度的要求。在坍落度滿足要求的前提下，砂率46%其強度最大為41.2 MPa，整體強度符合要求(水灰比為0.55，砂率變化時與強度關系與水灰比0.5相似，在此略去)。

2.3加速凝劑后強度變化情況

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，結合實驗室實驗及強度實驗，選取三組不同配比混凝土檢驗其強度規律。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計得出的滿足濕噴坍落度要求下的配比方案，在三組方案的基礎上分別對速凝劑摻量進行控制，使其滿足強度要求。

從三組配比來看，如圖3所示，在摻量為3%時，混凝土試塊的強度變化較小，也就是說3%的速凝劑摻量對三種配比混凝土影響作用相同，結合各自配方混凝土的28 d強度，可以認為當混凝土速凝劑摻量為3%時對相同設計強度混凝土影響不大。

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

強度時，配比3的強度增長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，強度增長不夠穩定的現象。

3　結語

通過實驗室配比試驗，在符合濕噴混凝土噴射施工要求的坍落度下，各個配比的混凝土都能夠滿足設計強度的要求，在不同配比下展現出不同的強度關系。

同等速凝劑摻量情況下，3%的速凝劑摻量對各個配比混凝土強度的減弱效果基本相同，且強度基本相同；當摻量加大到5%和7%時，28 d強度具有較大差異，配比3的后期強度較低，受速凝劑的影響較大，強度增長不穩定。

綜上所述，通過配比試驗及強度試驗，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。

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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(1988- )，男，工程師