淺談無砟軌道自密實(shí)混凝土質(zhì)量通病及防治措施-shangchuan

淺談無砟軌道自密實(shí)混凝土質(zhì)量通病及防治措施1、 工程概述現(xiàn)階段國內(nèi)的高速鐵路正線一般采用CRTSm型板式無砟軌道，新建贛州至深圳鐵路GSSG-3標(biāo)，正線設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h，軌道工程80.9單線公里。設(shè)計(jì)采用CRTSm型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式。CRTSIII型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)及自密實(shí)混凝土施工工藝2.1CRTSI型板式無砟軌道結(jié)構(gòu)形式1、 無砟軌道結(jié)構(gòu)形式CRTSm型板式無砟軌道由鋼軌、扣件、預(yù)制軌道板、自密實(shí)混凝土、限位凹槽、中間隔離層（土工布）和鋼筋混凝土底座等部分組成。路基、橋梁（隧道）地段無砟軌道結(jié)構(gòu)高度分別按838mm、738mm設(shè)計(jì)。底座采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，路基地段底座混凝土強(qiáng)度等級為C35,底座寬度為3100mm，底座板厚度為300mm，橋梁地段底座混凝土強(qiáng)度等級為C40，底座寬度為2900mm，底座板厚度為200mm。橋梁地段底座通過預(yù)埋的L型鋼筋與梁面連接。底座伸縮縫寬度為20mm，伸縮縫均采用有機(jī)硅銅密封，橋梁段橫斷面結(jié)構(gòu)如圖2-1。2、 自密實(shí)混凝土軌道板下鋪設(shè)自密實(shí)混凝土，強(qiáng)度等級為C40,設(shè)計(jì)厚度為90mm，長度和寬度與軌道板對齊，采用單層鋼筋焊網(wǎng)，直徑為?12。自密實(shí)混凝土與混凝土底座采用限位凹槽的方式進(jìn)行限位和縱橫向力的傳遞，每塊軌道板下設(shè)置兩個(gè)限位凹槽，凹槽尺寸為 700mmX1022mm，限位凹槽處加設(shè)配筋，限位凹槽周圍（側(cè)面）設(shè)置彈性墊層。在自密實(shí)混凝土和底座之間設(shè)置中間隔離層（土工布）。自密實(shí)混凝土通過軌道板預(yù)留灌注孔進(jìn)行灌注。自密實(shí)混凝土中設(shè)置2根?14的HRB400螺紋鋼筋通過絕緣卡固定在軌道板門型鋼筋內(nèi)側(cè)。凹槽鋼筋和自密實(shí)混凝土鋼筋網(wǎng)片通過綁扎形成整體。圖2-1橋梁段橫斷面結(jié)構(gòu)圖2.2自密實(shí)混凝土施工工藝GRTsrn型板式無砟軌道總體施工工藝為：施工準(zhǔn)備-沉降評估及cpm建網(wǎng)-橋面鑿毛及剪力筋安裝-安放底座鋼筋網(wǎng)-支立底座模板-澆筑底座混凝土及限位凹槽-伸縮縫填縫-隔離層與彈性墊層施工-軌道板吊裝-自密實(shí)混凝土結(jié)構(gòu)層配筋安裝-軌道板鋪設(shè)與精調(diào)-軌道板固定及模板安裝-自密實(shí)混凝土結(jié)構(gòu)層灌注-拆除模板。其中在自密實(shí)施工前需要根據(jù)《高速鐵路CRTSm型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》進(jìn)行初步配合比確定，并通過揭板試驗(yàn)確定最終配合比，揭板試驗(yàn)需要在采用選定的原材料和混凝土攪拌站拌制自密實(shí)混凝土，通過新拌自密實(shí)混凝土的技術(shù)指標(biāo)測量，和試驗(yàn)灌注2塊軌道板自密實(shí)混凝土，通過揭板的形式驗(yàn)證自密實(shí)混凝土充盈度、厚度、斷面狀態(tài)等指標(biāo)，并進(jìn)行配合比和拌制工藝參數(shù)調(diào)整，使其滿足規(guī)范要求，最終確定施工標(biāo)準(zhǔn)配合比進(jìn)行線上自密實(shí)混凝土施工，自密實(shí)混凝土施工工藝流程如圖2-3。圖2-3自密實(shí)混凝土施工工藝流程圖三、自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量要求3.1自密實(shí)混凝土施工相關(guān)質(zhì)量要求CRTSm型板式無砟軌道自密實(shí)混凝土要求結(jié)合無砟軌道結(jié)構(gòu)體系及工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)，確定自密實(shí)混凝土施工相關(guān)條件參數(shù)，結(jié)構(gòu)特性符合C40高性能混凝土的相關(guān)要求，具有微膨脹性能且滿足低收縮、無收縮混凝土的相關(guān)性能，施工特性需保證混凝土坍落擴(kuò)展度小于等于680mm，具有足夠的粘聚性能，施工過程不出現(xiàn)離析、泌水等現(xiàn)象，其流動性滿足施工工藝的要求，其他性能符合鐵路工程高性能混凝土的相關(guān)要求?！陡咚勹F路軌道工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中要求，自密實(shí)混凝土厚度允許偏差為-10mm至+20mm，且厚度不應(yīng)小于80mm,自密實(shí)混凝土灌注完成后軌道板位置允許偏差2mm。規(guī)范中要求施工單位每灌注2000塊或?qū)嘧①|(zhì)量有疑問時(shí)，需揭板抽取不少于1塊進(jìn)行檢查。在很多項(xiàng)目施工中因自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量控制不到位造成后期返工，花費(fèi)巨大成本。自密實(shí)混凝土灌注質(zhì)量技術(shù)要求及檢測方法如表3-1：項(xiàng)目技術(shù)要求檢測方法厚度符合設(shè)計(jì)要求鋼尺檢測充盈度自密實(shí)混凝土與軌道底面和底座表面接觸良好，充盈飽 滿目測或錘擊法檢測表面狀態(tài)表面無松軟發(fā)泡層目測或錘擊法檢測表面密實(shí)、平整、無露石、漏筋、以及蜂窩等現(xiàn)象。目測或切開斷面目測檢測表面無面積大于50cm2以上的氣泡，面積6cm2及以上的氣泡的面積之和不宜超過板面積的 2%鋼尺或百格網(wǎng)板量測表面無可見裂紋目測或放大鏡觀察表面無明顯的水紋目測檢測表面無泌水現(xiàn)象斷面狀態(tài)切開斷面上骨料分布均勻，無骨料堆積、漿骨分離、上下貫通氣孔、蜂窩等現(xiàn)象沿長度方向切開2個(gè)斷面目測和沿寬度方向切開1個(gè)斷面目測檢測側(cè)面狀態(tài)側(cè)面不應(yīng)有空洞、麻面目測法檢測側(cè)面應(yīng)平整、凸出或凹進(jìn)軌道板邊緣的混凝土厚度不應(yīng)超出10mm鋼尺或角尺檢測表3-1：自密實(shí)混凝土灌注質(zhì)量技術(shù)要求及檢測方法四、自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量通病及防治措施通過對無砟軌道自密實(shí)施工工藝、質(zhì)量要求和現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)交流，自密實(shí)混凝施工中易產(chǎn)生的質(zhì)量通病和預(yù)防、防治措施如下：4.1充盈度不足原因分析充盈度是否滿足要求是決定自密實(shí)混凝土灌注成功與否的最直觀的判別依據(jù)，也是判斷自密實(shí)填充層質(zhì)量合格與否的關(guān)鍵性指標(biāo)之一，通常在自密實(shí)高性能混凝土灌注時(shí)通過無砟軌道板的兩個(gè)觀測孔和四角的排氣孔，就可以直接判斷填充層充盈度合適程度。施工灌注中出現(xiàn)充盈度不足，主要原因有以下幾條：自密實(shí)高性能混凝土入模擴(kuò)展度過小相關(guān)性能參數(shù)不滿足指標(biāo)要求入模擴(kuò)展度是混凝土的流動性的重要指標(biāo)，技術(shù)要求的參考值為擴(kuò)展度W680mm，實(shí)際可在680mm附近根據(jù)氣溫進(jìn)行調(diào)節(jié)。灌注時(shí)氣溫差別大，如果不能隨氣溫進(jìn)行擴(kuò)展度的調(diào)節(jié)，如自密實(shí)混凝土的擴(kuò)展度過小，混凝土就會顯得干稠，其T500的時(shí)間長，在同樣的灌注壓力下，自密實(shí)混凝土的流動速度慢，相應(yīng)的灌注時(shí)間就會變長，一般一塊板的正常灌注時(shí)間為8-12min，當(dāng)灌注超過15min還未達(dá)到軌道板的死角時(shí)，灌注充盈度不足的幾率將呈直線上升。自密實(shí)混凝土灌注前需要對下表中的參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，指標(biāo)合格后方可進(jìn)行下道工序。套數(shù)?指和：旭落擴(kuò)展度/mmW680擴(kuò)展，間T500A3~7J環(huán)障礙■高是/inm<18泌天率『％<iL型儀充填比m0.9ft氣量泠，3?6豎同膨!1長率/%0?1環(huán)境溫度過高夏天環(huán)境溫度高，梁面上的溫度更高，填充層的溫度由于空氣不流通等原因，內(nèi)腔的氣溫將高出氣溫許多，一般會比環(huán)境氣溫高出12攝氏度左右。當(dāng)自密實(shí)混凝土進(jìn)入高溫的填充層時(shí)，混凝土內(nèi)的水分急劇蒸發(fā)，流動性不斷喪失，混凝土易在短時(shí)間內(nèi)干硬，即使超過正常擴(kuò)展度上限的自密實(shí)混凝土也很難到達(dá)邊角，極易造成充盈度嚴(yán)重不足，導(dǎo)致灌注失敗。防治措施（1） 合理選擇適當(dāng)?shù)娜肽U(kuò)展度適當(dāng)?shù)娜肽U(kuò)展度是指與當(dāng)時(shí)氣溫相匹配的既灌注順利又能確保質(zhì)量的最佳擴(kuò)展度，氣溫低自密實(shí)混凝土灌注所要求的擴(kuò)展度也小，反之也大。一般來說如小于適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展度則被認(rèn)為人模擴(kuò)展度過小，正常情況按照規(guī)范，以擴(kuò)展度不小于650mm為基準(zhǔn)，氣溫增高則增大，盡量避免灌注時(shí)擴(kuò)展度過小造成充盈度不足。擴(kuò)展度過低，灌注時(shí)間過長，說明混凝土拌合物性能較差，一般對混凝土擴(kuò)展度影響較大的主要為砂子穩(wěn)定性，拌和站生產(chǎn)前需要對料斗內(nèi)骨料進(jìn)行含水率測定，含水率相差2%及以上時(shí)應(yīng)將料斗內(nèi)的骨料清除，將料倉內(nèi)的骨料用裝載機(jī)稍加拌和混勻，測定含水率后，重新上料。為確保自密實(shí)混凝土質(zhì)量，一般需要對自密實(shí)混凝土所用砂子進(jìn)行提前不低于90%儲備材料。（2） 避開高溫時(shí)段灌注施工夏季最不適宜無砟軌道自密實(shí)混凝土灌注施工，如必須安排在夏季進(jìn)行無砟軌道自密實(shí)高性能混凝土灌注，則應(yīng)避開每日高溫時(shí)段，盡量安排在晚間施工，并切實(shí)做好自密實(shí)高性能混凝土的保坍工作，防止坍損過快，影響正常灌注。其余季節(jié)，氣溫異常偏高時(shí)，也應(yīng)謹(jǐn)慎避開高溫時(shí)段，以防造成灌注時(shí)自密實(shí)層充盈度不足。4.2浮漿層1、 浮漿層形成原因分析浮漿層也指發(fā)泡層，是指具有一定厚度的松軟層，位于自密實(shí)混凝土層表層，與無砟軌道板相接，影響兩者的連接力，主要表現(xiàn)形式為已灌注完的自密實(shí)層表層與無砟軌道板底板出現(xiàn)離縫，是質(zhì)量驗(yàn)收中不合格主要指標(biāo)之一。自密實(shí)層產(chǎn)生浮漿層原因主要是自密實(shí)混凝土的離析，內(nèi)部均勻性失調(diào)，碎石與漿體分離，碎石下沉，漿體上浮所致。2、 防治措施自密實(shí)層表面出現(xiàn)浮漿層主要防治措施就是控制自密實(shí)混凝土的離析，在施工中避免離析的方法與其他高性能混凝土基本相同，主要措施有：（1）適當(dāng)摻入改性劑改降劑是一種具有復(fù)合功能的外加劑，具有增稠劑、流平劑、黏度改性劑、密實(shí)劑等綜合功能，所起作用主要是防止自密實(shí)混凝土泌水，確?；炷羶?nèi)部質(zhì)地均勻，增強(qiáng)黏聚性，使得自密實(shí)高性能混凝土在較大擴(kuò)展度狀態(tài)下（小于等于680mm）盡可能減少離析分層以及氣泡過度外冒。（2）改善減水劑性能如自密實(shí)混凝土的黏性較差，很容易導(dǎo)致氣泡富集，漿體上浮，導(dǎo)致自密實(shí)層表層出現(xiàn)浮漿層。遇到混凝土黏性差的情況，T500要求3s-7s，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整聚羧酸高性能減水劑性能，增加保黏成分，調(diào)整自密實(shí)混凝土的黏性，如聚羧酸高性能減水劑減水率偏低，則應(yīng)提高減水率或適當(dāng)增加摻量，降低每方自密實(shí)混凝土的單位用水量，使自密實(shí)高性能混凝土的黏性增強(qiáng)，這有利于控制自密實(shí)層表面浮漿層的出現(xiàn)。如在較低冬季施工，特別應(yīng)注意隨著溫度的降低，聚羧酸高性能減水劑的保坍成分應(yīng)不斷降低，否則極易導(dǎo)致自密實(shí)高性能混凝土出現(xiàn)擴(kuò)展度返大現(xiàn)象，一旦返大，就可能出現(xiàn)離析，導(dǎo)致灌注后自密實(shí)層表層與無砟軌道板底部出現(xiàn)離縫。4.3厚度超差1、厚度超差原因分析由于高速鐵路需要保持軌道的高度平順，任何經(jīng)過自密實(shí)層灌注后，超出規(guī)定標(biāo)高范圍的軌道板，基本為浮板導(dǎo)致，通常無砟軌道板浮板的形式根據(jù)嚴(yán)重程度主要分為局部邊角上浮和整體上浮，一旦上浮高度超過容許高度均需返工處理。灌注浮板也是造成灌注失敗的主要原因之一。通常在灌注過程中造成浮板的原因主要有：（1） 軌道板壓緊裝置偏少或壓緊效果不理想通常一塊軌道板兩外側(cè)應(yīng)至少有足夠的壓緊裝置，確保在一定壓力下，不至于浮板，如數(shù)量偏少或壓緊效果不理想均有可能造成灌注時(shí)軌道板上浮。（2） 灌注速度過快一塊板的灌注時(shí)間一般在8-12min之間較為合理，如僅用5-7min灌完，則灌注過快，極易引起灌注的自密實(shí)混凝土對無砟軌道板底的瞬間沖力過大，造成軌道板局部或整體上浮的幾率增大。（3） 自密實(shí)高性能混凝土擴(kuò)展度過小自密實(shí)高性能混凝土擴(kuò)展度過小，即小于合理灌注擴(kuò)展度下限，則灌注時(shí)自密實(shí)混凝土流動不暢，易產(chǎn)生局部壓力，造成浮板。施工中出現(xiàn)擴(kuò)展度過小的原因很多，有的是本身混凝土出拌合站時(shí)就偏小，也有的是自密實(shí)混凝土在運(yùn)輸途中或等待灌注時(shí)間過長造成的擴(kuò)展度過小。（4）灌注時(shí)相對氣溫偏高一般來說在氣溫適宜季節(jié)灌注自密實(shí)高性能混凝土，浮板出現(xiàn)的時(shí)間以中午時(shí)間段為多，晚間相對較少，這主要是一天的中午時(shí)段氣溫相對較高，影響了自密實(shí)混凝土的各種性能，造成浮板幾率增大。2、防治措施（1） 適當(dāng)增加壓緊裝置或改變壓緊方法以無砟軌道板在正常灌注條件下不出現(xiàn)浮板為原則，在施工灌注時(shí)注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，如無特殊條件的浮板次數(shù)增多，則應(yīng)對壓緊裝置的數(shù)量或壓緊效果進(jìn)行檢查。（2） 嚴(yán)格控制灌注下料速度灌注時(shí)避免灌注開關(guān)操作不當(dāng)，造成自密實(shí)混凝土下料灌注速度過快。另外自密實(shí)混凝土擴(kuò)展度偏大也可造成灌注過快，這些現(xiàn)場操作人員應(yīng)予以控制。（3） 防止自密實(shí)高性能混凝土擴(kuò)展度過小在正式進(jìn)行灌注之前應(yīng)對自密實(shí)高性能混凝土進(jìn)行檢測，如擴(kuò)展度過小，則應(yīng)使用聚羧酸高性能減水劑進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)整，使之處于合理范圍后再行灌注。在自密實(shí)混凝土施工過程中，還需要做好自密實(shí)混凝土拌制過程的控制，確保自密實(shí)混凝土用原材料的料源應(yīng)相對固定、不同批次原材料的品質(zhì)應(yīng)基本一致，施工過程中應(yīng)加強(qiáng)試驗(yàn)檢驗(yàn)對原材料的均質(zhì)性嚴(yán)格控制，尤其是骨料的含泥量對混凝土的影響較大。自密實(shí)混凝土施工用砂應(yīng)進(jìn)行90%儲備，以保證混凝土的穩(wěn)定性，確保拌制的混凝土各項(xiàng)指標(biāo)合格，以