鐵路項目建設混凝土澆筑施工工藝
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【摘要】混凝土施工是工程建設領域的重點控制環(huán)節(jié)，鑒于混凝土結構易出現(xiàn)溫度裂縫的情況，論文結合某海外鐵路項目，闡述了混凝土澆筑施工的要點和溫度控制措施，以此提高混凝土成形后的質(zhì)量，避免裂縫等質(zhì)量問題。
【關鍵詞】鐵路項目；混凝土澆筑；溫度控制
1工程概況
尼日利亞某鐵路項目沿線以熱帶雨林氣候為主，具有全年濕熱的特點，年均氣溫26～28℃，平均最高溫、最低溫分別為35℃、24℃，旱季、雨季差異較大。項目施工過程中，混凝土澆筑的占比較大，且施工過程對溫度較為敏感，需要通過合理的施工工藝完成澆筑作業(yè)，確保混凝土結構的質(zhì)量。
2混凝土澆筑施工要點
混凝土澆筑施工要點包括拌制、溫度控制、含水率控制、外加劑的應用以及振搗5個方面：1）混凝土的拌制。尼日利亞常年高溫，應嚴格控制用于攪拌混凝土的原材料（砂、石、水）的入倉溫度，當?shù)乜蓪崿F(xiàn)的是采用深井水直接泵入料倉，不通過水塔儲水，可以明顯降低水的溫度。2）混凝土模板（鋼模板、木模板）的溫度控制要點。混凝土澆筑前，需要對模板進行灑水處理，一方面可以降低模板溫度，另一方面能夠提高木模板的含水率，避免木模板吸收混凝土中的水分，導致混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫。3）雨季施工時，需要對原材料的含水率進行控制。因尼日利亞雨季降雨量較大且頻繁，混凝土施工前要檢測砂、石等原材料的含水率，并適當調(diào)整配合比，以保證混凝土的施工質(zhì)量。4）外加劑在大體積混凝土中的作用。緩凝劑的應用可以推遲混凝土水化熱峰值出現(xiàn)的時間；減水劑的應用可減少水泥用量，從而減少水化熱；微膨脹劑的應用能夠補償混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。5）混凝土的振搗。分層澆筑混凝土，同時用50型插入式振搗棒處理，以減小混凝土的孔隙，提高其密實度。以振搗棒的作業(yè)半徑為參照基準，單次移動距離不得超過該值的1.5倍，同時與側模的距離應至少達到5～10cm，以免因操作不當而碰觸側模并使其發(fā)生偏位。相鄰層需穩(wěn)定結合，因此，本層振搗作業(yè)時設備應適當插入下層約5～10cm。振搗作業(yè)過程應遵循快插慢拔的原則，待混凝土不再下沉、無氣泡冒出且表面泛漿后，即可結束該點的振搗作業(yè)[1]。
3混凝土澆筑施工期間的溫度控制
大體積混凝土施工作業(yè)時，在現(xiàn)場環(huán)境溫度較高的情況下，易在水泥水化熱的作用下加大混凝土的內(nèi)外部溫差，從而形成裂縫。對此，需要通過多重措施緩解水泥的水化熱現(xiàn)象。1）配合比的優(yōu)化設計。嚴格控制各類材料的質(zhì)量和用量，取用5～40mm的連續(xù)級配碎石，且同時要求含泥量＜0.5%、針片狀含量＜10%，將該材料作為粗骨料而使用；取含泥量＜1.5%的中粗砂作為細骨料使用。嚴格控制含泥量指標至關重要，若高于合理范圍，會加大混凝土的收縮概率，成形后的混凝土結構缺乏足夠的抗拉強度。對此，一方面需要與優(yōu)質(zhì)的供應商合作，從源頭上保證質(zhì)量；另一方面則要加強檢測，在滿足要求后方可進場使用，否則要采取水洗等處理措施。水化熱現(xiàn)象的出現(xiàn)與水泥用量偏多有關，通過摻入粉煤灰的方式可減少水泥的用量，原因在于其發(fā)熱速率較慢，從而緩解水化熱。事實上，粉煤灰的應用效果具有多樣性，其擁有球形外表，可以有效解決混凝土可泵性不足的問題，同時在降低熱膨脹系數(shù)、提高抗泌水性等方面均有較好的應用效果，因此，可以在許可范圍內(nèi)適當增加粉煤灰，為混凝土澆筑施工的溫度控制提供幫助[2]。2）嚴格控制各層厚度。澆筑施工期間，應適當減小單層厚度，以提高內(nèi)部混凝土的散熱效率，通常以1.5m的單層厚度較為合適。3）采取防護措施。在高溫環(huán)境的影響下，砂石料的溫度隨之提高，因此，需要搭建遮陽棚，避免其出現(xiàn)大幅度升溫的情況，且在使用前需檢測其溫度情況，不達標則禁止投入使用。4）通水冷卻。取無縫鋼管并鋪設到位，組織試驗以便分析其使用情況，例如，是否存在泄漏、堵塞等問題。待混凝土達到終凝狀態(tài)后，可通水冷卻，通過此舉降低混凝土的溫度。為及時掌握溫度數(shù)據(jù)，需埋設傳感器，利用該裝置采集混凝土的內(nèi)部溫度，以此為依據(jù)合理調(diào)整水溫，確保內(nèi)外部溫度始終控制在20℃以內(nèi)。5）加強養(yǎng)護。不宜在高溫時段組織混凝土澆筑作業(yè)，應盡量選擇午后開始大體積混凝土澆筑，澆筑后覆蓋土工布養(yǎng)護，從而削弱環(huán)境溫度對混凝土施工質(zhì)量帶來的不良影響。
4混凝土的表面處理
4.1表觀質(zhì)量控制
在混凝土尚未初凝時抹壓和敷設塑料膜，待其快要達到終凝狀態(tài)時（提前1～2h），撕開覆蓋膜并二次抹壓，隨后再次覆蓋，以確?；炷恋谋碛^質(zhì)量。此外，混凝土表面的水泥漿較厚，因此，在完成澆筑作業(yè)后須拍打振實，再用鋁合金直尺刮平，目的在于清理聚集在表層的泌水，待混凝土達到終凝狀態(tài)后用木楔進一步打實。泵送混凝土存在流動性較大的特點，處理后的泌水將順坡腳流淌至坑底，為避免積水現(xiàn)象，須提前開挖排水溝，以便泌水可經(jīng)由該處聚集在集水坑內(nèi)，再由抽水泵抽出，實現(xiàn)外排。
4.2施工縫的設置
底板與外墻板連接處的地梁上部、地下2層頂板與外墻連接區(qū)域的上部以及地下1層頂板與外墻連接的下部，要求此類區(qū)域均留1道水平施工縫，除此之外的其他區(qū)域不允許留置施工縫。在組織混凝土的二次澆筑時，應提前清理縫內(nèi)的雜物，先鋪一層水泥砂漿，在此基礎上正式澆筑混凝土?？衫描F絲網(wǎng)隔斷墻、梁、板施工縫。剪力墻垂直縫留置區(qū)域應在門窗洞口的中部。在與上一施工段連接的過程中，若因特殊情況而停電或存在機械故障等突發(fā)性現(xiàn)象，將導致正常施工進度受阻，隨之中斷施工，若中途間隔時間較長，應考慮作施工縫處理，此后檢查混凝土的強度，當該值達到1.2N/mm2后方可恢復澆筑作業(yè)。雜物的存在將影響混凝土的澆筑施工質(zhì)量，因此，在施工前，需要清理各類垃圾以及松動的砂石等，并采取鑿毛處理措施，用水沖洗干凈，使待施工區(qū)域保持濕潤狀態(tài)。在水平施工縫上方鋪設混凝土時，該部分材料不可采取吊斗灌入的方式，更為適宜的是用鐵鍬入模。正式澆灌過程中不宜在施工縫處下料，應從遠處開始振搗逐步向近處推進。
5溫度的檢測與控制
5.1測溫點的布置
測溫所得數(shù)據(jù)應具有代表性和準確性，為滿足此要求，測溫點宜布設在混凝土塊的中間位置。取用準48mm鋼管，底部滿焊鋼板，以承臺ZT5-45的測溫點為例，具體布置情況如圖1所示。測溫裝置選用的是玻璃溫度計，通過系線的方式將裝置放于管底，經(jīng)3min或更久后取出，采集溫度數(shù)據(jù)并記錄。分階段控制測溫間隔時間，混凝土澆筑后的1～3d每2h組織一次，4～7d每4h組織一次，后續(xù)將間隔時間延長至8h。為快速完成測溫作業(yè)，將測溫點編號并準確標注在平面圖的對應位置處，再以此為依據(jù)在施工現(xiàn)場掛編號標志，實現(xiàn)一一對應。經(jīng)采集后確定測溫數(shù)據(jù)、繪制溫度曲線圖，判斷混凝土溫度的變化情況?；炷恋慕禍厮俣炔灰顺^1.5℃/d，表面與大氣的溫差不宜超過20℃，滿足此類要求后撤除保溫層。
5.2溫控措施
以所得的測溫結果為參考，展開混凝土的溫度分析與控制工作，對于內(nèi)外部溫差超25℃且表面與環(huán)境的溫差較小時，需要在設計值的基礎上增加砂層的厚度，目的在于避免結構裂縫。若內(nèi)外溫差小，但混凝土表面與環(huán)境的溫度相差較大（超過25℃）時，則采取反向操作，即減小砂層的厚度，若未采取此項措施易形成表面裂縫。在混凝土降溫期間密切關注內(nèi)外部的溫差情況，若其存在先減小后逐步趨于穩(wěn)定的特點，則需撤除砂層，目的在于提高混凝土的降溫速度，使其恢復至常溫狀態(tài)，確保混凝土的成行質(zhì)量[3]。
6結語
工程實踐表明，混凝土施工期間的各項溫度指標均得到了有效控制，可滿足施工要求。對于后續(xù)類似的工程項目，依然需要從多角度切入，做好混凝土澆筑施工作業(yè)，例如，加強對原材料質(zhì)量的檢驗以及對用量的調(diào)整、控制分層澆筑厚度、調(diào)整振搗的作業(yè)深度及覆蓋范圍、加強養(yǎng)護等，并采取溫度控制措施，減小溫度的干擾，切實提高混凝土澆筑施工的質(zhì)量，為鐵路項目其他工作的開展創(chuàng)設堅實的基礎。
【參考文獻】
【1】劉平.鐵路工程混凝土施工質(zhì)量檢驗研究[J].工程建設與設計,2019(16):150-151.
【2】查國鵬,李海洋,王佐才,等.承臺大體積混凝土水化熱分析及溫控措施[J].安徽建筑大學學報,2018,26(1):28-34.
【3】魏煒.特大橋高塔承臺大體積混凝土施工冷卻管降溫與應用[J].黑龍江交通科技,2020(6):155-156.
作者：杜振振 單位：中國土木工程集團有限公司
