高速鐵路低塑性混凝土支承層伸縮假縫裂紋處理分析

【摘 要】 本文針對石武客專河南段路基工程，對路基低塑性混凝土支承層伸縮假縫處裂紋處理進(jìn)行了分析，分別介紹了工程概況、路基支承層施工分析、調(diào)查裂紋情況、裂紋產(chǎn)生原因及裂紋預(yù)防措施，最后分析施工注意事項(xiàng)，為客運(yùn)專線施工提供一定參考.

【關(guān)鍵詞】 石武客專 路基支承層 裂紋

1 工程概況

石武客專河南段DK957+983.81--DK959+906.27段路基全長1922.46m，前接白河特大橋鄭州臺，后接明港跨京廣特大橋石家莊臺，該段路基通過的地貌單元為高階地，地勢極較平坦，呈舒緩波狀，略有起伏，最大高差14m，多為農(nóng)田、村舍、水塘散布，道路縱橫，交通便利。

該段路基工程地基采用CFG樁進(jìn)行地基加固處理，路基基床和基床以下采用A、B組填料填筑，基床表層0.4m采用級配碎石填筑.該段路基支承層均采用低塑性水泥混凝土立模現(xiàn)場澆筑，支承層上寬2950mm，支承層下寬3250mm，厚度300mm；軌道板寬2550mm，長度6450mm；支承層頂面軌道板寬度范圍內(nèi)按照曲線超高設(shè)置坡度且進(jìn)行拉毛處理，軌道板外兩側(cè)200mm范圍設(shè)置4%的排水坡并及時進(jìn)行抹面；支承層外露面采用乳化瀝青進(jìn)行表面處理；混凝土支承層連續(xù)鋪筑，每5m設(shè)置一道深105mm橫向假縫作為后期預(yù)裂縫。

2 砟軌道支承層施工分析

2.1 施工前準(zhǔn)備

通過室內(nèi)試驗(yàn)確定配合比；配備支承層材料攪拌和運(yùn)輸設(shè)備，完善施工組織設(shè)計(jì)，做好預(yù)防措施；立模澆筑施工時模板位置應(yīng)準(zhǔn)確固定；配備足夠數(shù)量用于支承層養(yǎng)護(hù)需要覆蓋物；正式施工前進(jìn)行設(shè)備和材料工藝性試驗(yàn).

2.2 配合比

低塑性水泥混凝土配合比選定時，應(yīng)采用較少膠凝材料用量和水用量。盡量少用或不用減水劑。低塑性水泥混凝土試驗(yàn)時宜采用增實(shí)因素法測定其稠度。

2.3 攪拌

采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌.攪拌前嚴(yán)格測定骨料含水率，調(diào)整施工配合比.含水率每班抽測2次，雨天應(yīng)隨時抽測，按測定結(jié)果及時調(diào)整施工配合比；原材料計(jì)量精度：水泥、粉煤灰、減水劑和水為±1%，骨料為±2%；攪拌過程中不得使用表面沾染塵土和曝曬過熱骨料；可采用一次投料方式生產(chǎn)，攪拌時間根據(jù)設(shè)備功率確定，拌和物應(yīng)均勻，色澤一致；攪拌完成后及時觀測拌和物有無結(jié)團(tuán)、塑性坍塌等不良現(xiàn)象.

2.4 運(yùn)輸

拌和物采用自卸卡車運(yùn)輸.使用前后將自卸卡車清掃干凈；自卸卡車運(yùn)輸時對拌和物進(jìn)行有效覆蓋，避免拌和物失水過多或遇雨雪天氣引起含水率過大變化；自卸卡車在攪拌地點(diǎn)裝載拌和物時分次攪拌的拌和物應(yīng)卸落于卡車車斗不同部位，避免在同一部位連續(xù)卸落而堆積離析；自卸卡車進(jìn)入施工現(xiàn)場時采取措施清除粘附在輪胎上泥土等污染物；自卸卡車慢速行車卸料，避免集中卸料造成堆積離析.

2.5 攤鋪與澆筑

采用人工或機(jī)械設(shè)備攤鋪混凝土拌和料，布料后應(yīng)盡快采用機(jī)械振搗密實(shí)。振搗時間應(yīng)根據(jù)設(shè)備功率試驗(yàn)確定，以混凝土表層出現(xiàn)液化狀態(tài)為宜，不得過振，避免漏振。當(dāng)澆筑停頓時間超過混凝土初凝時間時應(yīng)中斷澆筑。再次澆筑時應(yīng)將施工縫處的松散骨料剔除，并用水將接觸面潤濕。混凝土初凝前對道床板或軌道板范圍的支承層表面進(jìn)行縱向拉毛處理。制定嚴(yán)格的施工工藝確保支承層頂面的高程及平整度滿足設(shè)計(jì)要求。

2.6 養(yǎng)護(hù)

澆筑完成支承層應(yīng)及時進(jìn)行濕潤養(yǎng)護(hù)，澆筑一段、養(yǎng)護(hù)一段；支承層養(yǎng)護(hù)可采用覆蓋潮濕粗麻布、無紡布等方式進(jìn)行，也可采用塑料布進(jìn)行封閉保濕；支承層濕潤養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)持續(xù)不少于7d；澆筑完成支承層在7d內(nèi)不得受凍，當(dāng)氣溫低于0℃時采取保溫措施。

3 無砟軌道支承層裂紋統(tǒng)計(jì)情況

監(jiān)測發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)到期支承層于少數(shù)假縫處出現(xiàn)貫通裂紋，具體樁號如下

DK958+970.3、DK958+960.3、DK958+955.3、DK958+940.3、DK958+930.3、DK958+920.3、DK958+895.3、DK959+270.3、DK959+265.3、DK959+250.3、DK959+245.3、DK959+710.3出現(xiàn)上下貫通裂紋.在裂紋表面貼石膏餅進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)裂紋并未繼續(xù)發(fā)展，裂紋基本穩(wěn)定，寬度為0.2-1.0mm左右。

4 裂縫產(chǎn)生原因分析

在發(fā)現(xiàn)支承層伸縮假縫處貫通裂紋后對裂紋產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，分析原因主要有：支承層為路基上連續(xù)素混凝土結(jié)構(gòu)無法承載混凝土收縮拉應(yīng)力，施工過程澆筑段落較長，每次澆筑長度均在120m左右，施工縫設(shè)置較少，混凝土連續(xù)段落較長造成混凝土收縮拉應(yīng)力無法釋放導(dǎo)致伸縮假縫處產(chǎn)生上下貫通裂縫；混凝土防護(hù)工程及無砟軌道版拉板與支承層施工交叉進(jìn)行，混凝土罐車及拉板平板車頻繁在養(yǎng)護(hù)到期支承層表面活動造成伸縮假縫處應(yīng)力集中，混凝土本身拉應(yīng)力承載力較小造成支承層上下貫通裂紋出現(xiàn)；支承層每5m伸縮假縫設(shè)計(jì)即為預(yù)裂縫，為保證后期混凝土裂縫能按照預(yù)先設(shè)置假縫處出現(xiàn)貫通裂紋，防止出現(xiàn)不規(guī)則裂紋，按照設(shè)計(jì)意圖預(yù)裂縫位置允許出現(xiàn)裂紋。

5 裂紋處理措施

5.1 施工程序

裂縫處理施工程序：表面處理→灌漿孔施工→封閉縫口→試氣→灌漿→縫口封閉。

5.2 灌漿材料：PLP環(huán)氧材料。

5.3 灌漿施工

表面處理，在縫兩邊各寬10cm混凝土表面用棉絲蘸丙酮或甲苯擦洗將浮渣及油污等清除干凈；灌漿孔施工，在支承層伸縮假縫處采用環(huán)氧膠泥騎粘貼灌漿嘴，間距30cm；封閉縫口，灌漿孔施工完成3h后用1438環(huán)氧膠泥對支承層頂面伸縮假縫及側(cè)面裂紋縫口進(jìn)行封閉；試氣，封閉完成24h后進(jìn)行試氣.試氣壓力先小后大，最大壓力控制在0.2-0.3MPa.試氣時吹凈裂縫內(nèi)的塵渣后堵塞除進(jìn)行試氣嘴以外孔嘴，用肥皂水或洗滌劑水滿刷裂縫表面，如有漏氣冒泡現(xiàn)象需對漏氣部分重新進(jìn)行封閉；灌漿，灌漿按照由下往上、由內(nèi)向外的順序逐孔灌注PLP環(huán)氧材料，灌漿壓力先小后大，進(jìn)漿宜緩慢，不應(yīng)急促進(jìn)漿，最大壓力控制在0.3-0.4MPa.縫面停止吸漿后繼續(xù)灌注30min結(jié)束灌漿.為防止在灌漿壓力作用下裂縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生有害應(yīng)力和變形，在灌漿過程中布置千分表進(jìn)行觀測，控制裂縫增開度不大于100μm，灌漿施工時間應(yīng)安排在低溫時段進(jìn)行。

5.4 切縫

灌漿完成3h后對伸縮假縫重新進(jìn)行切割，切割深度105mm，以防止混凝土表面由于收縮而再次出現(xiàn)裂紋。

6 施工注意事項(xiàng)

灌漿過程應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行，防止先灌入PLP環(huán)氧混合料凝固妨礙后續(xù)灌漿繼續(xù)進(jìn)行，確保灌漿密實(shí)性、均質(zhì)性；粘結(jié)灌漿嘴前對混凝土表面一定要清理干凈以防灌漿嘴粘結(jié)強(qiáng)度不足而造成脫落；灌漿過程中必須有專人對相鄰支承層混凝土進(jìn)行檢測，如發(fā)現(xiàn)支承層頂面升高或裂紋繼續(xù)發(fā)展等情況立即停止灌漿，查明原因后方進(jìn)行二次灌漿；灌漿必須嚴(yán)格按照由下往上、由內(nèi)向外順序逐孔進(jìn)行灌注，確保灌漿料密實(shí)性；施工過程中非專業(yè)人員嚴(yán)禁靠近灌漿區(qū)，防止高壓引起灌漿嘴噴射傷人。

7 結(jié)論

本文通過對石武客專河南段路基工程支承層伸縮假縫，對出現(xiàn)裂紋原因進(jìn)行了分析，在施工中應(yīng)該加強(qiáng)支承層伸縮假縫工藝及質(zhì)量保證工作，嚴(yán)格控制支承層伸縮假縫處裂紋，保證鐵路路基結(jié)構(gòu)功能及使用功能。

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