淺談高速鐵路混凝土施工方量控制

宋芝芝

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧 大連 116000）

1 概述

目前我國處于高速鐵路發(fā)展的快速時(shí)期，混凝土的用量非常的巨大，預(yù)應(yīng)力箱梁混凝土施工過程中，往往會(huì)存在因配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)及施工現(xiàn)場未合理控制導(dǎo)致混凝土超方現(xiàn)象，給工程施工帶來了極大的浪費(fèi)。本文通過從工程前期的配合比設(shè)計(jì)及目前混凝土所使用的水泥、粉煤灰、礦粉、砂石、鋼筋等原材料存在客觀原因著手，結(jié)合工程現(xiàn)場施工的一系列問題，著重對高速鐵路預(yù)應(yīng)力箱梁施工過程中混凝土的超方現(xiàn)象進(jìn)行原因分析。

2 混凝土施工超方的成因

2.1 配合比設(shè)計(jì)容重偏小

2.1.1 根據(jù)JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》中要求，采用質(zhì)量法計(jì)算混凝土配合比時(shí)，混凝土拌合物表觀密度和配合比校正系數(shù)的計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：

mf＋mc＋mg＋ms＋mw=mc，c

其中mg為每立方米混凝土的粗骨料用量；ms為每立方米混凝土的細(xì)骨料用量；mc為每立方米混凝土的水泥用量；mf為每立方米混凝土的礦物摻合料用量；mw為每立方米混凝土的水用量；mc，c為混凝土拌合物表觀密度設(shè)計(jì)值，通常取2350kg/m3-2450 kg/m3之間。列舉滬昆高鐵某梁場C50預(yù)制箱梁配合比設(shè)計(jì)，其配合比如下：水泥：349粉煤灰:63礦粉：72砂：689碎石：1077 減水劑：4.84 水：145，單位 kg。

上述配合比設(shè)計(jì)容重為2400kg/m3。在配合比拌制過程中稱得混凝土表觀密度的實(shí)測值為2455kg/m3，與設(shè)計(jì)值之差的絕對值和設(shè)計(jì)值的比例為2.29%。超出了JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》中2%的要求，應(yīng)將配合比中每項(xiàng)材料均乘以校正系數(shù)δ2.29%才能滿足要求。此方法即為變相提高混凝土的設(shè)計(jì)容重。

由以上計(jì)算也可知，影響混凝土的體積主要影響成分為骨料，所以在選擇料源的時(shí)候應(yīng)盡可能選擇級(jí)配合理，質(zhì)地均勻堅(jiān)固，偏輕，空隙率小，表觀密度不宜過大的骨料。

就上述配合比而言，在客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力簡支梁及連續(xù)梁等大體積混凝土施工工點(diǎn)及部位將造成混凝土的極大浪費(fèi)。如滬昆高鐵某梁場預(yù)應(yīng)力單箱單室箱梁設(shè)計(jì)方量為323m3，承攬箱梁490榀，若采用此配合比將直接浪費(fèi)混凝土約3900m3，合計(jì)成成本浪費(fèi)將達(dá)一百余萬元。由此可見，配合比設(shè)計(jì)容重的是否合理與準(zhǔn)確對混凝土施工方量的節(jié)超與否尤為重要。

2.2 混凝土拌合站骨料傳送帶漏料

目前，我國市場所使用的部分混凝土拌合樓存在不同程度的漏料現(xiàn)象，由于骨料的傳送皮帶設(shè)計(jì)角度偏大，且使用的穿送皮帶為卡槽式皮帶，（若使用直皮帶，可在過渡倉接口處安裝刮料裝置，將余料再次刮進(jìn)集料過渡倉內(nèi)）骨料在經(jīng)皮帶傳送至集料過渡倉途后，粘在皮帶上的余料在返程途中被灑落在地，而這部分余料已經(jīng)過骨料秤的計(jì)量，所以實(shí)際下到攪拌鍋內(nèi)的骨料要小于計(jì)量值。致使計(jì)量是不準(zhǔn)確，混凝土的實(shí)際方量則達(dá)不到理論方量。再者，砂石料含水率的大小對漏料的多少有著直接的影響，若為新進(jìn)場檢驗(yàn)合格的砂和碎石（其中的部分小顆粒），因含水率比較大且比重輕，所以粘在皮帶上的相對較多，在回程途中落下的則相對就比較多，若為放置很久的骨料，其含水率較小，或者是干砂，粘帶現(xiàn)象就不容易發(fā)生。

2.3 施工含水率的影響

施工過程砂石料的含水率測定難免會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，若其中的某種材料在施工前含水率測定的不準(zhǔn)確，則會(huì)直接影響每方混凝土的實(shí)際重量，當(dāng)坍落度增大到180mm以上時(shí)，隨坍落度相應(yīng)增加的用水量可減少。此過程中若坍落度恰滿足設(shè)計(jì)坍落度上限220mm，現(xiàn)場試驗(yàn)人員就可能不對用水量做出相關(guān)調(diào)整，則最終會(huì)形成混凝土節(jié)約現(xiàn)象。

相反，若施工配合比含水率較現(xiàn)場實(shí)際含水率大，則相當(dāng)于實(shí)際用水量不足，導(dǎo)致混凝土施工坍落度變小，若恰能滿足設(shè)計(jì)下限180mm的要求，或者現(xiàn)場施工管理不善，控制不牢，不做含水率調(diào)整的情況下則會(huì)導(dǎo)致混凝土虧方。通常含水率對混凝土方量的影響經(jīng)經(jīng)驗(yàn)積累統(tǒng)計(jì)，一般在2-5m3左右。

2.4 施工混凝土含氣量的影響

預(yù)應(yīng)力混凝土的含氣量設(shè)計(jì)要求為2%-4%，按照箱梁設(shè)計(jì)方量320m3計(jì)算，每增加或減少1%的含氣量，將影響約±3m3的混凝土，所以可以通過減水劑的合理調(diào)整，在減水劑出廠前做好消氣與引氣工作，在保證混凝土含氣量滿足要求和施工的同時(shí)，使混凝土含氣量接近設(shè)計(jì)上限，一般3.0-3.6為宜。

2.5 加強(qiáng)現(xiàn)場模板尺寸控制、底板頂板尺寸高差控制及混凝土施工過程控制。

2.5.1 模板尺寸控制

預(yù)應(yīng)力箱梁模板是箱梁的承載及支撐結(jié)構(gòu)，在混凝土施工過程應(yīng)嚴(yán)格控制箱梁的模板尺寸，如內(nèi)膜及側(cè)模，周期性地做好內(nèi)膜及側(cè)模尺寸及標(biāo)高的測定，避免模板因長期使用及管理不善造成變形等。現(xiàn)場質(zhì)檢人員應(yīng)定期做好腹板厚度的測量，嚴(yán)格控制腹板厚度在-5mm～10mm之間，避免因腹板施工過厚造成混凝土的施工浪費(fèi)。

2.5.2 底板及頂板厚度的控制

根據(jù)客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件中預(yù)制梁產(chǎn)品外觀、尺寸偏差的要求，箱梁外形尺寸要求底頂板厚度誤差為0～10mm，所以在混凝土施工底板及頂板收面時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制好底板及頂板標(biāo)高，經(jīng)計(jì)算，對于箱梁的全長32.6m，跨度31.5m；梁寬12m、梁高3.05m的預(yù)應(yīng)力簡支梁，底板厚度每超出1cm，直接導(dǎo)致混凝土浪費(fèi)約2m3，頂板厚每超出1cm，直接導(dǎo)致混凝土浪費(fèi)4m3，所以，在箱梁混凝土施工過程中我們應(yīng)加強(qiáng)管理、嚴(yán)格控制，避免混凝土的不必要浪費(fèi)。

2.5.3 統(tǒng)籌安排，合理施工

混凝土澆筑過程中會(huì)因?yàn)榻y(tǒng)籌安排不當(dāng)，導(dǎo)致砼澆筑結(jié)束時(shí)，結(jié)余部分混凝土，所以在混凝土澆筑將近結(jié)束的時(shí)候，施工現(xiàn)場應(yīng)和混凝土拌合站做好配合，混凝土寧可少發(fā)頻發(fā)，不宜多發(fā)。以避免混凝土的浪費(fèi)。再者，泵送混凝土在混凝土施工結(jié)束后長25m，直徑125mm的泵車管及下料斗尚剩余約0.8m3的混凝土，所以在混凝土澆筑快結(jié)束時(shí)可將泵車中的混凝土提前泵送到料鏟中，便于混凝土澆筑時(shí)補(bǔ)方用。

結(jié)語

因此，無論是在施工前的混凝土的配合比設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段，還是在混凝土施工過程控制中，都應(yīng)該做到綜合考慮各方面的因素，且加強(qiáng)混凝土施工現(xiàn)場管理，杜絕混凝土施工過程中的浪費(fèi)，力所能及的將混凝土的使用方量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，避免超方現(xiàn)象的發(fā)生。

[1]彭河寬，楊占鋒，李海鵬.高速公路箱梁混凝土質(zhì)量缺陷的加固技術(shù) [J].山西建筑，2009.

[2]胡志剛.高速公路混凝土質(zhì)量通病分析與防治[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2011.