京張高鐵清水混凝土站臺雨棚施工質(zhì)量控制研究

劉立鋒

（北京局集團(tuán)公司站房工程項目管理部 北京 100844）

1 引言

清水混凝土是混凝土結(jié)構(gòu)中最高級的表達(dá)形式，它顯示的是一種最本質(zhì)的美感，體現(xiàn)的是"素面朝天"的品位。清水混凝土具有樸實無華、自然沉穩(wěn)的外觀韻味，與生俱來的厚重與清雅是一些現(xiàn)代建筑材料無法效仿和媲美的。這是一種高貴的樸素，看似簡單，其實比金碧輝煌更具藝術(shù)效果。清水混凝土是一種環(huán)?；炷粒恍枰b飾，省去了大量的涂料和裝飾，由于清水混凝土是一次成型，不進(jìn)行修鑿、不抹灰，減少了大量建筑垃圾的產(chǎn)生，符合我國當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念。清水混凝土工程作為綠色建筑的一種，是實現(xiàn)高效率地利用資源并最低限度地影響環(huán)境的生態(tài)建筑。同時，可以降低后期維護(hù)難度和費用，減少二次裝飾也可以降低影響行車安全的不確定因素。 在我國，清水混凝土尚處于發(fā)展階段，屬于新興的施工工藝。在鐵路站房工程建設(shè)中，也在推行此種設(shè)計方案。世人矚目的京張高鐵站臺雨棚工程設(shè)計為清水混凝土結(jié)構(gòu)

2 工程概況

京張高鐵全稱是京張城際鐵路，與張呼高鐵（張家口至呼和浩特）、大張高鐵（大同至張家口）連接，起自北京北站（適應(yīng)性改造），途徑清河、沙城（適應(yīng)性改造）、昌平、八達(dá)嶺、東花園北、懷來、下花園北、宣化北，抵至張家口站，全線長約174 千米。京張高鐵建成后，將是世界上第一條設(shè)計時速350 公里/小時的高寒、大風(fēng)沙高速鐵路。工程正線共設(shè)10 個車站，其中清河、昌平、八達(dá)嶺、東花園北、懷來、下花園北、宣化北， 張家口站8 個車站共計18 座站臺（張家口站6 座站臺，其余車站每站2 座站臺）雨棚采用清水混凝土結(jié)構(gòu)。

2.1 站臺雨棚設(shè)計方案

站臺雨棚結(jié)構(gòu)形式設(shè)計為：8m 寬雨棚設(shè)計為單柱雙懸挑結(jié)構(gòu)（見圖1），11.5m 寬站臺設(shè)計為雙柱雙懸挑結(jié)構(gòu)（見圖2）。設(shè)計為清水混凝土，直接采用現(xiàn)澆混凝土的自然表面作為飾面，不做任何外裝飾，要求混凝土表面平整光滑，色澤均勻，棱角分明，無碰損和污染，并涂刷清水混凝土保護(hù)劑。由于站臺雨棚線形復(fù)雜、弧形多且半徑不一、預(yù)留預(yù)埋管路多、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求高（鋼筋排布密集），對模板加工、安裝質(zhì)量要求高、且所屬地區(qū)供應(yīng)的混凝土質(zhì)量水平不穩(wěn)定，給清水混凝土施工帶來很大難度 。

圖1 8m 寬單柱雨棚結(jié)構(gòu)剖面

圖2 11.5m 寬雙柱雨棚結(jié)構(gòu)剖面

2.2 站臺雨棚工程混凝土強(qiáng)度要求

鋼筋混凝土框架，設(shè)防烈度8 級，抗震等級一級。基礎(chǔ)墊層C15 普通混凝土，樁基礎(chǔ)C35 普通混凝土，樁基承臺C40 普通混凝土，柱、梁、板C40 清水混凝土 。

2.3 站臺雨棚混凝土表面質(zhì)量要求

實體質(zhì)量：清水混凝土雨棚結(jié)構(gòu)的實體質(zhì)量除滿足GB50204-2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》要求外，應(yīng)滿足工程所處條件下的耐久性的要求；顏色：清水混凝土在同一視覺空間內(nèi)，表面顏色一致，色澤均勻；自然光下，對于飾面清水混凝土，應(yīng)在距混凝土4m 處肉眼看不到明顯的顏色差別；外觀：混凝土表面不得出現(xiàn)蜂窩、麻面、砂帶、冷接縫和表面損傷等；不得受到污染和出現(xiàn)斑跡；飾面清水混凝土表面裂紋寬度不得超過0.15mm；表面氣泡：飾面清水混凝土表面1 m2面積上的氣泡面積總和不大于3×10-4 m2，最大氣泡直徑不大于3mm，深度不大于3mm；）分隔縫直線度與對拉螺栓孔：飾面清水混凝土分隔縫直線度偏差不大于2mm。對拉螺栓孔眼排列整齊勻稱，拆模后封堵密實，顏色同墻面一致；如封堵的孔眼顏色與墻面不一致，應(yīng)形成有規(guī)律的裝飾效果；梁柱節(jié)點或樓板與墻體交角、線、面清晰，起拱線、面圓滑平順；飾面清水混凝土墻面的細(xì)微冷接縫，不超過1.5/500（m/m2）。；模板拼縫印跡整齊、均勻，在同一視覺空間交圈，且印跡寬度不大于2mm；幾何與外觀尺寸：立面垂直度、表面平整度和陰陽角方正達(dá)到下表所示指標(biāo)。起拱線、拱面幾何尺寸準(zhǔn)確、圓滑。見表1 要求。

3 京張高鐵站臺清水混凝土雨棚工程建設(shè)情況

京張高鐵清水混凝土雨棚建設(shè)情況：為確保京張高鐵清水混凝土雨棚工程質(zhì)量，最大程度的規(guī)避質(zhì)量通病以及因缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)而引起的判斷尺度不一現(xiàn)象，站房工程項目管理部實施了樣板引路制度，要求每個施工單位在京張高鐵各站選擇適當(dāng)位置（工程實體以外）建1 個跨度的清水混凝土雨棚，樣板工程經(jīng)驗收合格后方可進(jìn)行工程實體施工。京張高鐵站房及雨棚相關(guān)工程分別由五家施工單位承建，由于各施工單位人員素質(zhì)、技術(shù)水平、工藝工法、材料投入不同，造成已經(jīng)完成的樣板工程工程質(zhì)量存在很大差異。

4 站臺雨棚清水混凝土的質(zhì)量通病

3.1 爛根

主要表現(xiàn)為雨棚柱根部或梁柱節(jié)點處混凝土表面有蜂窩麻面伸至鋼筋外露的現(xiàn)象；其出現(xiàn)的原因主要有：在雨棚柱模板安裝過程中，柱底模板封閉不嚴(yán)密，根部漏漿或混凝土澆筑過程中振搗棒未插到底部，根部混凝土振搗不密實導(dǎo)致爛根現(xiàn)象。

3.2 漏漿、錯臺

主要表現(xiàn)為模板拼縫或預(yù)留孔洞處水泥漿外露導(dǎo)致混凝土表面有蜂窩麻面或混凝土表面不平整的現(xiàn)象；其出現(xiàn)的主要原因有：模板拼縫處模板加工精度不足、拼縫不嚴(yán)密導(dǎo)致漏漿、錯臺，或者模板加固點間距過大、模板剛度不足導(dǎo)致澆筑過程中模板變形導(dǎo)致漏漿、錯臺。

3.3 色差

主要表現(xiàn)為不同部位或者不同時間澆筑的混凝土表面顏色不一致；色差出現(xiàn)的主要原因有：①水泥、骨料等不是同一批次②配合比或者外加劑添加量不同③現(xiàn)場私自加水或者減水劑。

表1 施工質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)表

3.4 氣泡

主要表現(xiàn)為混凝土表面氣泡聚集；其主要原因有：①振搗時間不足，氣泡未排出②脫模劑選擇不合理，對氣泡吸附作用過強(qiáng)③混凝土配合比問題，混凝土氣泡過多。

3.5 漏筋

主要表現(xiàn)為柱根或梁柱節(jié)點處鋼筋外露；其原因主要有：①鋼筋下料尺寸偏大，保護(hù)層不足②鋼筋安裝過程中偏位。

3.6 表面污染、破損

主要表現(xiàn)為上部結(jié)構(gòu)施工時，對已完成雨棚柱表面的污染；模板拆除、架體拆過過程中或材料運輸過程中已施工完成混凝土結(jié)構(gòu)磕碰破損。

5 站臺雨棚清水混凝土質(zhì)量控制措施

為確保清水混凝土雨棚工程質(zhì)量，成立了清水混凝土管理小組，建設(shè)單位牽頭，分析病害存在的原因，制定整改措施，通過4-5 次的樣板制作，使問題得到了解決，避免問題在工程實體施工中出現(xiàn)。

5.1 爛根控制措施

柱根處理：本工程雨棚柱均采用定型鋼模板，根部處理尤為重要，特別是確保柱底模板平整和嚴(yán)密?，F(xiàn)場施工過程中合理優(yōu)化施工順序，先進(jìn)行站臺面墊層施工，保證模板底部基礎(chǔ)承載力滿足沉降要求，同時為柱定位放線提供條件；雨棚柱控制線確定后采用M20 水泥砂漿進(jìn)行封底，頂面采用水平尺控制頂面平整度，并進(jìn)行壓光。柱模板安裝前在柱鋼模板底部粘貼雙面橡膠條進(jìn)行密封，防止漏漿；振搗工藝控制：混凝土澆筑時先將振搗棒插至柱底開啟振搗棒后再放灰，嚴(yán)格控制柱底首層混凝土放灰高度不得超過500mm；混凝土振搗采用五點振搗法，即四個柱角和一個柱中心點作為振搗棒插入點，每點振搗時間控制在15s。

5.2 漏漿、錯臺控制措施：

漏漿質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生原因主要在模板，本工程雨棚柱采用定型鋼模板、采用外部抱箍加固，在設(shè)計上避免了因設(shè)置對拉螺桿而引起的漏漿問題，為保證鋼模板加工進(jìn)度，本工程鋼模板采用激光切割，保證拼縫嚴(yán)密，無卷邊現(xiàn)象；上部結(jié)構(gòu)采用鋼框木模板，每道模板拼縫采用優(yōu)質(zhì)原子灰進(jìn)行封閉，防止漏漿。

錯臺質(zhì)量缺陷主要由模板平整度、剛度不足引起。雨棚柱模板由四塊大模板組成，只在雨棚柱四角處設(shè)置拼縫，盡量減少拼縫數(shù)量，模板豎向加固點間距200mm，采用定位銷打緊固定，確保模板拼縫無錯臺；上部結(jié)構(gòu)木模板每道拼縫下面均設(shè)置方木支撐，確保拼縫處支撐穩(wěn)定，局部不平處采用電動刨子推平，表面涂刷水性脫模劑。

5.3 色差控制措施

原材料控制。為保證混凝土色澤均勻，要及時與拌合站進(jìn)行聯(lián)系，提前備料。水泥、粗骨料宜選用顏色較深的品種，顏色越深后期修補越容易控制色差，雨棚整體外觀效果也越好；原材上要保證水泥、粗細(xì)骨料、外加劑為同一品牌同一批次的材料，保證性能一致；由于粉煤灰質(zhì)量穩(wěn)定性較差，混凝土拌制過程中僅采用質(zhì)量穩(wěn)定可靠的礦粉作為摻料，減少對混凝土色澤的影響；拌合站拌制工藝控制：為減少對混凝土色澤的影響，原材采用單獨料倉進(jìn)行存放，混凝土拌制前用清水對攪拌機(jī)、運輸用罐車、汽車輸送泵進(jìn)行沖洗干凈；混凝土澆筑工藝控制：現(xiàn)場管理人員提前提報混凝土澆筑計劃，模板安裝完成及時進(jìn)行混凝土澆筑，開始澆筑時泵管內(nèi)第一方混凝凝土不灌入實體柱內(nèi)，防止出現(xiàn)色差；澆筑過程嚴(yán)禁在現(xiàn)場加水或減水劑，防止改變水膠比。

5.4 氣泡控制措施

混凝土配比控制。嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料的含泥量，防止引起泥泡；適當(dāng)摻加消泡劑，減少混凝土中氣泡的生成量；脫模劑選用。選用對氣泡吸附作用較小的水性脫模劑，減少模板對氣泡的吸附作用；澆筑工藝控制。澆筑過程中嚴(yán)格控制一次澆筑高度，現(xiàn)場操作為控制在500mm 以內(nèi)，縮短氣泡排出的路程；振搗時快插慢拔，每點振搗時長不小于15s，給氣泡排出充足的振搗時間。

5.5 漏筋控制措施

鋼筋加工質(zhì)量控制。鋼筋加工時，特別是箍筋加工時嚴(yán)格按照設(shè)計構(gòu)件尺寸和保護(hù)層厚度進(jìn)行控制，防止箍筋下料尺寸偏大導(dǎo)致漏筋；鋼筋安裝質(zhì)量控制。雨棚柱鋼筋安裝后模板安裝前進(jìn)行成品鋼筋質(zhì)量檢查，通過拉設(shè)對角線檢查是否有個別鋼筋突出，對突出的鋼筋進(jìn)行調(diào)整合適；模板安裝后在模板頂部焊接定位箍筋，確保柱鋼筋位于模板中間，避免漏筋現(xiàn)象發(fā)生；梁板鋼筋采用與混凝土顏色相近的成品塑料墊塊，墊塊與模板進(jìn)行點接觸，既保證鋼筋保護(hù)層厚度，又減少了對混凝土外觀色彩的影響。

5.6 表面污染破損控制措施

表面污染控制。雨棚柱混凝土表面污染主要來自上部結(jié)構(gòu)施工時混凝土漏漿，特別是雨棚柱接長部位。雨棚柱接長部位處于雨棚柱沉縫處，沉縫高度60mm，深30mm，上部模板接長時在沉縫處設(shè)置模板底座，底座與沉縫下口之間粘貼雙面膠條，防止漏漿；已完成雨棚柱采用塑料薄膜進(jìn)行包裹，防止污染；表面破損控制。加強(qiáng)成品保護(hù)教育，提高全體作業(yè)人員的成品保護(hù)意識；雨棚柱模板拆除時嚴(yán)禁生拉硬拽，應(yīng)先拆除平面?zhèn)饶０?，再拆除帶凹槽?cè)模板，拆除時用手錘高頻輕敲模板頂部吊環(huán)，直至模板與混凝土分離；模板吊運時應(yīng)起吊緩慢，并安排專人扶好模板，防止磕碰雨棚柱；上部結(jié)構(gòu)模板、腳手架拆除時上下配合，不得直接從上部拋扔，模板拆除時應(yīng)先逐塊拆除平面部分，再拆除曲面部位，拆除時應(yīng)輕輕撬動模板，拆模人員和支模人員盡量統(tǒng)一，否則應(yīng)由支模人員進(jìn)行交底后方可進(jìn)行拆除。

6 結(jié)語

清水混凝土雨棚施工工藝要求嚴(yán)格，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制各道工序，而且每道工序均要進(jìn)行檢查驗收，合格后方可進(jìn)行下一道工序，把影響質(zhì)量的問題消滅在起點.通過嚴(yán)格的工序控制，方能確保清水混凝土結(jié)構(gòu)平整光滑、色澤均勻、觀感質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的效果，才能保證施工質(zhì)量符合設(shè)計要求；目前京張高鐵清水混凝土雨棚主體工程已經(jīng)基本完成，經(jīng)過參建各方的共同努力，確保了京張高鐵清水混凝土雨棚工程的施工質(zhì)量，實現(xiàn)了京張高鐵清水混凝土雨棚工程的設(shè)計原則；清水混凝土技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢，使得在近些年來清水混凝土技術(shù)在建筑等行業(yè)的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。目前國內(nèi)清水混凝土施工僅有北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會、北京市技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局聯(lián)合發(fā)布的《建筑工程清水混凝土施工技術(shù)規(guī)程》編號：DB11/T 464-2015，尚無全國性的清水混凝土施工技術(shù)規(guī)范，需要制訂全國性的施工規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)清水混凝土工程的廣泛應(yīng)用，滿足我國當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念。