海外鐵路項(xiàng)目建設(shè)中的混凝土澆筑施工工藝

杜振振

（中國(guó)土木工程集團(tuán)有限公司，北京100038）

1 工程概況

尼日利亞某鐵路項(xiàng)目沿線以熱帶雨林氣候?yàn)橹?，具有全年濕熱的特點(diǎn)，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(xiàng)目施工過(guò)程中，混凝土澆筑的占比較大，且施工過(guò)程對(duì)溫度較為敏感，需要通過(guò)合理的施工工藝完成澆筑作業(yè)，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

2 混凝土澆筑施工要點(diǎn)

混凝土澆筑施工要點(diǎn)包括拌制、溫度控制、含水率控制、外加劑的應(yīng)用以及振搗5 個(gè)方面：

1）混凝土的拌制。尼日利亞常年高溫，應(yīng)嚴(yán)格控制用于攪拌混凝土的原材料（砂、石、水）的入倉(cāng)溫度，當(dāng)?shù)乜蓪?shí)現(xiàn)的是采用深井水直接泵入料倉(cāng)，不通過(guò)水塔儲(chǔ)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(diǎn)?；炷翝仓?，需要對(duì)模板進(jìn)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(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫。

3）雨季施工時(shí)，需要對(duì)原材料的含水率進(jìn)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(cè)砂、石等原材料的含水率，并適當(dāng)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(yīng)用可以推遲混凝土水化熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間；減水劑的應(yīng)用可減少水泥用量，從而減少水化熱；微膨脹劑的應(yīng)用能夠補(bǔ)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(shí)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(shí)度。以振搗棒的作業(yè)半徑為參照基準(zhǔn)，單次移動(dòng)距離不得超過(guò)該值的1.5倍，同時(shí)與側(cè)模的距離應(yīng)至少達(dá)到5～10cm，以免因操作不當(dāng)而碰觸側(cè)模并使其發(fā)生偏位。相鄰層需穩(wěn)定結(jié)合，因此，本層振搗作業(yè)時(shí)設(shè)備應(yīng)適當(dāng)插入下層約5～10cm。振搗作業(yè)過(guò)程應(yīng)遵循快插慢拔的原則，待混凝土不再下沉、無(wú)氣泡冒出且表面泛漿后，即可結(jié)束該點(diǎn)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(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)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(duì)此，需要通過(guò)多重措施緩解水泥的水化熱現(xiàn)象。

1）配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)。嚴(yán)格控制各類(lèi)材料的質(zhì)量和用量，取用5～40mm 的連續(xù)級(jí)配碎石，且同時(shí)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(xì)骨料使用。嚴(yán)格控制含泥量指標(biāo)至關(guān)重要，若高于合理范圍，會(huì)加大混凝土的收縮概率，成形后的混凝土結(jié)構(gòu)缺乏足夠的抗拉強(qiáng)度。對(duì)此，一方面需要與優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商合作，從源頭上保證質(zhì)量；另一方面則要加強(qiáng)檢測(cè)，在滿(mǎn)足要求后方可進(jìn)場(chǎng)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(guān)，通過(guò)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(shí)上，粉煤灰的應(yīng)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(wèn)題，同時(shí)在降低熱膨脹系數(shù)、提高抗泌水性等方面均有較好的應(yīng)用效果，因此，可以在許可范圍內(nèi)適當(dāng)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(yán)格控制各層厚度。澆筑施工期間，應(yīng)適當(dāng)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(hù)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(yáng)棚，避免其出現(xiàn)大幅度升溫的情況，且在使用前需檢測(cè)其溫度情況，不達(dá)標(biāo)則禁止投入使用。

4）通水冷卻。取無(wú)縫鋼管并鋪設(shè)到位，組織試驗(yàn)以便分析其使用情況，例如，是否存在泄漏、堵塞等問(wèn)題。待混凝土達(dá)到終凝狀態(tài)后，可通水冷卻，通過(guò)此舉降低混凝土的溫度。為及時(shí)掌握溫度數(shù)據(jù)，需埋設(shè)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?xún)?nèi)。

5）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。不宜在高溫時(shí)段組織混凝土澆筑作業(yè)，應(yīng)盡量選擇午后開(kāi)始大體積混凝土澆筑，澆筑后覆蓋土工布養(yǎng)護(hù)，從而削弱環(huán)境溫度對(duì)混凝土施工質(zhì)量帶來(lái)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(shí)抹壓和敷設(shè)塑料膜，待其快要達(dá)到終凝狀態(tài)時(shí)（提前1～2h），撕開(kāi)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(shí)，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(dá)到終凝狀態(tài)后用木楔進(jìn)一步打?qū)?。泵送混凝土存在流?dòng)性較大的特點(diǎn)，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(kāi)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(shí)現(xiàn)外排。

4.2 施工縫的設(shè)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(lèi)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(shí)，應(yīng)提前清理縫內(nèi)的雜物，先鋪一層水泥砂漿，在此基礎(chǔ)上正式澆筑混凝土。

可利用鐵絲網(wǎng)隔斷墻、梁、板施工縫。剪力墻垂直縫留置區(qū)域應(yīng)在門(mén)窗洞口的中部。在與上一施工段連接的過(guò)程中，若因特殊情況而停電或存在機(jī)械故障等突發(fā)性現(xiàn)象，將導(dǎo)致正常施工進(jìn)度受阻，隨之中斷施工，若中途間隔時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)考慮作施工縫處理，此后檢查混凝土的強(qiáng)度，當(dāng)該值達(dá)到1.2N/mm2后方可恢復(fù)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(lèi)垃圾以及松動(dòng)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(rùn)狀態(tài)。在水平施工縫上方鋪設(shè)混凝土?xí)r，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(guò)程中不宜在施工縫處下料，應(yīng)從遠(yuǎn)處開(kāi)始振搗逐步向近處推進(jìn)。

5 溫度的檢測(cè)與控制

5.1 測(cè)溫點(diǎn)的布置

測(cè)溫所得數(shù)據(jù)應(yīng)具有代表性和準(zhǔn)確性，為滿(mǎn)足此要求，測(cè)溫點(diǎn)宜布設(shè)在混凝土塊的中間位置。取用φ48mm 鋼管，底部滿(mǎn)焊鋼板，以承臺(tái)ZT5-45 的測(cè)溫點(diǎn)為例，具體布置情況如圖1 所示。測(cè)溫裝置選用的是玻璃溫度計(jì)，通過(guò)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(cè)溫間隔時(shí)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(shí)間延長(zhǎng)至8h。為快速完成測(cè)溫作業(yè)，將測(cè)溫點(diǎn)編號(hào)并準(zhǔn)確標(biāo)注在平面圖的對(duì)應(yīng)位置處，再以此為依據(jù)在施工現(xiàn)場(chǎng)掛編號(hào)標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)。經(jīng)采集后確定測(cè)溫?cái)?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^(guò)1.5℃/d，表面與大氣的溫差不宜超過(guò)20℃，滿(mǎn)足此類(lèi)要求后撤除保溫層。

圖1 承臺(tái)ZT5-45 測(cè)溫點(diǎn)布置圖（單位：mm）

5.2 溫控措施

以所得的測(cè)溫結(jié)果為參考，展開(kāi)混凝土的溫度分析與控制工作，對(duì)于內(nèi)外部溫差超25℃且表面與環(huán)境的溫差較小時(shí)，需要在設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上增加砂層的厚度，目的在于避免結(jié)構(gòu)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(guò)25℃）時(shí)，則采取反向操作，即減小砂層的厚度，若未采取此項(xiàng)措施易形成表面裂縫。在混凝土降溫期間密切關(guān)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(diǎn)，則需撤除砂層，目的在于提高混凝土的降溫速度，使其恢復(fù)至常溫狀態(tài)，確?；炷恋某尚匈|(zhì)量[3]。

6 結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)踐表明，混凝土施工期間的各項(xiàng)溫度指標(biāo)均得到了有效控制，可滿(mǎn)足施工要求。對(duì)于后續(xù)類(lèi)似的工程項(xiàng)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(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的檢驗(yàn)以及對(duì)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(qiáng)養(yǎng)護(hù)等，并采取溫度控制措施，減小溫度的干擾，切實(shí)提高混凝土澆筑施工的質(zhì)量，為鐵路項(xiàng)目其他工作的開(kāi)展創(chuàng)設(shè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。