CRTSⅢ型板式無砟軌道底座板施工過程中常見病害分析及對策

史保林

（中建筑港集團(tuán)有限公司，山東青島266033）

1 工程概況

工程為施工單位承建的新建商合杭站前九標(biāo)項(xiàng)目，線路起于阜陽市潁上縣慎城鎮(zhèn)朱廟村，與既有滁新高速和S102省道并行，橫跨慎城鎮(zhèn)、夏橋鎮(zhèn)、江店孜鎮(zhèn)、黃壩鄉(xiāng)等4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)16個(gè)村，終于江店孜鎮(zhèn)蔣郢村。正線CRTSⅢ型板式無砟軌道工程累計(jì)長度23.531km，均為橋梁段無砟軌道，主要工程為底座板澆筑和自密實(shí)灌注。在底座板施工過程中，發(fā)生了梁面高程超標(biāo)、預(yù)埋套筒失效、底座板凍害起皮、兩側(cè)排水坡度不合格、底座板裂紋等質(zhì)量問題，經(jīng)與監(jiān)理單位、建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位就這5類質(zhì)量問題進(jìn)行討論分析，并結(jié)合其他在建工程出現(xiàn)的質(zhì)量問題，確定該5類質(zhì)量問題為常見病害。通過了解其他單位關(guān)于這些病害的處理方案，結(jié)合該工程施工條件以及相關(guān)專家給出的意見，形成一套解決方案，并在實(shí)踐中取得了良好的效果。

2 常見病害

2.1 梁面高程超標(biāo)

2.1.1 現(xiàn)象。部分已澆筑完成和已安裝完成的預(yù)制梁，其梁面標(biāo)高與設(shè)計(jì)值不符，偏差超過允許偏差值。

2.1.2 產(chǎn)生的影響。梁面高程比設(shè)計(jì)值高，會(huì)直接導(dǎo)致底座板混凝土厚度不足，進(jìn)而影響底座的承載能力，留下結(jié)構(gòu)安全隱患；梁面高程比設(shè)計(jì)值低，則需增加底座板厚度或者投入其他額外材料，如此會(huì)增加工程成本，也會(huì)提高結(jié)構(gòu)自重，且會(huì)影響結(jié)構(gòu)的耐久性。

2.1.3 原因分析。第一，箱梁預(yù)制或者現(xiàn)澆過程中收面效果不佳，平整度不符合要求，導(dǎo)致梁面局部高程超標(biāo)。第二，箱梁架設(shè)過程中，支座未調(diào)整到位，導(dǎo)致梁面高程整體超標(biāo)。

2.1.4 處理措施。按照“制梁場生產(chǎn)控制為主，現(xiàn)場打磨為輔”的原則控制梁面平整度，按照“高磨底補(bǔ)、多磨少補(bǔ)”的原則處理梁面。根據(jù)無砟軌道底座板設(shè)計(jì)和驗(yàn)標(biāo)規(guī)定，對梁面標(biāo)高實(shí)行限差處理：第一，梁面標(biāo)高需滿足驗(yàn)標(biāo)規(guī)定，即限差-20～10mm，在梁面整體平整度滿足要求的情況下，可直接在梁面拉毛或者鑿毛處理后進(jìn)行底座板施工。第二，梁面標(biāo)高限差在10～20mm之間，根據(jù)梁面保護(hù)層厚度檢測情況，結(jié)合其平面線形、限差超限分布及梁面銑刨處理工作量，展開綜合分析，可采取適當(dāng)銑刨處理（銑刨后保護(hù)層厚度需滿足驗(yàn)標(biāo)要求）、調(diào)整底座板鋼筋直徑（由原設(shè)計(jì)11mm改為12mm）以及增加底座板縱向側(cè)面鋼筋數(shù)量等處理措施。第三，對于梁面標(biāo)高限差大于20mm，經(jīng)適當(dāng)銑刨（銑刨后保護(hù)層厚度滿足驗(yàn)標(biāo)要求）梁面標(biāo)高限差仍大于20mm的，報(bào)建設(shè)單位組織設(shè)計(jì)等參建單位研定處理方案。第四，梁面標(biāo)高限差-20～-40mm，由設(shè)計(jì)單位軌道專業(yè)明確底座板加強(qiáng)方案。第五，梁面標(biāo)高限差小于-40mm時(shí)，由設(shè)計(jì)單位軌道專業(yè)制訂底座板加強(qiáng)處理方案，設(shè)計(jì)單位橋梁專業(yè)提供受力驗(yàn)算報(bào)告，具體處理方案由建設(shè)單位組織設(shè)計(jì)單位等確定處理。

2.1.5 預(yù)防措施。第一，需嚴(yán)格按照圖紙及規(guī)范要求驗(yàn)收梁表面平整度，不合格及時(shí)返修，預(yù)制梁驗(yàn)收合格后方可架設(shè)。第二，架梁前，嚴(yán)格控制支座高度。第三，對于現(xiàn)澆箱梁支模架，設(shè)置0.1%～0.3%預(yù)拱度；待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，方可拆除支模架。

2.2 預(yù)埋套筒失效

2.2.1 現(xiàn)象。梁面預(yù)埋套筒缺失、堵塞或者損壞。

2.2.2 產(chǎn)生的影響。通過帶絲鋼筋擰進(jìn)套筒，實(shí)現(xiàn)底座板與梁連接，形成整體結(jié)構(gòu)。若是缺乏套筒，則缺少底座板與梁之間的連接機(jī)制，會(huì)形成“兩張皮”現(xiàn)象，這會(huì)留下結(jié)構(gòu)安全隱患。

2.2.3 原因分析。第一，箱梁預(yù)制過程中，預(yù)埋套筒跑位，致使無法找出套筒。第二，在梁面銑刨過程中，損壞預(yù)埋套筒。第三，在底座板基面鑿毛過程中，損壞預(yù)埋套筒。

2.2.4 處理措施。第一，發(fā)現(xiàn)套筒（總長度55mm）旋入深度不正確時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整，若螺紋損壞，應(yīng)采用相應(yīng)規(guī)格的絲錐對套筒進(jìn)行套絲；第二，及時(shí)更換損壞的套筒；第三，若上述措施都不能有效處理預(yù)埋套筒失效問題，則需要補(bǔ)植錨固鋼筋，即在橋梁梁面上鉆孔，經(jīng)清孔、除塵后植筋。植筋采用缺一補(bǔ)二的原則，在原預(yù)埋套筒位置兩側(cè)對稱布置。植入鋼筋強(qiáng)度等級(jí)為HRB400，直徑為16mm，植入梁面鋼筋深度為210mm，鉆孔深度220mm，鉆孔直徑為200mm，植入點(diǎn)在原損壞預(yù)埋套筒就近適當(dāng)位置，植筋后底座范圍內(nèi)連接鋼筋數(shù)量與原設(shè)計(jì)相同，但植筋間距不得小于100mm，植筋后需進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，植筋抗拔力不得小于65kN。植筋所用的植筋膠應(yīng)符合A級(jí)膠的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)具有符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范）（GB 50367—2013）的A級(jí)膠體認(rèn)證報(bào)告，以及建設(shè)部建筑物鑒定與加固規(guī)范管理委員會(huì)或其他權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的結(jié)構(gòu)膠安全性能檢測報(bào)告，對其主要性能指標(biāo)的試驗(yàn)方法需按照規(guī)范執(zhí)行[1]。

2.2.5 預(yù)防措施。第一，在箱梁預(yù)制過程中，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對預(yù)埋件進(jìn)行加固處理，并減少對預(yù)埋套筒的擾動(dòng)。第二，在梁面銑刨、拉毛或鑿毛過程中，控制銑刨范圍，對于不能銑刨的部位，使用小型打磨機(jī)進(jìn)行局部打磨處理。

2.3 底座板凍害起皮

2.3.1 現(xiàn)象。經(jīng)過兩場大雪后，對無砟軌道實(shí)體外觀進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)底座板有凍害現(xiàn)象，表現(xiàn)為個(gè)別地方起皮。

2.3.2 產(chǎn)生的影響。一是影響混凝土的外觀質(zhì)量；二是混凝土的強(qiáng)度可能不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)安全。

2.3.3 原因分析。針對底座板出現(xiàn)凍害起皮這一質(zhì)量問題，分部組織試驗(yàn)室人員，對病害部位開展混凝土回彈強(qiáng)度測試，根據(jù)施工記錄，分析得出如下原因：第一，底座板蓄水養(yǎng)護(hù)時(shí)，蓄水時(shí)間過早，導(dǎo)致混凝土終凝前表面被積水浸泡，且養(yǎng)護(hù)溫度較低，影響了混凝土表層強(qiáng)度。第二，限位凹槽模板拆除過早，四周混凝土強(qiáng)度未達(dá)到初凝狀態(tài)，局部混凝土破損，再次收面時(shí)結(jié)合部位未密封。第三，利用底座板混凝土自動(dòng)成型機(jī)在反水坡部位進(jìn)行收面，其效果不及預(yù)期，反水坡處采用人工二次收面時(shí)，表面漿體分布不均勻，局部過厚，工人施工過程中也存在局部灑水收面的現(xiàn)象。第四，強(qiáng)度未達(dá)標(biāo)，又經(jīng)過積雪融化及積水反復(fù)凍結(jié)凝固，直接導(dǎo)致底座板部分表面起皮。

2.3.4 處理措施。經(jīng)回彈及取芯強(qiáng)度測試，起皮處混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，對其進(jìn)行打磨處理，處理掉混凝土浮皮，并打磨光滑，避免影響后期自密實(shí)混凝土澆筑；起皮處混凝土強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行底座板返工處理。

2.3.5 預(yù)防措施。第一，收面完成后，先噴涂養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待混凝土終凝后，進(jìn)行滴灌或蓄水養(yǎng)護(hù)。第二，對工人進(jìn)行定期培訓(xùn)，提高其質(zhì)量意識(shí)及作業(yè)水平（收面水平），嚴(yán)禁灑水收面。第三，定期召開質(zhì)量分析會(huì)，強(qiáng)化施工管理人員的質(zhì)量意識(shí)，剖析質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因，并制定對應(yīng)措施，使相關(guān)人員全面掌握施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)。

2.4 排水坡不合格

2.4.1 現(xiàn)象。經(jīng)常出現(xiàn)底座板兩側(cè)排水坡坡度不符合設(shè)計(jì)要求（4%）的現(xiàn)象，尤其是曲線超高地段，其外側(cè)排水溝坡度出現(xiàn)做反的現(xiàn)象。

2.4.2 產(chǎn)生的影響。排水坡坡度過小或者做反，會(huì)直接影響排水效果，致使雨水聚集，浸泡侵蝕自密實(shí)混凝土層與底座板之間布設(shè)的土工布，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的耐久性。

2.4.3 原因分析。靠人工收面，尤其是曲線超高地段，容易產(chǎn)生人為錯(cuò)覺，將排水坡坡度做反，導(dǎo)致這一現(xiàn)象最直接的原因是缺少底座板排水坡塑形裝置。

2.4.4 處理措施。為解決底座板兩側(cè)排水坡坡度問題，專門設(shè)計(jì)制作底座板排水坡刮尺，如圖1所示。對底座板兩側(cè)排水坡進(jìn)行初步塑形，再輔以專用抹子配合收面壓光，以達(dá)到控制兩側(cè)排水坡坡度和高程的目的。

圖1 塑形裝置示意（單位：mm）

該塑形裝置包括塑形鋼板、方鋼柱、T型控制尺、手柄和連接件，上述構(gòu)件通過焊接等方式連接成一個(gè)整體。T型控制尺由鋼板C（30mm×80mm×2mm）與方鋼（6mm×6mm×200mm）焊接而成，搭接長度1cm。塑形鋼板由鋼板A（250.2mm×100mm×2mm）與鋼板B（250.2mm×15mm×3mm）組成，鋼板A作為塑形面，鋼板B作為加勁鋼板，如此能使鋼板A具有更好的強(qiáng)度和韌性，兩者通過4個(gè)自攻螺絲連接，并打磨掉超出鋼板A側(cè)的自攻螺絲頭部，使鋼板A面整體光滑。手柄由兩塊橢圓形木組成，通過釘子連接。方鋼柱由分段方鋼焊接而成，長度分別為124mm、144mm、112mm，其上接手柄，下接塑形鋼板，同時(shí)作為固定T型控制尺的元件。連接件的作用在于將T型控制尺固定在方鋼柱上，其由∏型帶孔鋼板及T型螺桿組成，其中∏型帶孔鋼板中的螺絲孔與螺桿相匹配，以便通過擰緊T型螺桿來頂緊T型控制尺，使T型控制尺被牢固固定；∏型帶孔鋼板上設(shè)有2個(gè)方孔，尺寸為7mm×7mm，可自由通過T型控制尺。

該塑形裝置使用的前提條件是支立側(cè)模，且要采用高模低筑法，需要在模板上彈出比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出a的高程控制線，并現(xiàn)場準(zhǔn)備一把經(jīng)過檢驗(yàn)的坡度尺。將T型控制尺與塑形鋼板A同時(shí)貼合模板，并將坡度尺緊貼于塑形鋼板A放置，通過微調(diào)整，在達(dá)到T型控制尺鋼板C與塑型鋼板B距離為a，且坡率為設(shè)計(jì)坡度時(shí)，擰緊2個(gè)T型螺桿，緊固T型控制尺，該過程需要兩個(gè)人配合完成。之后沿標(biāo)高線橫刮混凝土，即可快速完成混凝土塑形，再用膩?zhàn)邮彰鎵汗?，即可完成斜坡面混凝土收面工作[2]。

2.4.5 預(yù)防措施。第一，對收面工人做好技術(shù)質(zhì)量交底工作。第二，投入使用新型塑形裝置。

2.5 底座板裂紋

2.5.1 現(xiàn)象。經(jīng)過一場冰雹后，對已施工完畢的底座板進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)部分底座板存在限位凹槽四角裂紋、不規(guī)則裂紋、橫向貫通裂紋及與底座板頂層鋼筋分布走向一致的規(guī)則裂紋[3]。

2.5.2 產(chǎn)生的影響。裂紋可能影響混凝土的強(qiáng)度，影響結(jié)構(gòu)的耐久性。

2.5.3 原因分析。為分析產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因，組織相關(guān)人員會(huì)同監(jiān)理人員對底座板存在裂紋的部位進(jìn)行縫寬測試、取芯觀測和強(qiáng)度測試，通過對比裂縫產(chǎn)生的部位、保護(hù)層厚度、裂紋深度和取芯強(qiáng)度，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工情況，分析出裂紋產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面：第一，底座板鋼筋網(wǎng)片綁扎不牢固，鋼筋定位控制不準(zhǔn)，造成底座板局部保護(hù)層不足，底座板則易沿鋼筋部位形成輻射裂紋。第二，在底座板混凝土澆筑環(huán)節(jié)，混凝土坍落度等性能指標(biāo)、澆筑工藝（是否有現(xiàn)場加水現(xiàn)象）不滿足要求，易產(chǎn)生裂紋。第三，底座板混凝土澆筑環(huán)節(jié)振搗不充分，會(huì)導(dǎo)致混凝土不密實(shí)，進(jìn)而出現(xiàn)裂紋。第四，底座板澆筑完成后，養(yǎng)護(hù)措施不到位，影響后期強(qiáng)度增長，形成裂紋。

2.5.4 處理措施。第一，對于裂紋較為密集的底座板，需進(jìn)行返工處理。第二，對于混凝土不密實(shí)引起的裂縫，需通過取芯檢測獲取混凝土強(qiáng)度，若強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求需進(jìn)行返工處理，若強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求可進(jìn)行裂縫封閉處理。第三，對于保護(hù)層厚度不足（1.1～1.5cm）引起的裂縫，需征求設(shè)計(jì)單位意見，根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的建議進(jìn)行處理。第四，商合杭九標(biāo)潁上特大橋底座板出現(xiàn)的橫向貫穿裂紋、限位凹槽四角裂紋等，根據(jù)設(shè)計(jì)單位擬出具的方案進(jìn)行表面封閉處理及低壓注漿處理。

2.5.5 預(yù)防措施。第一，加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，尤其是加強(qiáng)過程質(zhì)量控制，混凝土澆筑前需對鋼筋、模板進(jìn)行復(fù)檢，以保證底座板施工質(zhì)量。第二，現(xiàn)場進(jìn)行底座板鋼筋綁扎時(shí)，需將梁面L型鋼筋與底座板鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行牢固綁扎，保證在混凝土澆筑過程中鋼筋骨架穩(wěn)固、不移位。第三，在限位凹槽四角增設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)片，模板采用圓角，直徑不小于1cm，如圖2所示。第四，加強(qiáng)對現(xiàn)場混凝土養(yǎng)護(hù)施工的管理，確保養(yǎng)護(hù)到位、及時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。

圖2 限位凹槽四周防裂網(wǎng)片及圓角模板

3 結(jié)語

CRTSⅢ板式無砟軌道對精度和質(zhì)量的要求較高，底座板施工是無砟軌道質(zhì)量控制的第一步，高質(zhì)量和高標(biāo)準(zhǔn)的要求為施工單位的管理水平和技術(shù)能力帶來了一定的挑戰(zhàn)。結(jié)合商合杭站前九標(biāo)項(xiàng)目潁上特大橋（187#～891#墩）CRTSⅢ板式無砟軌道工程案例，列舉出5類常見的底座板病害現(xiàn)象，對這些病害可能產(chǎn)生的影響及產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并給出處理方案和預(yù)防措施。經(jīng)實(shí)踐，上述處理方案取得了良好的效果，該項(xiàng)目在工程進(jìn)度和質(zhì)量方面均獲得了建設(shè)單位的高度認(rèn)可?？梢?，只有對施工過程中遇到的問題不斷進(jìn)行探索和分析，才能更好地保證無砟軌道項(xiàng)目的施工質(zhì)量，同時(shí)促進(jìn)我國相關(guān)施工工藝的發(fā)展。