海外铁路项目混凝土浇筑施工工艺研究

【摘要】混凝土施工是工程建设领域的重点控制环节，鉴于混凝土结构易出现温度裂缝的情况，论文结合某海外铁路项目，阐述了混凝土浇筑施工的要点和温度控制措施，以此提高混凝土成形后的质量，避免裂缝等质量问题。

【关键词】铁路项目；混凝土浇筑；温度控制

1工程概况

尼日利亚某铁路项目沿线以热带雨林气候为主，具有全年湿热的特点，年均气温26～28℃，平均最高温、最低温分别为35℃、24℃，旱季、雨季差异较大。项目施工过程中，混凝土浇筑的占比较大，且施工过程对温度较为敏感，需要通过合理的施工工艺完成浇筑作业，确保混凝土结构的质量。

2混凝土浇筑施工要点

混凝土浇筑施工要点包括拌制、温度控制、含水率控制、外加剂的应用以及振捣5个方面：1）混凝土的拌制。尼日利亚常年高温，应严格控制用于搅拌混凝土的原材料（砂、石、水）的入仓温度，当地可实现的是采用深井水直接泵入料仓，不通过水塔储水，可以明显降低水的温度。2）混凝土模板（钢模板、木模板）的温度控制要点。混凝土浇筑前，需要对模板进行洒水处理，一方面可以降低模板温度，另一方面能够提高木模板的含水率，避免木模板吸收混凝土中的水分，导致混凝土表面出现收缩裂缝。3）雨季施工时，需要对原材料的含水率进行控制。因尼日利亚雨季降雨量较大且频繁，混凝土施工前要检测砂、石等原材料的含水率，并适当调整配合比，以保证混凝土的施工质量。4）外加剂在大体积混凝土中的作用。缓凝剂的应用可以推迟混凝土水化热峰值出现的时间；减水剂的应用可减少水泥用量，从而减少水化热；微膨胀剂的应用能够补偿混凝土收缩产生的裂缝。5）混凝土的振捣。分层浇筑混凝土，同时用50型插入式振捣棒处理，以减小混凝土的孔隙，提高其密实度。以振捣棒的作业半径为参照基准，单次移动距离不得超过该值的1.5倍，同时与侧模的距离应至少达到5～10cm，以免因操作不当而碰触侧模并使其发生偏位。相邻层需稳定结合，因此，本层振捣作业时设备应适当插入下层约5～10cm。振捣作业过程应遵循快插慢拔的原则，待混凝土不再下沉、无气泡冒出且表面泛浆后，即可结束该点的振捣作业[1]。

3混凝土浇筑施工期间的温度控制

大体积混凝土施工作业时，在现场环境温度较高的情况下，易在水泥水化热的作用下加大混凝土的内外部温差，从而形成裂缝。对此，需要通过多重措施缓解水泥的水化热现象。1）配合比的优化设计。严格控制各类材料的质量和用量，取用5～40mm的连续级配碎石，且同时要求含泥量＜0.5%、针片状含量＜10%，将该材料作为粗骨料而使用；取含泥量＜1.5%的中粗砂作为细骨料使用。严格控制含泥量指标至关重要，若高于合理范围，会加大混凝土的收缩概率，成形后的混凝土结构缺乏足够的抗拉强度。对此，一方面需要与优质的供应商合作，从源头上保证质量；另一方面则要加强检测，在满足要求后方可进场使用，否则要采取水洗等处理措施。水化热现象的出现与水泥用量偏多有关，通过掺入粉煤灰的方式可减少水泥的用量，原因在于其发热速率较慢，从而缓解水化热。事实上，粉煤灰的应用效果具有多样性，其拥有球形外表，可以有效解决混凝土可泵性不足的问题，同时在降低热膨胀系数、提高抗泌水性等方面均有较好的应用效果，因此，可以在许可范围内适当增加粉煤灰，为混凝土浇筑施工的温度控制提供帮助[2]。2）严格控制各层厚度。浇筑施工期间，应适当减小单层厚度，以提高内部混凝土的散热效率，通常以1.5m的单层厚度较为合适。3）采取防护措施。在高温环境的影响下，砂石料的温度随之提高，因此，需要搭建遮阳棚，避免其出现大幅度升温的情况，且在使用前需检测其温度情况，不达标则禁止投入使用。4）通水冷却。取无缝钢管并铺设到位，组织试验以便分析其使用情况，例如，是否存在泄漏、堵塞等问题。待混凝土达到终凝状态后，可通水冷却，通过此举降低混凝土的温度。为及时掌握温度数据，需埋设传感器，利用该装置采集混凝土的内部温度，以此为依据合理调整水温，确保内外部温度始终控制在20℃以内。5）加强养护。不宜在高温时段组织混凝土浇筑作业，应尽量选择午后开始大体积混凝土浇筑，浇筑后覆盖土工布养护，从而削弱环境温度对混凝土施工质量带来的不良影响。

4混凝土的表面处理

4.1表观质量控制。在混凝土尚未初凝时抹压和敷设塑料膜，待其快要达到终凝状态时（提前1～2h），撕开覆盖膜并二次抹压，随后再次覆盖，以确保混凝土的表观质量。此外，混凝土表面的水泥浆较厚，因此，在完成浇筑作业后须拍打振实，再用铝合金直尺刮平，目的在于清理聚集在表层的泌水，待混凝土达到终凝状态后用木楔进一步打实。泵送混凝土存在流动性较大的特点，处理后的泌水将顺坡脚流淌至坑底，为避免积水现象，须提前开挖排水沟，以便泌水可经由该处聚集在集水坑内，再由抽水泵抽出，实现外排。4.2施工缝的设置。底板与外墙板连接处的地梁上部、地下2层顶板与外墙连接区域的上部以及地下1层顶板与外墙连接的下部，要求此类区域均留1道水平施工缝，除此之外的其他区域不允许留置施工缝。在组织混凝土的二次浇筑时，应提前清理缝内的杂物，先铺一层水泥砂浆，在此基础上正式浇筑混凝土。可利用铁丝网隔断墙、梁、板施工缝。剪力墙垂直缝留置区域应在门窗洞口的中部。在与上一施工段连接的过程中，若因特殊情况而停电或存在机械故障等突发性现象，将导致正常施工进度受阻，随之中断施工，若中途间隔时间较长，应考虑作施工缝处理，此后检查混凝土的强度，当该值达到1.2N/mm2后方可恢复浇筑作业。杂物的存在将影响混凝土的浇筑施工质量，因此，在施工前，需要清理各类垃圾以及松动的砂石等，并采取凿毛处理措施，用水冲洗干净，使待施工区域保持湿润状态。在水平施工缝上方铺设混凝土时，该部分材料不可采取吊斗灌入的方式，更为适宜的是用铁锹入模。正式浇灌过程中不宜在施工缝处下料，应从远处开始振捣逐步向近处推进。

5温度的检测与控制

5.1测温点的布置。测温所得数据应具有代表性和准确性，为满足此要求，测温点宜布设在混凝土块的中间位置。取用准48mm钢管，底部满焊钢板，以承台ZT5-45的测温点为例，具体布置情况如图1所示。测温装置选用的是玻璃温度计，通过系线的方式将装置放于管底，经3min或更久后取出，采集温度数据并记录。分阶段控制测温间隔时间，混凝土浇筑后的1～3d每2h组织一次，4～7d每4h组织一次，后续将间隔时间延长至8h。为快速完成测温作业，将测温点编号并准确标注在平面图的对应位置处，再以此为依据在施工现场挂编号标志，实现一一对应。经采集后确定测温数据、绘制温度曲线图，判断混凝土温度的变化情况。混凝土的降温速度不宜超过1.5℃/d，表面与大气的温差不宜超过20℃，满足此类要求后撤除保温层。5.2温控措施。以所得的测温结果为参考，展开混凝土的温度分析与控制工作，对于内外部温差超25℃且表面与环境的温差较小时，需要在设计值的基础上增加砂层的厚度，目的在于避免结构裂缝。若内外温差小，但混凝土表面与环境的温度相差较大（超过25℃）时，则采取反向操作，即减小砂层的厚度，若未采取此项措施易形成表面裂缝。在混凝土降温期间密切关注内外部的温差情况，若其存在先减小后逐步趋于稳定的特点，则需撤除砂层，目的在于提高混凝土的降温速度，使其恢复至常温状态，确保混凝土的成行质量[3]。

6结语

工程实践表明，混凝土施工期间的各项温度指标均得到了有效控制，可满足施工要求。对于后续类似的工程项目，依然需要从多角度切入，做好混凝土浇筑施工作业，例如，加强对原材料质量的检验以及对用量的调整、控制分层浇筑厚度、调整振捣的作业深度及覆盖范围、加强养护等，并采取温度控制措施，减小温度的干扰，切实提高混凝土浇筑施工的质量，为铁路项目其他工作的开展创设坚实的基础。

【参考文献】

【1】刘平.铁路工程混凝土施工质量检验研究[J].工程建设与设计,2019(16):150-151.

【2】查国鹏,李海洋,王佐才,等.承台大体积混凝土水化热分析及温控措施[J].安徽建筑大学学报,2018,26(1):28-34.

【3】魏炜.特大桥高塔承台大体积混凝土施工冷却管降温与应用[J].黑龙江交通科技,2020(6):155-156.

作者:杜振振 单位:中国土木工程集团有限公司