高速鐵路路基基床混凝土施工工藝及質(zhì)量控制措施

吳 濤 陳 偉 古新敏

（中鐵二十二局集團(tuán)第五工程有限公司 重慶 404100）

1 引言

在我國(guó)已建成的高速鐵路中，個(gè)別地段由于路基不均勻沉降，難以保證行車安全，導(dǎo)致高速鐵路降速。為了控制路基不均勻沉降，在北京至沈陽(yáng)鐵路客運(yùn)專線路基中采用混凝土基床表層，通過(guò)設(shè)置1.3 m厚基床混凝土防止局部不均勻沉降，確保高鐵列車高速平穩(wěn)運(yùn)行。

2 工程概況

新建北京至沈陽(yáng)鐵路客運(yùn)專線JSJJSG-9標(biāo)段三工區(qū)起址里程為DK79+920.29～DIK78+845.00，線路長(zhǎng)14.123 km。區(qū)間路基長(zhǎng)度共7.047 km，基床C35混凝土方量為32 151 m3，C20混凝土為44 943 m3。

路基基床混凝土寬度為8.9 m，厚度為1.3 m，底層為80 cm厚C20混凝土，頂層線路中心處為50 cm厚C35混凝土［1］，并在混凝土內(nèi)設(shè)護(hù)面鋼筋，路基斷面見(jiàn)圖1。

圖1 路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（單位：m）

3 基床混凝土施工流程及控制要點(diǎn)

3．1 施工流程

施工準(zhǔn)備→基床表層級(jí)配碎石填筑檢驗(yàn)合格→基床混凝土邊線準(zhǔn)確放樣→模板制作及鋼筋加工→支模，綁扎鋼筋→預(yù)埋件安裝→澆筑C20、C35混凝土→覆蓋養(yǎng)生→路肩及相關(guān)附屬施工。

3．2 施工準(zhǔn)備

（1）在開(kāi)工前應(yīng)組織相關(guān)技術(shù)人員認(rèn)真閱讀、審核施工圖紙，熟悉規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，澄清有關(guān)技術(shù)問(wèn)題，編制專項(xiàng)施工方案及作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，并對(duì)施工班組進(jìn)行交底培訓(xùn)。

（2）路堤從上往下依次為基床表層混凝土、基床表層級(jí)配碎石摻5%水泥［2］、基床底層AB組土，基床以下ABC組土分層填筑完成，經(jīng)監(jiān)理單位和第三方檢測(cè)單位檢測(cè)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行基床表層混凝土施工。

路塹段基床按照混凝土基床尺寸采用挖掘機(jī)開(kāi)槽，在路塹基床開(kāi)挖左右兩側(cè)預(yù)留50 cm保護(hù)層人工開(kāi)挖?；驳讓右话愕囟芜M(jìn)行碎石墊層填筑。填筑完成，經(jīng)過(guò)監(jiān)理單位和第三方檢測(cè)單位檢測(cè)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行基床表層混凝土施工［3］。

（3）各工序驗(yàn)收合格后，由測(cè)量員放出基床混凝土平面位置和標(biāo)高，并做好標(biāo)記。

（4）混凝土基床施工前根據(jù)軌道圖紙或布板數(shù)據(jù)確定每板基床伸縮縫里程位置，并在施工過(guò)程中保證伸縮縫位置的準(zhǔn)確，確保軌道工程設(shè)計(jì)相關(guān)要求。CRTSIII型板式無(wú)砟軌道底座采用單元結(jié)構(gòu)，一般每2塊或3塊軌道板范圍對(duì)應(yīng)底座為一個(gè)單元，單元間設(shè)置20 mm伸縮縫，混凝土基床伸縮縫與無(wú)砟軌道底座板伸縮縫對(duì)齊設(shè)置。

3．3 鋼筋制作與安裝

（1）鋼筋加工：主筋原材采用HPB300型直徑12 mm光圓鋼筋。進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)合格后，由鋼筋場(chǎng)統(tǒng)一按下料單加工，鋼筋原材及加工后的半成品都必須做好防銹防污染處理，保證鋼筋表面清潔干凈，分類集中存放，并對(duì)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)存放的鋼筋進(jìn)行下墊上蓋處理。鋼筋加工下料前，結(jié)合圖紙要求由專業(yè)技術(shù)人員填寫下料單，技術(shù)主管復(fù)核后進(jìn)行配料加工。

（2）鋼筋安裝：半成品鋼筋經(jīng)驗(yàn)收合格后，由鋼筋運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。根據(jù)測(cè)量放出的基床混凝土尺寸邊線，進(jìn)行鋼筋骨架安裝。鋼筋間距利用限位器進(jìn)行固定后，焊接預(yù)埋鋼筋及連接套筒。

鋼筋骨架利用架立筋支撐，使用固定于橫向工字鋼上的緊線器調(diào)整頂面標(biāo)高，保證其不塌陷、不變形。鋼筋實(shí)行梅花點(diǎn)綁扎，數(shù)量、間距等要符合設(shè)計(jì)要求，主筋保護(hù)層厚度不小于70 mm［4］。按測(cè)量人員放樣給出的模板支承位置、鋼筋鋪設(shè)線，經(jīng)復(fù)核無(wú)誤后，綁扎骨架鋼筋、吊裝模板、調(diào)整鋼筋位置，鋼筋縱橫向間距20 cm。基床混凝土鋼筋安裝見(jiàn)圖2。

3．4 模板制作與安裝

混凝土基床模板采用廠制定型大塊鋼模拼裝而成，大塊模板長(zhǎng)度按照CRTSIII型軌道板5600型一塊板的長(zhǎng)度，再考慮軌道板間隙進(jìn)行加工，高度按128 cm，并考慮在頂部?jī)蓚?cè)預(yù)留10 cm×15 cm（寬×高）臺(tái)階進(jìn)行加工。端模根據(jù)止水帶的安裝位置以及上下兩道傳力桿的設(shè)置位置分塊加工而成，以方便拆卸，模板拆裝采用吊車吊裝。模板加固采用在級(jí)配碎石（摻5%水泥）內(nèi)植入鋼筋固定模板外側(cè)的支撐架，在模板兩端及模板接縫處用鋼管加底托和頂托再進(jìn)行加固。模板安裝穩(wěn)固牢靠、接縫密實(shí)，不得漏漿。模板與混凝土的接觸面應(yīng)清理干凈并涂刷脫模劑。

為準(zhǔn)確控制兩層基床混凝土厚度，以符合設(shè)計(jì)要求，在模板內(nèi)側(cè)明顯標(biāo)示出C20和C35混凝土澆筑的高度位置?；不炷聊０灏惭b見(jiàn)圖3。

圖3 基床混凝土模板安裝

3．5 預(yù)埋件安裝

混凝土基床按軌道專業(yè)要求預(yù)埋連接套筒［5］，連接套筒鋼筋采用HRB400φ16 mm鋼筋。連接套筒采用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼加工而成，套筒內(nèi)螺紋采用正反絲扣，內(nèi)徑與連接鋼筋直徑相匹配，正反絲扣長(zhǎng)度各為23 mm，套筒總長(zhǎng)2×23＝46 mm，套筒外徑為26 mm。連接套筒配置高密度聚乙烯塑料保護(hù)端蓋，并在套筒內(nèi)填塞黃油。

混凝土基床內(nèi)預(yù)埋鋼筋和底座內(nèi)連接鋼筋均為L(zhǎng)形，預(yù)埋套筒、預(yù)埋鋼筋及塑料保護(hù)端在預(yù)埋前組裝成一體，并嚴(yán)格控制混凝土基床內(nèi)預(yù)埋鋼筋擰入套筒中的深度。預(yù)埋套筒埋入混凝土基床后，頂面與混凝土基床面平齊，不允許高于基床面，頂面允許誤差為+0、-5 mm。

距混凝土基床底20 cm及混凝土基床頂20 cm處埋設(shè)傳力桿。傳力桿采用長(zhǎng)50 cm、直徑40 mm的光圓鋼筋，橫向間距0.3 m，頂層C35與底層C20混凝土基床埋設(shè)位置應(yīng)一致。傳力桿利用定型模板預(yù)留孔進(jìn)行固定，端部用扣件鎖定在水平鋼管上，保證其平面及高程的埋設(shè)位置?；不炷令A(yù)埋件安裝見(jiàn)圖4。

圖4 基床混凝土預(yù)埋件安裝

3．6 基床混凝土澆筑

（1）混凝土澆筑前準(zhǔn)備：澆筑前必須對(duì)基床基礎(chǔ)范圍內(nèi)的雜物、積水進(jìn)行全面清理，對(duì)模板、鋼筋、預(yù)埋件及集水井位置進(jìn)行認(rèn)真檢查驗(yàn)收，確保位置準(zhǔn)確并固定牢靠，保證澆筑過(guò)程中不發(fā)生位移松動(dòng)。

（2）基床混凝土澆筑：先澆筑底層C20混凝土，初凝之前再澆筑頂層C35混凝土，每次施工分層澆筑［6］，每層厚度不宜超過(guò)40 cm。層內(nèi)由基床兩邊向中間澆筑，并在下一層混凝土澆筑面初凝之前，將上一層混凝土澆筑完畢，保證上下兩層澆筑面無(wú)層間冷縫發(fā)生。

為保證混凝土澆筑時(shí)其自由下落高度不大于2 m，應(yīng)視情況設(shè)置溜槽或采用泵車澆筑?；炷恋恼駬v采用插入式振搗棒，操作中嚴(yán)格按振動(dòng)棒的作用范圍進(jìn)行，嚴(yán)禁漏搗。振搗時(shí)應(yīng)快插慢抽，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，避免因振搗不密實(shí)出現(xiàn)蜂窩麻面，或因振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而出現(xiàn)振搗性離析的情況，重點(diǎn)加強(qiáng)基床混凝土頂面兩側(cè)倒角處振搗，保證氣泡完全排出。

（4）基床混凝土養(yǎng)護(hù)：在混凝土澆筑完畢后，及時(shí)用土工布覆蓋灑水，并用塑料布包裹保濕養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)期間可采用養(yǎng)生水桶接軟管進(jìn)行滴漏滲水法，養(yǎng)生期不小于14 d［8］，夏季和冬季混凝土施工需編制專項(xiàng)方案進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。拆除模板時(shí)應(yīng)保證基床混凝土表面及棱角不受損傷（見(jiàn)圖5）。

圖5 基床混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

3．7 基床伸縮縫設(shè)置及止水帶安裝

（1）伸縮縫設(shè)置：混凝土基床伸縮縫的設(shè)置應(yīng)與無(wú)砟軌道底座板伸縮縫的設(shè)置一致［9］?；炷粱彩┕で案鶕?jù)軌道圖紙或布板數(shù)據(jù)確定基床伸縮縫里程，嚴(yán)格控制伸縮縫位置施工誤差，保證滿足軌道設(shè)計(jì)相關(guān)要求。

（2）伸縮縫填塞：基床伸縮縫寬2 cm，縫內(nèi)設(shè)置14 mm厚聚氨酯密封膠，其下設(shè)置直徑22 mm聚乙烯棒作為背襯材料。背襯材料下采用厚20 mm的聚乙烯板填縫，背襯材料利用鉚釘梅花形固定，間距1.0 m。為了保證路基伸縮縫施工質(zhì)量，待路基沉降穩(wěn)定及架梁完成后，對(duì)伸縮縫進(jìn)行填充施工。

（3）止水帶安裝：C35混凝土基床頂面以下150 mm設(shè)置止水帶。止水帶安裝于伸縮縫模板處，利用上下兩塊模板進(jìn)行固定。止水帶利用模板固定后，在外側(cè)利用槽鋼進(jìn)行定位，保證其平順。

3．8 集水井施工

（1）區(qū)間無(wú)砟軌道路基面線間積水采用線間集水井與埋入基床內(nèi)的排水管連接排出，線間底座板內(nèi)緣間混凝土做成向內(nèi)5%的排水坡。

（2）集水井沿線路方向每隔30 m左右設(shè)置一個(gè)，V形坡段的最低點(diǎn)、下坡方向的隧道口、下坡方向距離橋頭12 m處必須設(shè)置，橫向排水口位置必須注意避開(kāi)接觸網(wǎng)基礎(chǔ)。

（3）集水井連接的排水管采用直徑150 mm、壁厚4.5 mm的不銹鋼鋼管，排水管底部設(shè)置不小于4%橫向排水坡。路塹地段出口位置接入側(cè)溝溝壁內(nèi)，路堤地段排水管出口置于主骨架中間或空心塊護(hù)坡肋柱處。

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，課堂活動(dòng)中更加注重研討式學(xué)習(xí)，同伴互助學(xué)習(xí)與教師引導(dǎo)下的研討學(xué)習(xí)活動(dòng)占課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)比重較以往有較大提高，學(xué)生課堂主動(dòng)參與度相應(yīng)提高，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下的考核方式理應(yīng)避免評(píng)估過(guò)程流于形式，而應(yīng)該切實(shí)提高其對(duì)教學(xué)活動(dòng)的引領(lǐng)性與針對(duì)性[3]。

3．9 沉降觀測(cè)

（1）路堤沉降觀測(cè)：一般路堤地段采用A型觀測(cè)斷面［10］，監(jiān)測(cè)斷面包括沉降測(cè)釬和沉降板。沉降測(cè)釬每斷面設(shè)置3個(gè)，布置于雙線路基中心及混凝土基床兩側(cè)距邊緣0.2 m處；沉降板每斷面設(shè)置1個(gè)，布置于雙線路基中心。

（2）路塹沉降觀測(cè)：路塹地段采用B型觀測(cè)斷面，分別于雙線路基中心及混凝土基床兩側(cè)距邊緣0.2 m處設(shè)1根沉降測(cè)釬。

（3）監(jiān)測(cè)元件埋設(shè)：沉降測(cè)釬選擇φ22 mm不銹鋼棒，頂部磨圓并刻十字線，于混凝土基床表面鉆孔植入，埋入混凝土基床深度為0.15 m，頂部圓頭出露。鉆孔應(yīng)采用專用鉆孔設(shè)備及專用鉆頭以確?？讖娇咨钜螅苊鈸p傷基床混凝土及鋼筋。

（4）監(jiān)測(cè)方法與要求：采用水準(zhǔn)測(cè)量方法，按測(cè)量精度要求和頻次定期觀測(cè)測(cè)釬頂面測(cè)點(diǎn)高程。

4 基床混凝土施工質(zhì)量保證措施

4．1 組織措施

建立以項(xiàng)目總工程師為首的技術(shù)責(zé)任制，健全技術(shù)管理體系，實(shí)行項(xiàng)目部、架子隊(duì)及作業(yè)班組三級(jí)技術(shù)質(zhì)量管理機(jī)制。

精心組織、精心施工，嚴(yán)格按照工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理，落實(shí)責(zé)任制、質(zhì)量負(fù)責(zé)制，完善施工自檢、配合監(jiān)理檢查驗(yàn)收的質(zhì)量保證體系。

4．2 管理措施

實(shí)行“三檢制”，設(shè)安質(zhì)部，配專職質(zhì)檢工程師，在作業(yè)隊(duì)伍設(shè)專職質(zhì)檢員，實(shí)行自檢、互檢、交接檢“三檢制”。在施工過(guò)程中自下而上，按照“跟蹤檢測(cè)”、“復(fù)檢”、“抽檢”三個(gè)等級(jí)分別實(shí)施質(zhì)量檢測(cè)職能。

4．3 技術(shù)措施

（1）基床混凝土施工前質(zhì)量控制措施：由測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙數(shù)據(jù)對(duì)基床級(jí)配碎石表面中線高程、路肩高程、中線至路肩邊緣距離及寬度、橫坡進(jìn)行測(cè)量控制。對(duì)不符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的位置進(jìn)行返工處理。對(duì)標(biāo)高高于設(shè)計(jì)值的進(jìn)行刨除，對(duì)標(biāo)高低于及寬度小于設(shè)計(jì)值的進(jìn)行返工處理。處理合格后方可進(jìn)行基床混凝土施工。

（2）鋼筋工程質(zhì)量保證措施：鋼筋下料單必須經(jīng)過(guò)技術(shù)主管審核后，由鋼筋加工場(chǎng)集中下料，下料成型的鋼筋，按圖紙編號(hào)順序掛牌，堆放整齊，鋼筋的堆放場(chǎng)地要采取防銹措施。鋼筋綁扎完畢，要經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，方可澆筑混凝土，及時(shí)處理在施工過(guò)程中發(fā)生的鋼筋及預(yù)埋件移位等問(wèn)題。

（3）混凝土質(zhì)量控制措施：混凝土入模前各項(xiàng)質(zhì)量試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，混凝土外觀達(dá)到表面平順，模板拼縫細(xì)小、橫平豎直，棱角線條分明、顏色一致，無(wú)蜂窩麻面和裂紋現(xiàn)象。

（4）防止質(zhì)量通病的措施［11］：模板表面應(yīng)清理干凈，不得粘有干硬水泥砂漿等雜物；模板在立模前要進(jìn)行檢修，鋼模板邊棱要整齊，孔洞要焊補(bǔ)；使用脫模劑時(shí)應(yīng)采用干凈的毛巾浸入脫模劑稍微擰干后涂抹均勻，不得漏抹。

澆筑混凝土前，認(rèn)真檢查鋼筋位置和保護(hù)層厚度是否正確，墊塊是否牢固，檢查預(yù)埋件位置是否準(zhǔn)確，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整。

混凝土攤鋪厚度按40 cm厚分層施工。為保證上下層混凝土結(jié)合良好，振搗時(shí)振搗器應(yīng)插入下層混凝土并掌握好振搗時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，只要混凝土表面呈現(xiàn)不再下沉，不再出現(xiàn)氣泡、表面泛漿即可，振搗時(shí)要特別注意模板邊角處。澆筑混凝土過(guò)程中，要經(jīng)常觀察模板、支架、堵縫等情況，如發(fā)現(xiàn)模板有脹模、松動(dòng)等現(xiàn)象，要停止?jié)仓M(jìn)行加固處理。

加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，及時(shí)覆蓋土工布，充分澆水濕潤(rùn)并包裹塑料布養(yǎng)生，適當(dāng)增加灑水次數(shù)。拆模時(shí)間要正確掌握，禁止過(guò)早拆模。

5 結(jié)束語(yǔ)

基床混凝土是高速鐵路路基施工的關(guān)鍵部位，直接影響鐵路運(yùn)行安全。施工過(guò)程中應(yīng)注意施工工藝及質(zhì)量控制措施，要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)范施工，及時(shí)收集、整理、儲(chǔ)存與質(zhì)量有關(guān)的信息資料，并總結(jié)優(yōu)化施工細(xì)節(jié)，確保施工質(zhì)量。