吳樹穎 （中鐵十六局集團有限公司，天津 300162）

在我國高速鐵路大規(guī)模發(fā)展的大背景下，自密實高性能混凝土的應(yīng)用程度顯著提升。目前我國已經(jīng)自主研發(fā)出了CRTSIII型板，該技術(shù)的深度發(fā)展對于自密實高性能混凝土在高鐵工程中的應(yīng)用起到了積極的推動作用。

1 案例分析

本文以實際城際高鐵為分析背景，該工程中使用的是CRTSIII型板無砟軌道，對應(yīng)的材料為C40自密實高性能混凝土。受可灌溉空間的限制（介于8～10cm之間），鋼筋密集程度顯著增加，同時還存在斷面小以及振搗性差等問題，這對灌注材料的流動性提出了更高的要求。而使用自密實高性能混凝土后，上述問題得到了明顯的改觀，以往離析、充盈度欠佳以及浮漿等現(xiàn)象都得到了很好的解決。

2 主要質(zhì)量缺陷及防治措施

2.1 充盈度不足原因分析

判斷填充層質(zhì)量是否達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)有很多，其中以充盈度最為關(guān)鍵。在實際施工過程中，需要在無砟軌道內(nèi)配備2個觀測孔以及4個排氣孔，如果上述兩個區(qū)域內(nèi)被填入了自密實高性能混凝土，則代表充盈度符合工程標(biāo)準(zhǔn)。如果出現(xiàn)充盈度欠佳現(xiàn)象，其可能的原因如下。

①材料入模擴展度偏小。入模擴展度是衡量自密實高性能混凝土的關(guān)鍵指標(biāo)，參閱相關(guān)材料可知，對于本文所論述的武咸城際鐵路而言，其對應(yīng)的材料擴展度應(yīng)介于650～750mm這一范圍內(nèi)。當(dāng)氣溫較高時，該指標(biāo)應(yīng)盡可能接近上限值；反之，則應(yīng)盡可能接近下限值，伴隨著當(dāng)口氣溫的變化，擴展度也應(yīng)隨之進行調(diào)整。若擴展度低于現(xiàn)場氣溫所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值，此時自密實高性能混凝土材料會表現(xiàn)出干稠的特性。正常情況下單塊板的灌注時間介于8～12min區(qū)間內(nèi)，若在長達(dá)15min的灌注后材料依然未通過軌道板的四個角時，其對應(yīng)的充盈度不足現(xiàn)象將顯著加劇[1]。

②環(huán)境溫度過高。有時，即便材料擴展度達(dá)到了實地工程要求，但依然存在充盈度欠佳的現(xiàn)象，此狀況大多由外界溫度過高所致。根據(jù)實地勘測可知，如果現(xiàn)場溫度(T)超過30℃，填充層的封閉性隨之上升，內(nèi)外部空氣流動性降低，導(dǎo)致腔內(nèi)氣溫顯著超過大氣溫度，此時腔內(nèi)溫度T1與大氣溫度之間具有如下關(guān)系：

如果充填層的溫度過高，當(dāng)混凝土材料進入該區(qū)域內(nèi)，將會加快蒸發(fā)速度，流動性隨之降低，從而導(dǎo)致混凝土在極短時間內(nèi)出現(xiàn)干硬現(xiàn)象。盡管此時對應(yīng)的擴展度達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)范圍的上限值，但混凝土材料依然無法到達(dá)四個角。

2.2 防治措施

2.2.1 合理選擇適當(dāng)?shù)娜肽U展度

入模擴散度需要根據(jù)現(xiàn)場氣溫的變化做以調(diào)整，否則將影響灌注質(zhì)量[2]。通常情況下，在低氣溫環(huán)境中混凝土擴散度也應(yīng)隨之縮小，并向標(biāo)準(zhǔn)下限值靠近，反之則應(yīng)向上限靠近。標(biāo)準(zhǔn)擴散度范圍的下限值為650mm，當(dāng)入模擴散度低于該范圍時，擴散度過小將會帶來充盈度不足的現(xiàn)象。

2.2.2 避開高溫時段灌注施工

無砟軌道充填層灌注質(zhì)量受季節(jié)因素的影響較大，由于夏季多為悶熱高溫天氣，因此不適宜展開灌注作業(yè)。在工程進度與資金允許的情況下，應(yīng)盡可能避免夏季作業(yè)。若受種種因素限制而不得已在夏季進行灌注時，受季節(jié)突發(fā)性的影響，也應(yīng)盡可能避開午后等高溫時段，以早晚施工為佳。此外，混凝土保坍工作也至關(guān)重要。對于剩余季節(jié)而言，施工也應(yīng)盡可能避免高溫時段，否則也容易造成充盈度不足的現(xiàn)象。

3 浮漿層形成原因及防治措施

3.1 浮漿層形成原因分析

工程中浮漿層又可以稱之為發(fā)泡層，其實質(zhì)為松軟層且有一定厚度。該層與無砟軌道相接觸，并依附在充填層表面，因此具有連接作用。如果連接力不足，接觸部位將會產(chǎn)生裂縫。充填層出現(xiàn)浮漿通常是由混凝土離析所造成的，此時內(nèi)部的均勻性不足，碎石與漿體緊固程度欠佳，在碎石下沉的同時漿體還將出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。

3.2 防治措施

從成因上考慮不難得知，杜絕自密實高性能混凝土離析的產(chǎn)生是抑制浮漿層現(xiàn)象的重要途徑，在本工程中可采用的方法有如下兩種。

3.2.1 適當(dāng)摻入改性劑

改性劑集各類外加劑功能于一身，它具備增稠劑、流平劑等多種功能，使用此材料可以大幅改善自密實高性能混凝土泌水現(xiàn)象，從而提升混凝土內(nèi)部的均勻程度。當(dāng)混凝土擴展度較大時（通常不得超過780mm），會出現(xiàn)明顯的離析分層現(xiàn)象，基于茹聚特性，可以避免上述問題。

3.2.2 改善聚梭酸高性能減水劑性能

伴隨著自密實高性能混凝土茹性的下降，灌注后將會出現(xiàn)大量氣泡，漿體逐步上浮并伴有浮漿層的出現(xiàn)。工程中，將混凝土茹性欠佳簡稱為TS。當(dāng)時間＜2.5s以內(nèi)時，需要對聚羧酸高性能減水劑的使用規(guī)格做以適度調(diào)整，具體可行的方法有提升減水率，有時也可適當(dāng)增加摻量，此時單方混凝土所需的水量將得以減少，浮漿層得到了較好的控制。當(dāng)工程施工作業(yè)發(fā)生在冬季時，由于該季節(jié)溫度普遍較低，因此需要對減水劑進行相應(yīng)調(diào)整，具體表現(xiàn)為保坍成分的降低。若未采取上述操作，自密實高性能混凝土很有可能會出現(xiàn)擴展度返大現(xiàn)象，從而導(dǎo)致離析現(xiàn)象的出現(xiàn)，最終灌注的密實性受到影響，各層結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生不同程度的離縫。

4 浮板原因與防治措施

4.1 浮板原因分析

對于高速鐵路而言，列車在運行時對軌道的平順性提出了更高的要求。如果未采取充填層灌注作業(yè)，軌道板高度極容易超過標(biāo)準(zhǔn)范圍，而這便可稱之為浮板。對于無砟軌道板而言，浮板的種類主要有兩種，即邊角上浮以及整體上浮，無論何種形式的浮板，只要高度不符合標(biāo)準(zhǔn)均需要展開返工作業(yè)。如果軌道板壓緊裝置配備不夠完整，或是壓緊效果欠缺，二者均會加快灌注速度，此時軌道板就會出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。

此外，當(dāng)自密實高性能混凝土擴展度低于標(biāo)準(zhǔn)范圍下限值時，在灌注作業(yè)時混凝土的流動性將受到嚴(yán)重影響，此時受局部壓力過大的影響，也會產(chǎn)生浮板。施工環(huán)境復(fù)雜，造成擴展度偏小的成因也并非一種，一方面與混凝土材料自身有關(guān)，其在離開拌合站時就低于標(biāo)準(zhǔn)值；另一方面，受運輸條件的影響，運送至現(xiàn)場所需的時間過長也會引發(fā)擴展度偏小的現(xiàn)象。

4.2 防治措施

在對成因進行分析后，提出了具體的解決措施：

①適當(dāng)增加壓緊裝置或改變壓緊方法

參考正常情況下的作業(yè)工藝，對其中的要點加以總結(jié)，在非特殊情況下若浮板現(xiàn)象較為明顯，此時可以去的措施有二：確保壓緊裝置的數(shù)量；穩(wěn)定壓緊質(zhì)量。

②嚴(yán)格控制灌注下料速度

在灌注過程中應(yīng)確保設(shè)備各開關(guān)的操作準(zhǔn)確性，否則也將帶來灌注速度過快等現(xiàn)象。伴隨著灌注速度的加快，將會在一定程度上引發(fā)混凝土擴展度過大等問題。因此需要提升現(xiàn)場作業(yè)人員的規(guī)范性，確保作業(yè)者對設(shè)備進行合理的控制。

③防止自密實高性能混凝土擴展度過小

灌注之前的檢測工作至關(guān)重要，應(yīng)對自密實高性能混凝土進行全面的參數(shù)檢測。當(dāng)擴展度偏小時，需要適用適量的聚羧酸高性能減水劑，直至達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)后方可進行灌注施工。

④盡量避開氣溫相對偏高中午時段

相比之下，午后兩點是一天中氣溫最高的時段，此時若進行自密實高性能混凝土施工，將會對灌注質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。對此，需要進行現(xiàn)場試驗，對各類影響因素做以深度分析，從而確保高溫時段的灌注質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)。此外，若條件允許施工應(yīng)盡量繞開高溫階段。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合案例分析，對CRTSIII型板式無砟軌道自密實混凝土缺陷的原因進行了詳細(xì)的分析，并在此基礎(chǔ)之上對該缺陷提出了可操作性強的防治措施，確保CRTSIII型板式無砟軌道在施工過程中盡可能的避免這些缺陷，提升工程質(zhì)量。