高速铁路无砟道床底座板混凝土裂纹控制技术

高速铁路无砟道床底座板混凝土裂纹控制技术

朱劲伟

山西省太原市 中铁十二局集团第二工程有限公司 030032

摘 要 高速铁路无砟轨道底座板混凝土质量控制是至关重要的关键工序，混凝土裂纹给运营维修增加较大的负担。结合现场施工情况，对无砟轨道底座板混凝土质量进行了工艺方面的研究，制定了一套成熟的施工工艺，有效的控制了无砟道床底座板混凝土裂纹产生，同时提高了施工质量。

1 工程概况

京唐城际铁路桥梁地段CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板为钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C40，采用单元结构。严格控制混凝土入模温度；混凝土振捣密实，其中底座板对应自密实混凝土凸台设置凹槽，凹槽四周应振捣密实；底座混凝土及时抹面；浇筑完后尽早全面覆盖及保温保湿养护。

2 施工工况

底座板浇筑完成后在养护过程中出现裂纹，主要有以下工况：

工况1：底座板对应自密实混凝土凸台设置的限位凹槽四角位置出现裂纹，成“八字状”，见图1。

工况2：底座板横向出现不规则裂纹，见图1。

工况3：沿底座板纵向横向排水坡范围内出现裂纹，见图2。

工况4：底座板表面出现“蜘蛛网”状龟裂纹状。

图1 底座板横向、八字裂纹 图2 底座板纵向裂纹

3 原因分析

针对现场出现的裂纹几种工况，从混凝土性能、结构受力、混凝土浇筑过程、混凝土养护、要素配置等几个方面进行分析总结，底座板混凝土出现裂纹主要原因有以下几个方面：

3.1混凝土配比及性能指标影响

混凝土粗骨料级配中16-31.5mm碎石比例偏低，混凝土浇筑完成后，表面粒径较大的粗骨料较少，表面浆液过多，易出现裂纹；混凝土坍落度偏大，拌和控制不严格。

3.2局部结构应力集中

底座板用于安装凸台预留的限位凹槽四角结构应力集中，原设计中已考虑应力集中这种因素，在底座板配筋中增加了“防裂筋”，增加措施仍未解决局部应力集中这这种情况，导致限位凹槽四周出现“八字裂纹”。

3.3混凝土浇筑过程控制不到位

底座板混凝土浇筑速度过快；配置振捣棒数量不足；混凝土振捣范围不均匀，局部存在漏振现象；收面、抹面工序每工作班组配置人员不足。

3.4混凝土养护措施不到位

护覆盖措施保湿时间短，水分散失过快；养护补水措施不到位；养护时间不足。

4 施工工艺及技术参数优化

以京唐城际铁路潮白新河特大桥无砟轨道底座板施工为例，经过数次现场研究试验，根据混凝土浇筑施工工艺要求，调整了混凝土相关技术指标，改进了养护设备，增加了防裂纹措施，较好地预防了无砟轨道底座板混凝土裂纹的出现。

4.1混凝土配合比调整

底座板混凝土强度为C40，混凝土设计配合比为水泥：粉煤灰：细骨料：粗骨料：减水剂：水=1:0.43:2.45:3.83:0.014:0.52,混凝土浇筑后，混凝土表面粗骨料较低，为保证混凝土中粗骨料分布均匀，同时减少混凝土表面浆液厚度过厚，易产生裂纹的问题，经调试调整粗骨料中级配，调配比例如下表1。

4.2混凝土坍落度控制

严格控制混凝土拌和工序，按照要求现场实测混凝土坍落度，保证混凝土坍落度控制在160±20mm范围内，保证混凝土的和易性。

4.3加强结构局部应力防裂措施

原设计CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板中考虑了局部应力会产生裂纹工况，在底座板限位凹槽四角外斜向45°处增加“防裂筋”，采用的双层布置，每单元板防裂钢筋32@12，单根防裂筋L=700mm，详见图3。

图3 原设计无砟轨道底座板限位凹槽防裂钢筋布置图

钢筋绑扎中严格按照设计要求安装钢筋，但凹槽四角仍有“八字”裂纹出现，在原有设计基础上，在“防裂筋”上增加钢丝网格（网眼尺寸20×20mm，钢丝规格φ2mm），网格布置尺寸长×宽：200×100mm，每限位凹槽四角布置1张网格，每单元板布置8张钢丝网格，详见图4。

在混凝土浇筑邻近上层钢筋时，安装钢丝网格，采用绑扎方式与防裂筋或面层钢筋进行绑扎，然后浇筑剩余表面混凝土，完成收面等后续工作。

图4 新增加无砟轨道底座板限位凹槽、纵向防裂钢丝网格布置图

4.4增加纵向钢丝网格减少纵向裂纹

沿底座板表面纵向出现局部纵向裂纹，为防止混凝土表层骨料下沉，致使浆液过厚，易产生裂纹，参照限位凹槽增加钢丝网格方法，沿底座板两侧纵向方向铺设通长2条钢丝网格，宽100mm，长度同单元板长，安装方式同限位凹槽钢丝网格安装方式，具体布置方式详见图4。

4.5混凝土浇筑工艺调整

混凝土浇筑过程中调整布料顺序，先浇筑限位凹槽四角，再浇筑底座模板周边，最后剩余部分；每个底座板施工工作面配置不少于3台振捣棒，专人负责振捣，保证不漏振不过振，振捣均匀，浇筑速度不宜过快，同时严禁使用振捣棒引流混凝土。

4.6加强混凝土收面控制

混凝土收面压光共分4-5次，间隔时间分别为2h和5h左右，底座板混凝土浇筑完成后，随即采用铝合金刮杆进行整平，然后用木抹子提浆抹平，即为第1次收面；大约2h左右用铁抹子进行第2次收面压光；大约在5h混凝土初凝前进行3-5次抹面压光。

为避免混凝土表面出现“蜘蛛网”龟裂现象，在收面压光过程中，控制抹面压光时间，时间过晚混凝土初凝，收面无法完成，作业人员违规采用抹子沾水收面，水分蒸发后，特别容易出现“蜘蛛网”龟裂，严禁此类现场发生。

混凝土收面压光持续时间较长，作业人员强度大，为保证质量，每个工作面工效指标不能超过120-130m/工班，要保证收面作业人员数量满足工效指标。

4.7改善养护措施

（1）调整养护覆盖措施。前期混凝土养护采用“整体式一布一膜”土工布进行覆盖，经现场调查及总结，该方法优点主要为整体性强，洒水养护后，布膜一体吸水增重，不易被风吹散；缺点主要为土工布吸水保湿时间较短，布膜中间无空间，水汽蒸发后，不易在养护罩内留存，供水次数、水量增大。

经研究养护覆盖措施改为“分离式一布一膜”，先在底座板两侧沿纵向布置通长的两条供水通道（φ5cm塑料薄膜管，梅花型布置出水针孔），然后覆盖土工布，最后上面覆盖一层塑料薄膜。

（2）配套养护设备

单线长度160m底座板混凝土配置1个5m³塑料储水桶、1个增压水泵（配有计电器）。

根据天气、温度及湿度情况，适时调整增压泵计电器时间参数，自动调整水泵抽水供应养护用水，减少人工（手动控制供应养护用水人工）盯控，通过计电器智能控制供水装置准时补充养护用水，避免了养护用水中间间断的可能性。

（3）延长养护时间

按照混凝土规范及设计要求，混凝土养护期一般为14d，根据现场统计调查，撤除覆盖措施后，发现混凝土表面仍有局部裂纹发展；养护期延长至21d，经观察对比，混凝土表面几乎没有裂纹，混凝土外观质量稳定。

5 结束语

新优化的无砟轨道底座板混凝土施工工艺有效的预防了混凝土横向、纵向、表面龟裂等裂纹的出现，同时也解决了局部应力集中部位（限位凹槽四角“八字裂纹”）出现等问题；通过改善混凝土养护措施及延长混凝土养护时间，减少了人工的投入，进一步推动了智能化的应用，有效的保证了混凝土质量，减少了运营通车出现的混凝土问题整治投入，也大大提高了高速铁路运营的安全性。

参考文献：

[1]陈榜文. 高速铁路无砟轨道底座板混凝土裂纹防治探讨[J]. 建材发展导向, 2020, 18(7):2.

[2]任宏伟. CRTSⅢ型板式无砟轨道底座板施工技术[J]. 铁道建筑技术, 2015(8):3.023

[3]崔学冬. 高速铁路CRTSⅢ型板底座施工技术[J]. 建筑工程技术与设计, 2015. 34.034

个人简介：

姓名：朱劲伟 出生年月：1981.3.29 性别：男

籍贯：河北省保定市徐水县 现职称：工程师

学历：本科 研究方向：土木工程

工作单位：中铁十二局集团第二工程有限公司，山西省太原市小店区，邮编：030000

收信地址：天津市宝坻区环城南路丽丝尔顿大酒店中铁十二局集团有限公司京唐铁路项目经理部

收信人：朱劲伟

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