重慶火車西站站臺(tái)清水混凝土施工技術(shù)

Construction Technology for As-cast Finish Concrete of Chongqing West Railway Station Platforms

白杰亮（成都鐵路局客站建設(shè)指揮部，四川成都　610000）

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重慶火車西站站臺(tái)清水混凝土施工技術(shù)

Construction Technology for As-cast Finish Concrete of Chongqing West Railway Station Platforms

白杰亮
（成都鐵路局客站建設(shè)指揮部，四川成都610000）

摘要：該文結(jié)合重慶火車西站站房清水混凝土工程的實(shí)際情況，從混凝土原材料選擇、配合比確定、模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)、混凝土施工工藝等方面，詳細(xì)介紹了清水混凝土施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：火車站房；清水混凝土；配合比；施工技術(shù)

Abstract：Combined with the actual conditions of the Chongqing West Railway Station buildings of as-cast finish concrete, the construction technology for as-cast finish concrete is introduced in detail from the aspects of raw materials selection, mix proportion determination, template system design and concrete construction technology.

Keywords：railway station building；as-cast finish concrete；mix proportion；construction technology

1　工程概況

該工程為重慶至貴陽鐵路擴(kuò)能改造重慶西站站房及相關(guān)工程，是在既有重慶東站的站址上新建的集城市軌道、公交、長(zhǎng)途、出租和社會(huì)車輛等各種交通方式為一體的客運(yùn)綜合交通樞紐，重慶西站分別引入渝昆（5站臺(tái)11線）、渝黔（6站臺(tái)12線）、遠(yuǎn)期渝長(zhǎng)（4站臺(tái)8線）三線，主體工程包括站房（含框架橋）、無柱雨篷、高架橋、行包地道四大部分，總建筑面積約12 萬m2。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，站房雨棚工程區(qū)域要求采用清水混凝土，即直接采用現(xiàn)澆混凝土的自然表面效果作為飾面，要求表面平整光滑、色澤均勻、無碰損和污染，表面呈現(xiàn)有規(guī)律性線條或孔眼，通過混凝土的本色和自身質(zhì)感實(shí)現(xiàn)美觀效果。本文以重慶火車西站為例，從混凝土原材料選擇、配合比確定、模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)、混凝土施工工藝等方面，詳細(xì)介紹清水混凝土施工技術(shù)。

2　混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1原材料選擇

水泥：重慶拉法基瑞安特種水泥有限公司產(chǎn)P.O42.5低堿水泥；

粉煤灰：珞璜電廠F類粉煤灰；

砂：長(zhǎng)江河砂和機(jī)制砂復(fù)合，細(xì)度模數(shù)為2.5；

碎石：重慶中梁山5～10mm和10～20mm二級(jí)配復(fù)合碎石；

外加劑1：科之杰聚羧酸高性能緩凝型減水劑（HPWRR）；

外加劑2：重慶森軒S-AC膨脹劑。

2.2配合比設(shè)計(jì)思路

工程受既有線路影響分兩期施工，兩期前后施工間隔時(shí)間長(zhǎng)，因此如何控制前后兩期混凝土色差及每一批次的混凝土色差是該工程的一大難點(diǎn)。因此，在設(shè)計(jì)配合比時(shí)需根據(jù)所選用的工程材料和施工方案等，在兼顧力學(xué)性能、耐久性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，以最優(yōu)目標(biāo)規(guī)劃，研究混凝土的最佳配合比范圍和材料組成，提出以色差控制和防治表觀質(zhì)量缺陷為主要目標(biāo)的清水混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)思路。在綜合新拌混凝土性能、力學(xué)性能、變形性能、耐久性能和外觀質(zhì)量研究等試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定適用于重慶火車西站站房清水混凝土的最優(yōu)配合比[1]。

2.3配合比設(shè)計(jì)步驟

2.3.1確定配制強(qiáng)度

根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55-2011混凝土的配制強(qiáng)度采用下式確定[2]：fcu,o=fcu,k+1.645×σ，σ取5，則：fcu,o= 40+1.645×5=48.2MPa。

2.3.2確定水膠比

根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求水泥用量不低于340kg/m3，粉煤灰摻量不小于水泥用量30%，結(jié)合聚羧酸高性能減水劑使用情況，進(jìn)行多次試配，根據(jù)拌合物的性能情況，選定水膠比為0.36。

2.3.3確定用水量

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工所需坍落度要求結(jié)合實(shí)際所使用的原材料情況，選定混凝土每立方米用水量為230kg/m3。外加劑減水率25%，摻量1.2%。摻外加劑時(shí)，每立方米混凝土的用水量（mw0）可按下式計(jì)算：

mw0=mw1（1-β）；

其中mw0-計(jì)算配合比每立方米混凝土的用水量（kg/m3）；

mw1-未摻外加劑時(shí)推定的滿足設(shè)計(jì)坍落度要求的用水量（kg/m3）；

β-外加劑減水率（%）；

代入公式可得mw0= 172kg/m3。

2.3.4確定膠凝材料用量

每立方米混凝土的膠凝材料用量（mb0）可按下式計(jì)算：

mb0=mw0/（W/B）；

其中mb0-每立方米混凝土膠凝材料用量（kg/m3）；

mw0-每立方米混凝土用水量（kg/m3）；

W/B-混凝土水膠比。

代入公式可求得每立方米混凝土膠凝材料用量mb0=420kg/ m3。

根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，宜摻入部分礦物摻合料以降低水化熱，從而控制混凝土因水化熱引起的開裂。礦物摻合料選用Ⅱ級(jí)粉煤灰，摻量為膠凝材料用量的15%，即粉煤灰用量63kg/ m3，水泥用量為420-63=357kg/m3。

2.3.5確定骨料用量

粗骨料和細(xì)骨料用量的確定，應(yīng)符合下列規(guī)定。

采用假定容重法計(jì)算：

mfo+mco+mgo+mso+mwo=mcp……①

βs=mso/（mso+mgo）×100%………②

其中mcp-每立方米混凝土拌合物的假定質(zhì)量（kg/m3）Βs-砂率，砂率取βs=42%，

假定容重mcp=2420kg/m3；

代入公式①、②即可求得：

mco=357kg/m3；mfo=63kg/m3；

mso=768kg/m3；mgo=1060kg/m3；

mwo=172kg/m3；mao=5.04kg/m3；

2.3.6配合比調(diào)整與確定

經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)驗(yàn)證，通過對(duì)比混凝土色差，觀察混凝土表觀質(zhì)量，最終確定最優(yōu)配合比指標(biāo)，如表1。

表1　自密實(shí)清水混凝土配合比kg/m3

3　模板設(shè)計(jì)與安裝

3.1模板設(shè)計(jì)

清水混凝土對(duì)模板的剛度以及表面光潔度等要求較高，而該工程清水混凝土柱的造型為四角圓弧，中間面25mm凹槽，如何控制凹槽處不漏漿，拆模時(shí)不損傷棱角是該工程施工的一大難點(diǎn)。通過實(shí)地考察、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等方法，綜合比較各種模板體系的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定柱子模板采用定型鋼模板。

為了達(dá)到凹槽處不漏漿，拆模時(shí)不因模板角度損傷棱角，將25mm處90°直角改為105°圓角，且該處模板采用整塊鋼板壓制，不留豎向縫，將模板拼縫留置在100mm圓角起弧處，如圖1所示。

圖1　單塊拼接鋼模板

為了減少模板拼縫留下的豎向蟬縫以及安拆方便，柱模板采用四塊1600mm高的鋼模板拼接而成，如圖2所示。

圖2　柱拼接鋼模板

3.2模板安裝

3.2.1模板拼裝

模板打磨完成，拼縫處貼完雙面膠后開始拼裝。柱子按水平蟬縫共分為8節(jié)（6節(jié)1.6m+1節(jié)1.05m+1節(jié)0.3m），拼裝按進(jìn)場(chǎng)前模板編號(hào)依次拼裝，柱子模板共四個(gè)面，按面拼裝完成后把四個(gè)面整體組裝加固，如圖3。拼裝的過程中隨時(shí)檢查拼縫的線條，錯(cuò)臺(tái)與平整度（相鄰面板高低差≤2mm，相鄰面板拼縫高低差≤0.5mm），拼縫橫平豎直、水平交圈，豎向成線。

圖3　柱拼接鋼模板

3.2.2模板刷隔離劑

鋼模板所用隔離劑為新液壓油，操作工人不得穿鞋操作，進(jìn)入模板里面后，先用干凈的干毛巾分塊按節(jié)依次清理模板表面的灰塵，特別注意圓弧角及25mm陰角處，清理干凈后開始涂刷隔離劑。

3.2.3模板安裝

模板整體拼裝1-8節(jié)高度為10.95m，質(zhì)量9.7t。

（1）在柱鋼筋上標(biāo)出8m位置控制線，標(biāo)高從上往下返，保證模板底面留出2cm的位置墊聚苯板等塑性材料；

（2）鋼模外側(cè)四面按節(jié)焊接可供高頻附著式振搗器懸掛固定的絲桿；

（3）模板吊裝前柱子先將導(dǎo)管下插到柱子底部（距底部300～500mm）；

（4）模板整體吊裝前先做地錨，吊裝從綁扎好的鋼筋上部穿到柱底部，柱角留置四個(gè)千斤頂用于調(diào)節(jié)柱子標(biāo)高，吊裝入位后待四面鋼絲繩與地錨連接牢固后再松掉模板與吊裝設(shè)備的鋼絲繩，然后通過千斤頂、地錨鋼絲繩來調(diào)節(jié)校正模板的標(biāo)高與垂直度。為了保證模板在吊裝與振搗過程中不出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，模板拼縫處全部設(shè)置限位銷；

（5）吊裝就位，校正模板之后，用水泥砂漿封堵柱根部，水泥砂漿封堵至少3～5h達(dá)到一定強(qiáng)度之后才可澆筑混凝土以免造成漏漿；

（6）由于鋼筋自身原因且柱身較高，綁扎之后的柱鋼筋籠會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在模板吊裝校正之后，用鐵絲拉住鋼筋主筋固定于模板對(duì)拉孔眼位置，糾正鋼筋偏向；

（7）再次檢查模板加固、密封、垂直度、平整度自檢合格后報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收。

4　混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)

4.1混凝土澆筑

（1）為了保證灌注混凝土質(zhì)量，貯料斗及導(dǎo)管內(nèi)混凝土的初灌量必須滿足首次灌注時(shí)底端能埋入混凝土0.8～1.0m，隨著混凝土的上升要適當(dāng)提升和拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管埋入混凝土最大深度不得超過6m，導(dǎo)管底端埋入混凝土表面以下應(yīng)保持2～3m，不得小于2m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土表面。

（2）一根柱子的混凝土量為7.3m3，為了減小泵送對(duì)混凝土塌落度及工作性能的影響，該工程柱選用塔吊吊料，固定容積料斗1m3，一立方混凝土可澆筑1.6m高，澆筑完第二斗料時(shí)可開始適當(dāng)提升導(dǎo)管，之后每澆筑一斗料提升或拆除一節(jié)導(dǎo)管（1.6m），直至混凝土全部澆筑完畢。

（3）為了保證混凝土氣泡的快速排出，每放一斗料，在模板外側(cè)四個(gè)面依次開啟附著式振搗器3-5s，隨著混凝土面的提升分節(jié)依次振搗。

（4）混凝土澆筑完畢，表面收平，尤其是柱最外邊緣采用二次收面，保證混凝土面與模板面齊平，無色塑料薄膜覆蓋，如圖4所示。

圖4　混凝土柱養(yǎng)護(hù)

（5）待混凝土澆筑完成12h之后將柱頂外邊緣以內(nèi)50mm區(qū)域鑿毛，灑水覆蓋無色塑料薄膜。

4.2清水混凝土柱的養(yǎng)護(hù)

模板拆除后用干凈清水澆濕混凝土表面并用塑料薄膜套將柱身全部包裹，如圖5所示；每隔兩小時(shí)養(yǎng)護(hù)一次，保持混凝土表面濕潤(rùn)，中午高溫時(shí)段加大養(yǎng)護(hù)次數(shù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14d。

圖5　混凝土柱效果圖

5　結(jié)束語

重慶火車西站站房清水混凝土施工過程中嚴(yán)格控制施工工藝，已澆筑的清水混凝土柱表面平整光滑、色澤均勻，達(dá)到清水混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。希望通過此工程的實(shí)踐，為今后的相關(guān)工程提供實(shí)際的參考價(jià)值和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]駱發(fā)江，王偉.大斜面結(jié)構(gòu)清水混凝土施工技術(shù)[J].建筑施工，2010（2）：151-156.

[2]中國建筑科學(xué)研究院.JGJ55-2011普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

作者簡(jiǎn)介：白杰亮（1980-），男，山西柳林人，研究生，工程師，主要從事施工技術(shù)管理工作。

收稿日期：2016-01-08

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.02.036

中圖分類號(hào)：TU745

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9107（2016）02-0036-03