浅谈高速铁路混凝土施工方量控制

宋芝芝

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁 大连 116000）

1 概述

目前我国处于高速铁路发展的快速时期，混凝土的用量非常的巨大，预应力箱梁混凝土施工过程中，往往会存在因配合比设计不当及施工现场未合理控制导致混凝土超方现象，给工程施工带来了极大的浪费。本文通过从工程前期的配合比设计及目前混凝土所使用的水泥、粉煤灰、矿粉、砂石、钢筋等原材料存在客观原因着手，结合工程现场施工的一系列问题，着重对高速铁路预应力箱梁施工过程中混凝土的超方现象进行原因分析。

2 混凝土施工超方的成因

2.1 配合比设计容重偏小

2.1.1 根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》中要求，采用质量法计算混凝土配合比时，混凝土拌合物表观密度和配合比校正系数的计算应符合下列规定：

mf＋mc＋mg＋ms＋mw=mc，c

其中mg为每立方米混凝土的粗骨料用量；ms为每立方米混凝土的细骨料用量；mc为每立方米混凝土的水泥用量；mf为每立方米混凝土的矿物掺合料用量；mw为每立方米混凝土的水用量；mc，c为混凝土拌合物表观密度设计值，通常取2350kg/m3-2450 kg/m3之间。列举沪昆高铁某梁场C50预制箱梁配合比设计，其配合比如下：水泥：349粉煤灰:63矿粉：72砂：689碎石：1077 减水剂：4.84 水：145，单位 kg。

上述配合比设计容重为2400kg/m3。在配合比拌制过程中称得混凝土表观密度的实测值为2455kg/m3，与设计值之差的绝对值和设计值的比例为2.29%。超出了JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》中2%的要求，应将配合比中每项材料均乘以校正系数δ2.29%才能满足要求。此方法即为变相提高混凝土的设计容重。

由以上计算也可知，影响混凝土的体积主要影响成分为骨料，所以在选择料源的时候应尽可能选择级配合理，质地均匀坚固，偏轻，空隙率小，表观密度不宜过大的骨料。

就上述配合比而言，在客运专线预应力简支梁及连续梁等大体积混凝土施工工点及部位将造成混凝土的极大浪费。如沪昆高铁某梁场预应力单箱单室箱梁设计方量为323m3，承揽箱梁490榀，若采用此配合比将直接浪费混凝土约3900m3，合计成成本浪费将达一百余万元。由此可见，配合比设计容重的是否合理与准确对混凝土施工方量的节超与否尤为重要。

2.2 混凝土拌合站骨料传送带漏料

目前，我国市场所使用的部分混凝土拌合楼存在不同程度的漏料现象，由于骨料的传送皮带设计角度偏大，且使用的穿送皮带为卡槽式皮带，（若使用直皮带，可在过渡仓接口处安装刮料装置，将余料再次刮进集料过渡仓内）骨料在经皮带传送至集料过渡仓途后，粘在皮带上的余料在返程途中被洒落在地，而这部分余料已经过骨料秤的计量，所以实际下到搅拌锅内的骨料要小于计量值。致使计量是不准确，混凝土的实际方量则达不到理论方量。再者，砂石料含水率的大小对漏料的多少有着直接的影响，若为新进场检验合格的砂和碎石（其中的部分小颗粒），因含水率比较大且比重轻，所以粘在皮带上的相对较多，在回程途中落下的则相对就比较多，若为放置很久的骨料，其含水率较小，或者是干砂，粘带现象就不容易发生。

2.3 施工含水率的影响

施工过程砂石料的含水率测定难免会出现波动，若其中的某种材料在施工前含水率测定的不准确，则会直接影响每方混凝土的实际重量，当坍落度增大到180mm以上时，随坍落度相应增加的用水量可减少。此过程中若坍落度恰满足设计坍落度上限220mm，现场试验人员就可能不对用水量做出相关调整，则最终会形成混凝土节约现象。

相反，若施工配合比含水率较现场实际含水率大，则相当于实际用水量不足，导致混凝土施工坍落度变小，若恰能满足设计下限180mm的要求，或者现场施工管理不善，控制不牢，不做含水率调整的情况下则会导致混凝土亏方。通常含水率对混凝土方量的影响经经验积累统计，一般在2-5m3左右。

2.4 施工混凝土含气量的影响

预应力混凝土的含气量设计要求为2%-4%，按照箱梁设计方量320m3计算，每增加或减少1%的含气量，将影响约±3m3的混凝土，所以可以通过减水剂的合理调整，在减水剂出厂前做好消气与引气工作，在保证混凝土含气量满足要求和施工的同时，使混凝土含气量接近设计上限，一般3.0-3.6为宜。

2.5 加强现场模板尺寸控制、底板顶板尺寸高差控制及混凝土施工过程控制。

2.5.1 模板尺寸控制

预应力箱梁模板是箱梁的承载及支撑结构，在混凝土施工过程应严格控制箱梁的模板尺寸，如内膜及侧模，周期性地做好内膜及侧模尺寸及标高的测定，避免模板因长期使用及管理不善造成变形等。现场质检人员应定期做好腹板厚度的测量，严格控制腹板厚度在-5mm～10mm之间，避免因腹板施工过厚造成混凝土的施工浪费。

2.5.2 底板及顶板厚度的控制

根据客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件中预制梁产品外观、尺寸偏差的要求，箱梁外形尺寸要求底顶板厚度误差为0～10mm，所以在混凝土施工底板及顶板收面时，应严格控制好底板及顶板标高，经计算，对于箱梁的全长32.6m，跨度31.5m；梁宽12m、梁高3.05m的预应力简支梁，底板厚度每超出1cm，直接导致混凝土浪费约2m3，顶板厚每超出1cm，直接导致混凝土浪费4m3，所以，在箱梁混凝土施工过程中我们应加强管理、严格控制，避免混凝土的不必要浪费。

2.5.3 统筹安排，合理施工

混凝土浇筑过程中会因为统筹安排不当，导致砼浇筑结束时，结余部分混凝土，所以在混凝土浇筑将近结束的时候，施工现场应和混凝土拌合站做好配合，混凝土宁可少发频发，不宜多发。以避免混凝土的浪费。再者，泵送混凝土在混凝土施工结束后长25m，直径125mm的泵车管及下料斗尚剩余约0.8m3的混凝土，所以在混凝土浇筑快结束时可将泵车中的混凝土提前泵送到料铲中，便于混凝土浇筑时补方用。

结语

因此，无论是在施工前的混凝土的配合比设计准备阶段，还是在混凝土施工过程控制中，都应该做到综合考虑各方面的因素，且加强混凝土施工现场管理，杜绝混凝土施工过程中的浪费，力所能及的将混凝土的使用方量达到设计要求，避免超方现象的发生。

[1]彭河宽，杨占锋，李海鹏.高速公路箱梁混凝土质量缺陷的加固技术 [J].山西建筑，2009.

[2]胡志刚.高速公路混凝土质量通病分析与防治[J].科技情报开发与经济，2011.