京张高铁清水混凝土站台雨棚施工质量控制研究

刘立锋

（北京局集团公司站房工程项目管理部 北京 100844）

1 引言

清水混凝土是混凝土结构中最高级的表达形式，它显示的是一种最本质的美感，体现的是"素面朝天"的品位。清水混凝土具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味，与生俱来的厚重与清雅是一些现代建筑材料无法效仿和媲美的。这是一种高贵的朴素，看似简单，其实比金碧辉煌更具艺术效果。清水混凝土是一种环保混凝土，它不需要装饰，省去了大量的涂料和装饰，由于清水混凝土是一次成型，不进行修凿、不抹灰，减少了大量建筑垃圾的产生，符合我国当前节能环保的发展理念。清水混凝土工程作为绿色建筑的一种，是实现高效率地利用资源并最低限度地影响环境的生态建筑。同时，可以降低后期维护难度和费用，减少二次装饰也可以降低影响行车安全的不确定因素。 在我国，清水混凝土尚处于发展阶段，属于新兴的施工工艺。在铁路站房工程建设中，也在推行此种设计方案。世人瞩目的京张高铁站台雨棚工程设计为清水混凝土结构

2 工程概况

京张高铁全称是京张城际铁路，与张呼高铁（张家口至呼和浩特）、大张高铁（大同至张家口）连接，起自北京北站（适应性改造），途径清河、沙城（适应性改造）、昌平、八达岭、东花园北、怀来、下花园北、宣化北，抵至张家口站，全线长约174 千米。京张高铁建成后，将是世界上第一条设计时速350 公里/小时的高寒、大风沙高速铁路。工程正线共设10 个车站，其中清河、昌平、八达岭、东花园北、怀来、下花园北、宣化北， 张家口站8 个车站共计18 座站台（张家口站6 座站台，其余车站每站2 座站台）雨棚采用清水混凝土结构。

2.1 站台雨棚设计方案

站台雨棚结构形式设计为：8m 宽雨棚设计为单柱双悬挑结构（见图1），11.5m 宽站台设计为双柱双悬挑结构（见图2）。设计为清水混凝土，直接采用现浇混凝土的自然表面作为饰面，不做任何外装饰，要求混凝土表面平整光滑，色泽均匀，棱角分明，无碰损和污染，并涂刷清水混凝土保护剂。由于站台雨棚线形复杂、弧形多且半径不一、预留预埋管路多、结构强度要求高（钢筋排布密集），对模板加工、安装质量要求高、且所属地区供应的混凝土质量水平不稳定，给清水混凝土施工带来很大难度 。

图1 8m 宽单柱雨棚结构剖面

图2 11.5m 宽双柱雨棚结构剖面

2.2 站台雨棚工程混凝土强度要求

钢筋混凝土框架，设防烈度8 级，抗震等级一级。基础垫层C15 普通混凝土，桩基础C35 普通混凝土，桩基承台C40 普通混凝土，柱、梁、板C40 清水混凝土 。

2.3 站台雨棚混凝土表面质量要求

实体质量：清水混凝土雨棚结构的实体质量除满足GB50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》要求外，应满足工程所处条件下的耐久性的要求；颜色：清水混凝土在同一视觉空间内，表面颜色一致，色泽均匀；自然光下，对于饰面清水混凝土，应在距混凝土4m 处肉眼看不到明显的颜色差别；外观：混凝土表面不得出现蜂窝、麻面、砂带、冷接缝和表面损伤等；不得受到污染和出现斑迹；饰面清水混凝土表面裂纹宽度不得超过0.15mm；表面气泡：饰面清水混凝土表面1 m2面积上的气泡面积总和不大于3×10-4 m2，最大气泡直径不大于3mm，深度不大于3mm；）分隔缝直线度与对拉螺栓孔：饰面清水混凝土分隔缝直线度偏差不大于2mm。对拉螺栓孔眼排列整齐匀称，拆模后封堵密实，颜色同墙面一致；如封堵的孔眼颜色与墙面不一致，应形成有规律的装饰效果；梁柱节点或楼板与墙体交角、线、面清晰，起拱线、面圆滑平顺；饰面清水混凝土墙面的细微冷接缝，不超过1.5/500（m/m2）。；模板拼缝印迹整齐、均匀，在同一视觉空间交圈，且印迹宽度不大于2mm；几何与外观尺寸：立面垂直度、表面平整度和阴阳角方正达到下表所示指标。起拱线、拱面几何尺寸准确、圆滑。见表1 要求。

3 京张高铁站台清水混凝土雨棚工程建设情况

京张高铁清水混凝土雨棚建设情况：为确保京张高铁清水混凝土雨棚工程质量，最大程度的规避质量通病以及因缺乏统一标准而引起的判断尺度不一现象，站房工程项目管理部实施了样板引路制度，要求每个施工单位在京张高铁各站选择适当位置（工程实体以外）建1 个跨度的清水混凝土雨棚，样板工程经验收合格后方可进行工程实体施工。京张高铁站房及雨棚相关工程分别由五家施工单位承建，由于各施工单位人员素质、技术水平、工艺工法、材料投入不同，造成已经完成的样板工程工程质量存在很大差异。

4 站台雨棚清水混凝土的质量通病

3.1 烂根

主要表现为雨棚柱根部或梁柱节点处混凝土表面有蜂窝麻面伸至钢筋外露的现象；其出现的原因主要有：在雨棚柱模板安装过程中，柱底模板封闭不严密，根部漏浆或混凝土浇筑过程中振捣棒未插到底部，根部混凝土振捣不密实导致烂根现象。

3.2 漏浆、错台

主要表现为模板拼缝或预留孔洞处水泥浆外露导致混凝土表面有蜂窝麻面或混凝土表面不平整的现象；其出现的主要原因有：模板拼缝处模板加工精度不足、拼缝不严密导致漏浆、错台，或者模板加固点间距过大、模板刚度不足导致浇筑过程中模板变形导致漏浆、错台。

3.3 色差

主要表现为不同部位或者不同时间浇筑的混凝土表面颜色不一致；色差出现的主要原因有：①水泥、骨料等不是同一批次②配合比或者外加剂添加量不同③现场私自加水或者减水剂。

表1 施工质量检查标准表

3.4 气泡

主要表现为混凝土表面气泡聚集；其主要原因有：①振捣时间不足，气泡未排出②脱模剂选择不合理，对气泡吸附作用过强③混凝土配合比问题，混凝土气泡过多。

3.5 漏筋

主要表现为柱根或梁柱节点处钢筋外露；其原因主要有：①钢筋下料尺寸偏大，保护层不足②钢筋安装过程中偏位。

3.6 表面污染、破损

主要表现为上部结构施工时，对已完成雨棚柱表面的污染；模板拆除、架体拆过过程中或材料运输过程中已施工完成混凝土结构磕碰破损。

5 站台雨棚清水混凝土质量控制措施

为确保清水混凝土雨棚工程质量，成立了清水混凝土管理小组，建设单位牵头，分析病害存在的原因，制定整改措施，通过4-5 次的样板制作，使问题得到了解决，避免问题在工程实体施工中出现。

5.1 烂根控制措施

柱根处理：本工程雨棚柱均采用定型钢模板，根部处理尤为重要，特别是确保柱底模板平整和严密。现场施工过程中合理优化施工顺序，先进行站台面垫层施工，保证模板底部基础承载力满足沉降要求，同时为柱定位放线提供条件；雨棚柱控制线确定后采用M20 水泥砂浆进行封底，顶面采用水平尺控制顶面平整度，并进行压光。柱模板安装前在柱钢模板底部粘贴双面橡胶条进行密封，防止漏浆；振捣工艺控制：混凝土浇筑时先将振捣棒插至柱底开启振捣棒后再放灰，严格控制柱底首层混凝土放灰高度不得超过500mm；混凝土振捣采用五点振捣法，即四个柱角和一个柱中心点作为振捣棒插入点，每点振捣时间控制在15s。

5.2 漏浆、错台控制措施：

漏浆质量缺陷的产生原因主要在模板，本工程雨棚柱采用定型钢模板、采用外部抱箍加固，在设计上避免了因设置对拉螺杆而引起的漏浆问题，为保证钢模板加工进度，本工程钢模板采用激光切割，保证拼缝严密，无卷边现象；上部结构采用钢框木模板，每道模板拼缝采用优质原子灰进行封闭，防止漏浆。

错台质量缺陷主要由模板平整度、刚度不足引起。雨棚柱模板由四块大模板组成，只在雨棚柱四角处设置拼缝，尽量减少拼缝数量，模板竖向加固点间距200mm，采用定位销打紧固定，确保模板拼缝无错台；上部结构木模板每道拼缝下面均设置方木支撑，确保拼缝处支撑稳定，局部不平处采用电动刨子推平，表面涂刷水性脱模剂。

5.3 色差控制措施

原材料控制。为保证混凝土色泽均匀，要及时与拌合站进行联系，提前备料。水泥、粗骨料宜选用颜色较深的品种，颜色越深后期修补越容易控制色差，雨棚整体外观效果也越好；原材上要保证水泥、粗细骨料、外加剂为同一品牌同一批次的材料，保证性能一致；由于粉煤灰质量稳定性较差，混凝土拌制过程中仅采用质量稳定可靠的矿粉作为掺料，减少对混凝土色泽的影响；拌合站拌制工艺控制：为减少对混凝土色泽的影响，原材采用单独料仓进行存放，混凝土拌制前用清水对搅拌机、运输用罐车、汽车输送泵进行冲洗干净；混凝土浇筑工艺控制：现场管理人员提前提报混凝土浇筑计划，模板安装完成及时进行混凝土浇筑，开始浇筑时泵管内第一方混凝凝土不灌入实体柱内，防止出现色差；浇筑过程严禁在现场加水或减水剂，防止改变水胶比。

5.4 气泡控制措施

混凝土配比控制。严格控制粗细骨料的含泥量，防止引起泥泡；适当掺加消泡剂，减少混凝土中气泡的生成量；脱模剂选用。选用对气泡吸附作用较小的水性脱模剂，减少模板对气泡的吸附作用；浇筑工艺控制。浇筑过程中严格控制一次浇筑高度，现场操作为控制在500mm 以内，缩短气泡排出的路程；振捣时快插慢拔，每点振捣时长不小于15s，给气泡排出充足的振捣时间。

5.5 漏筋控制措施

钢筋加工质量控制。钢筋加工时，特别是箍筋加工时严格按照设计构件尺寸和保护层厚度进行控制，防止箍筋下料尺寸偏大导致漏筋；钢筋安装质量控制。雨棚柱钢筋安装后模板安装前进行成品钢筋质量检查，通过拉设对角线检查是否有个别钢筋突出，对突出的钢筋进行调整合适；模板安装后在模板顶部焊接定位箍筋，确保柱钢筋位于模板中间，避免漏筋现象发生；梁板钢筋采用与混凝土颜色相近的成品塑料垫块，垫块与模板进行点接触，既保证钢筋保护层厚度，又减少了对混凝土外观色彩的影响。

5.6 表面污染破损控制措施

表面污染控制。雨棚柱混凝土表面污染主要来自上部结构施工时混凝土漏浆，特别是雨棚柱接长部位。雨棚柱接长部位处于雨棚柱沉缝处，沉缝高度60mm，深30mm，上部模板接长时在沉缝处设置模板底座，底座与沉缝下口之间粘贴双面胶条，防止漏浆；已完成雨棚柱采用塑料薄膜进行包裹，防止污染；表面破损控制。加强成品保护教育，提高全体作业人员的成品保护意识；雨棚柱模板拆除时严禁生拉硬拽，应先拆除平面侧模板，再拆除带凹槽侧模板，拆除时用手锤高频轻敲模板顶部吊环，直至模板与混凝土分离；模板吊运时应起吊缓慢，并安排专人扶好模板，防止磕碰雨棚柱；上部结构模板、脚手架拆除时上下配合，不得直接从上部抛扔，模板拆除时应先逐块拆除平面部分，再拆除曲面部位，拆除时应轻轻撬动模板，拆模人员和支模人员尽量统一，否则应由支模人员进行交底后方可进行拆除。

6 结语

清水混凝土雨棚施工工艺要求严格，施工过程中应严格控制各道工序，而且每道工序均要进行检查验收，合格后方可进行下一道工序，把影响质量的问题消灭在起点.通过严格的工序控制，方能确保清水混凝土结构平整光滑、色泽均匀、观感质量优质的效果，才能保证施工质量符合设计要求；目前京张高铁清水混凝土雨棚主体工程已经基本完成，经过参建各方的共同努力，确保了京张高铁清水混凝土雨棚工程的施工质量，实现了京张高铁清水混凝土雨棚工程的设计原则；清水混凝土技术发展的优势，使得在近些年来清水混凝土技术在建筑等行业的应用不断扩大。目前国内清水混凝土施工仅有北京市住房和城乡建设委员会、北京市技术质量监督局联合发布的《建筑工程清水混凝土施工技术规程》编号：DB11/T 464-2015，尚无全国性的清水混凝土施工技术规范，需要制订全国性的施工规范或标准，以促进清水混凝土工程的广泛应用，满足我国当前节能环保的发展理念。