铁路工程用混凝土强度检验评定方法的研究

王涛 付廷宇

【摘 要】《铁路混凝土强度检验评定标准》（TB10425-94）（以下简称94版《铁标》）已经实施了20多年，在此期间，铁路混凝土的原材料制备水平、生产机械装备水平、生产管理水平、拌制和质量控制技术都有了很大的提高，若沿用之前的评定标准可能会出现不安全或不经济的问题。本文通过对混凝土强度检验过程中存在的特殊和隐性问题进行分析，提出具体和有针对性的监督管理方法，探讨样本容量和检验批划分对混凝土强度检验评定结果产生的影响，为提高项目管理和质量监督水平提供一定的思路和经验，进而规范混凝土强度检验和评定。

【关键词】铁路工程;混凝土强度;检验;评定方法

在我国铁路工程建设中，混凝土是一种使用非常广泛的土木工程材料。从94版《铁标》距今已20多年，在此期间，由于新材料、新技术、新设备、新工艺的不断出现，使铁路工程混凝土的制备原材料，制备工艺，施工控制水准都发生了很大的变化。尤其是近年来，铁路混凝土中各种添加剂、外加剂及矿物掺合料的使用，使铁路混凝土朝着高强度、低收缩和高耐久性方向发展。因此，对铁路混凝土强度检验评定方案中的风险分析研究比较重要。

一、铁路混凝土的特点

铁路混凝土不同于一般的房屋建筑混凝土，具有服役环境复杂、施工水平要求高、单项工程混凝土用量大、原材料要求較高、承受疲劳荷载以及耐久性要求高等特点。

（一）服役环境复杂

众所周知，铁路线路呈长条状分布，跨度较大。一方面铁路工程的基础必须与土壤、地下水或河水接触，服役环境中的硫酸盐、氯离子、碱等会对混凝土的性能产生影响;另一方面，铁路工程处于露天的服役环境当中，这决定了铁路混凝土结构必须经受外界恶劣气候环境（温度、湿度、风、霜、雨、雪）的影响，比如在沿海地区的混凝土结构会受到盐雾的影响，西南地区的混凝土结构要收到酸雨的影响，东北地区的混凝土结构要收到冻融破坏的影响。

（二）施工水平要求高

由于铁路工程大多处于交通不便的露天环境，混凝土施工还可能处于荒无人烟或大风口等恶劣环境的地方，因此混凝土结构的施工除了要考虑通常意义上的冬期施工或热期施工对混凝土性能的影响外，还要考虑特殊环境下施工。

（三）单项工程混凝土用量大

2000年以来，为了方便人民的出行生活，开始大量修建铁路工程。如连接天津和保定的津保高铁，全长157.8公里，使用的混凝土量高达700万方。青烟威荣城际铁路，全长299公里，使用的混凝土量高达1600万方。

（四）原材料要求高

在铁路工程建设中，对混凝土的原材料要求比较高，如《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）、《铁路混凝土》（TB/T3275-2011）和《铁路混凝土工程施工技术规程》（Q/CR9207-2017）中规定水泥宜为硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，且对硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的各性能参数做了规定。

（五）耐久性要求高

高速铁路主题混凝土结构的安全性和耐久性要求很高，为了确保铁路混凝土在正常使用情况下不出现安全事故，不同的国家对铁路混凝土结构的使用年限规定不同。德国规定无砟轨道结构设计的使用寿命至少为60年，而整体式混凝土轨枕设计规定轨枕的使用年限至少为40年，欧洲规定桥梁等主要结构物的设计使用年限为100年，美国则规定为75-100年，日本建筑学会按使用等级的不同规定了三个使用年限。我国对不同道路的使用年限规定为50年或100年，而铁路混凝土结构按实际使用年限级别的不同，分为100年、50年和30年。

二、铁路混凝土强度评定方法

（一）标准差已知法

在现行的铁路混凝土检验评定方法中，标准差已知法比较符合现代统计学思想精髓，但是该方法要求进行多组试验求出标准差，限制了其在实践中的广泛应用。在铁路施工过程中，对于一些混凝土工程量较大的项目，例如桥梁、隧道等，应尽量多采用标准差已知法。

（二）标准差未知法

该方法比较适用于工程量小、工期短、工程技术不成熟的项目上，例如铁路桥梁较大孔径通道、站台混凝土工程项目等。这类工程在铁路施工中比较常见，所占比例较高，因此建议采用标准差未知方法，尽量保证工程技术和建筑材料成熟稳定，节省工程成本。

（三）小样本方法

小样本方法比较适用于工程量小、分散稀疏的工程项目。小样本法检验精度不高、容易造成较大损失，对于分布在铁路线上各种涵洞、交通立交桥等混凝土工程比较适用。这类工程项目有比较分散、位置偏僻、工程技术不稳定等特点。

三、检验批划分方案对评定结果的影响

除上文所述混凝土强度检验评定存在的错误和问题外，检验批样本容量及其划分方案也会直接影响混凝土强度检验评定结论，关系到混凝土工程质量验收，影响施工企业的工作效率和经济利益，因此，同样值得关注和研究。

（一）明显不合格及无代表值样本的处理

参与混凝土强度检验评定计算的数值是按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行检测所得的混凝土立方体抗压强度代表值。因此，一种情况是个别混凝土试件有可能无强度代表值;另一种情况是混凝土试件抗压强度代表值明显低于抗压强度标准值（如低于标准值的85%）。如将以上两种混凝土纳入检验批进行强度评定，则评定将无法进行或结论显然是不合格的。对此，应将其不纳入检验批进行评定，但必须单独进行现场实体结构检测、鉴定或其他处理，使其满足设计要求，并对处理情况予以记录和验收。

（二）单个异常值影响数据离散性时的检验批划分

个别混凝土样本强度代表值虽高于评定标准规定的检验批强度最小限定值，但将其划入某个检验批进行评定时，会使数据离散性较大，直接影响到混凝土强度检验评定结果。为尽可能减少混凝土强度评定不合格结果的影响范围，降低设计验算、检测或鉴定成本，可以根据实际将个别强度值异常的混凝土样本从检验批中去除后再进行强度评定。对于去除的样本，可纳入临近的其它检验批，或单独进行处理，使其满足专业验收规范和设计要求，并对处理情况进行记录和重新验收。

（三）混凝土评定检验批划分的优化设置

混凝土立方体抗压强度代表值的检测结果受诸多因素影响，试验数值均存在一定的离散性。混凝土强度检验评定时，若检验批的样本容量较小，其中的个别值或异常值可对结果产生较大的影响，当适当增大检验批的样本容量时，可以弱化个别值的这种影响，对强度评定结果有利。

结束语

在实际的铁路工程中，混凝土强度检验评定虽然经常存在一些细节和隐性问题，但通过采取一定的监督检查方法，问题很容易被找到。单个异常样本的科学处理以及检验批的优化划分不仅有助于混凝土检验评定获得理想的效果，也有利于评定结果的准确性和有效性。通过深入研究混凝土强度检验评定相关标准、规范要求及评定原理，精准把握其评定方法和计算过程，对保证混凝土工程质量、提高混凝土生产的质量管理水平以及提高企业经济效益等具有非常重要的意义和作用。

参考文献：

[1]王少红.铁路工程用混凝土强度检验评定方法的研究[D].北京交通大学，2018.

[2]郭小青.建设工程混凝土强度检验评定常见问题及监督管理方法探讨[J].工程质量，2016，34（05）：18-21.

[3]周永.混凝土强度检验评定方法在工程实际中的应用[J].建材技术与应用，2007（05）：16-18.

（作者单位：1中国建筑第六工程局有限公司;2中铁九局集团工程检测试验有限公司）