高速铁路无砟轨道底座板混凝土裂纹防治探讨

陈榜文

（中铁四局七公司，安徽 合肥 230000）

1 高速铁路无砟轨道及底座的结构型式

CRTSⅢ型板式无砟轨道采用了新型无砟轨道技术，这项技术通过引进国外先进技术，再由我国自己进行消化吸收，最终研发的具有自主知识产权的成果。该轨道已经应用在几十条高速铁路的线路上。该轨道主要的组成部分有钢轨、轨道板、弹性常阻力扣件，混凝土填充层、中间隔离层等。钢筋混凝土底座采用单元格式，根据所处的不同地段其结构尺寸和混凝土强度等级稍有不同。本线底座在路基地段混凝土强度等级为C35、宽度为3100mm、厚300mm、以能铺设三至四块CRTSⅢ型板为一单元，底座单元之间设置宽度为20mm 伸缩缝，在伸缩缝位置设置传力杆，；用作桥梁地段底座板的混凝土规格为C40 的强度等级、拥有2900mm的宽度、200mm 的厚度、以每块轨道板下底座作为一个单元，将伸缩缝设置在相邻的单元之间；并且将含有聚乙烯泡沫塑料板填充进伸缩缝处，并在顶面和侧面采用有机硅酮进行密封。

图1 CRTSⅢ型板式无砟轨道示意图

2 无砟轨道底座裂纹易产生部位、形式及原因分析

2.1 底座钢筋混凝土裂纹易产生部位、形式

钢筋混凝土底座在施工过程中因施工工艺不当、原材料质量不达标和过程管理不到位等各种原因，造成其成品质量缺陷。按照底座板混凝土表面裂纹的频次高低统计表明，底座板凹槽四角、底座单元四角或伸缩缝边沿处出现裂纹的频次最为频繁，其裂纹由边角的最外延呈线性向内侧发展；其次，底座板四周侧面上半部分、顶面出现收缩及不规则裂纹；偶尔见底座板底部出现向上的横向贯穿裂纹（路基段较桥梁段多） 和非贯穿浅表裂纹。

2.2 裂纹产生原因分析

裂纹产生的原因因个体不同而各有区别，按照混凝土构件出现裂纹的常规分析，其裂纹的产生多为混凝土保护层厚度不适、混凝土原材及配比失当、养护措施不及时和工艺施工不妥造成。针对底座钢筋混凝土出现裂纹情况，在排除原材、混凝土配比及周围施工环境因素外，最为频繁出现在底座板凹槽四角、底座单元四角处，造成向内的裂纹主要为钢筋混凝土保护层过厚、配套施工措施不到位构成；底座板周侧中线以上部分、顶面出现收缩及不规则裂纹现象，受混凝土浇筑过程中工艺不当、养护不及时、混凝土性能不稳定的可能性较大，其次混凝土表面抹面收光也极为重要；而造成底板底部出现的横向贯穿裂纹受底座以下的路基及桥梁的基础的吸水影响，造成下部干裂缺水扩展为裂纹。

3 裂纹防治措施

产生的裂缝有非常多的形式和类别，产生裂缝的原因有设计方面的，但出现较多的是由施工过程各种影响因素共同作用产生的，要想使混凝土的裂缝问题彻底的解决，就必须着手于形成混凝土裂缝的原因开始。对混凝土产生的裂缝的原因进行科学的分析，能够在一定程度上有效地减少和控制产生裂缝。混凝土裂缝除了会削弱构筑物所具备的抗渗能力外，还会对构筑物的使用功能造成极大地影响，会导致钢筋出现锈蚀，混凝土出现碳化，使构筑物的耐久材料使用寿命大幅缩减，最终使构筑物的承载能力受到影响。所以，对于混凝土的施工要格外的严格，按照相关施工规程来进行施工，将混凝土的质量关进行严格控制，做好相应的防患工作，大幅减少混凝土出现裂缝。在施工的过程中，为了预防混凝土出现裂缝需采取必要的有效措施来防御，确保消除构筑物的安全隐患。

3.1 底座混凝土浇筑前控制

1） CRTSⅢ型板式无砟轨道对线下基础工程的工后沉降要求非常严格，在进行底座板施工前需在线下工程沉降和变形满足要求，通过沉降变形预评估和CPⅢ的控制网评估后才能进行。2） 用于底座板施工的各种原材料及混凝土配合比验证通过或检验合格，混凝土采用按照“三低一高”的原则，即低含水量、低坍落度、低胶材用量、高含气量进行试配。斗送混凝土坍落度不宜大于120mm，泵送混凝土坍落度不宜大于140mm。3） 为避免限位凹槽四周因应力集中而开裂，将底座四角模板拼缝打磨圆顺，并沿限位凹槽四角增设防裂钢丝网，避免限位凹槽四周开裂。4） 根据底座钢筋混凝土施工需要，配备整套的底座板施工工装和遮阴工棚，配齐用于收面的提浆整平机，高频振捣器振捣及电动抹光机。5） 模板、伸缩缝、传力杆等安装完成并和设计及验收规范要求，具备混凝土浇筑条件。

3.2 底座混凝土浇筑中控制

1） 混凝土浇筑宜选在一天中气温较低时段进行施工，模板和环境温度介于5-30℃之间、混凝土出机温度不低于10℃时进行浇筑。2） 混凝土在搅拌、运输和浇筑过程中不应发生离析现象。混凝土浇筑时的自由倾落高度不宜大于2m；当自由倾落高度大于2m 时，需要采用滑槽等用来辅助混凝土的下落，混凝土浇筑面与出料之间的距离最好不要超过1m。尤其是在冬季进行施工时，要保证混凝土入模温度高于5℃，当混凝土入模的温度高于30℃时，施工方式就需要采取夏季措施。3） 浇筑过程中避免对模板、钢筋的撞击，同时注意限位凹槽处不得漏振、过振。在底座板伸缩缝位置两侧对称浇筑。4） 砼浇筑从一侧开始顺序进行，布料均匀，随浇筑随振捣，混凝土振捣采用高频振捣棒，振点布置均匀，振点间距不大于捣固棒作用半径的1.5 倍，严禁采用捣固棒振动拖平。5） 振捣棒垂直插入、拔出，快插慢拔，消除孔洞。侧模处振捣间距为300mm，距离模板边100mm，依次捣固。限位凹槽处加强振捣，中间凹槽部位振捣间距为400mm，不得出现漏振或过振等现象，将振捣的时间控制在20～30 秒范围之内，直到混凝土不出现沉落、没有气泡出现、具有平坦的表面，并有浮浆出现才达到振捣的目的。在此过程中，禁止对模板用振捣棒进行触动，这样会导致螺帽出现松动，而引发模板出现偏差。振捣过程中检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止漏浆。6） 采用整平机振捣整形，高频振捣器振捣提浆（注意不得碰触底座锚固镀锌钢管），施作出底座板两侧6%排水坡。混凝土初凝后，拆除限位凹槽模板，人工收面。底座板平面先用抹光机安装圆盘振动提浆抹面、其后拆除圆盘，使用刀片收光，再由人工收面3 次。两侧排水坡用专用长抹子人工带线收光。底座板收面遍数不少于4 遍。排水坡压光遍数不少于5 次。待混凝土初凝后进行第二次收面。底座表面不得出现棱痕。

3.3 底座混凝土养护控制

混凝土浇筑完成后及时对混凝土进行保温保湿养护，及时采用土工布包裹、养护膜（路基段使用） 全断面覆盖保湿养护，养护以保持混凝土表面湿润状态为宜，养护时间不应少于14 天，拆模时注意底座板混凝土棱角保护。

4 结语

1） 在总结高速铁路无砟轨道轨道施工经验过程中，为避免底座板形成混凝土裂纹，可以在易发展裂纹位置进行设计补强，如增加防裂网、纤维混凝土等。2） 对于CRTSIII 型板在后续自密实混凝土灌注中，桥梁段底座混凝土易被压杆的拉杆压裂的状况，可优化施工工艺避免底座板得二次破坏。3） 在施工期间，为使底座混凝土裂纹能够满足技术要求，必须要对混凝土的水灰比、浇筑工艺、入模温度以及养护工艺进行严格控制，在一些特殊地段还需要通过掺加内养护材料这样的措施进行加强养护。