軟土地基箱涵施工質(zhì)量病害及防治對(duì)策淺談

劉　華　劉華山

摘要：本文結(jié)合沿海某軟基地區(qū)高速公路箱涵施工中發(fā)生的一些質(zhì)量病害，進(jìn)行探討，分析其成因，提出了處理對(duì)策，以減輕病害對(duì)路基產(chǎn)生的危害。

關(guān)鍵詞：軟土地基；沉降縫拉裂；錯(cuò)臺(tái)；對(duì)策；沉降縫處理

一、前言

箱涵是公路的主要結(jié)構(gòu)物之一，在各種結(jié)構(gòu)物中其數(shù)量最多。在軟土地基上修建箱涵，其質(zhì)量病害除了施工原因產(chǎn)生外，還有就是受軟土地基影響較大，在建設(shè)過程中及通車以后往往會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降、墻身產(chǎn)生裂紋、沉降縫拉裂、錯(cuò)臺(tái)、滲水漏土等病害，而且有些是很難避免的，給運(yùn)營(yíng)期間的公路維護(hù)與保養(yǎng)工作帶來較大的麻煩。本文結(jié)合沿海某軟基地區(qū)高速公路箱涵施工中發(fā)生的一些質(zhì)量病害，進(jìn)行探討，分析其成因，提出了處理對(duì)策，以減輕病害對(duì)路基產(chǎn)生的危害。

二、病害產(chǎn)生的原因分析及防治對(duì)策

軟土地基箱涵質(zhì)量病害一般表現(xiàn)為不均勻沉降、墻身產(chǎn)生裂紋、沉降縫拉裂、錯(cuò)臺(tái)、漏水等,究其原因,主要是軟土地基沉降量過大、箱涵沉降縫分段長(zhǎng)度過長(zhǎng)、基礎(chǔ)施工不規(guī)范、臺(tái)背回填施工不規(guī)范等原因。

（一）軟土地基沉降過大

一般在軟基地區(qū)，小型結(jié)構(gòu)物地基均經(jīng)過軟基處理，諸如采用水泥攪拌樁復(fù)合地基等，但是軟土的固結(jié)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，不可能在短期內(nèi)完全固結(jié)。而高速公路建設(shè)周期較短，一般軟基處理結(jié)束后就會(huì)開始進(jìn)行涵洞施工，隨著施工的進(jìn)行，荷載不斷增加，沉降在所難免。不均勻沉降就會(huì)導(dǎo)致涵洞一系列病害的發(fā)生，也是其最根本的原因。根據(jù)設(shè)計(jì)文件，某沿海地區(qū)高速公路箱涵地基水泥攪拌樁處理后，總沉降量達(dá)61～75cm，其中預(yù)壓期末沉降量11～15cm，工后沉降量7.37～8.69cm，施工過程沉降量達(dá)42.6～51.3cm，沉降量非常大，對(duì)箱涵質(zhì)量的威脅也大。

對(duì)策：在有可能的情況下，采用沉降量較小的其它軟基處理方式處理地基，施工箱涵前先對(duì)地基進(jìn)行超載預(yù)壓，讓地基沉降提前趨于穩(wěn)定，然后再進(jìn)行下一步施工。

（二）沉降縫分段長(zhǎng)度過長(zhǎng)

在某沿海地區(qū)，我們先后承擔(dān)了兩條高速公路兩個(gè)標(biāo)段的施工任務(wù)，其中X高速公路設(shè)計(jì)所有涵洞僅設(shè)置一道沉降縫，沿涵洞的中心位置；Y高速公路設(shè)計(jì)是所有涵洞每7～9m設(shè)置一道沉降縫。設(shè)計(jì)單位考慮方便施工因素較多，比如出廠鋼筋的9m定尺長(zhǎng)度。沉降縫過長(zhǎng)，在軟土地區(qū)，由于不均勻沉降，很容易產(chǎn)生箱涵墻身裂紋。

其實(shí)，為了防止涵洞地基發(fā)生不均勻沉陷時(shí)基礎(chǔ)、涵身產(chǎn)生裂縫而漏水，《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ022）規(guī)定涵長(zhǎng)每4～6m設(shè)置沉降縫，縫內(nèi)用瀝青麻絮或其他具有彈性的不透水材料填塞。

因此，應(yīng)在設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，通過理論計(jì)算與實(shí)物驗(yàn)算分析，確定箱涵沉降縫的合適設(shè)置間距，降低地基沉降引起涵身縱向應(yīng)力，從而避免涵身出現(xiàn)豎向不規(guī)則裂紋。

（三）箱涵基礎(chǔ)施工不規(guī)范

1、基坑開挖時(shí)，局部超挖，且超挖后處理不當(dāng)，造成地基承載力不均勻，是引起箱涵沉降縫拉裂和墻身出現(xiàn)裂紋的原因之一。

對(duì)策：通過標(biāo)高測(cè)量、土層承載力測(cè)試工作準(zhǔn)確確定涵底施工標(biāo)高。開挖到基礎(chǔ)底面標(biāo)高附近時(shí)，保留一定厚度的土層（一般為30cm）作為涵底地基土的保護(hù)土層，待基礎(chǔ)施工準(zhǔn)備就緒后，開始基礎(chǔ)施工或換填施工前突擊挖除剩余部分。對(duì)于超挖部分，應(yīng)采用混凝土、砂礫、低級(jí)配碎石等材料回填，并振搗密實(shí)。

2、基礎(chǔ)受水浸泡，也容易造成地基承載力降低，引發(fā)一些病害。

箱涵的功能是排水，連接橫穿路基的溝渠。其基礎(chǔ)位于溝渠底部，大部分有長(zhǎng)期淤積的淤泥，在軟土地基地區(qū)更是如此，還有大量地下水滲入。因而基礎(chǔ)墊層回填一定要及時(shí)到位，基坑驗(yàn)收完畢后立即進(jìn)行回填，并且填料和密實(shí)度要符合設(shè)計(jì)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求?；踊靥顣r(shí)，還應(yīng)注意對(duì)涵洞兩側(cè)低洼地帶進(jìn)行處理，防止積水后滲泡基底。曾有涵洞，由于一側(cè)積水滲泡基底，致使基礎(chǔ)不均勻下沉，造成主體的縱向開裂。

對(duì)策：在基坑四周修建截水溝，避免地表水排入基坑、沖塌坑壁?；娱_挖時(shí)對(duì)坑底適當(dāng)超寬開挖，并在坑底四周挖排水溝，在低處設(shè)集水井，用潛水泵集中排水。發(fā)生基底遇水泡軟的情況時(shí)，基礎(chǔ)施工前適當(dāng)挖除地基的軟化表層。

箱涵完工后，要及時(shí)清理，使縱橫向排水通暢，避免箱涵受水浸泡，常年流水的，應(yīng)特別處理涵底鋪砌與沉降縫，使水不能滲入到基礎(chǔ)周邊的地基土中。

（四）臺(tái)背回填不規(guī)范

臺(tái)背回填施工中不嚴(yán)格按施工技術(shù)規(guī)范操作，是造成箱涵沉降縫錯(cuò)臺(tái)的主要原因，在軟土地基地區(qū)對(duì)稱回填顯得更為重要。本身地基軟弱，再加上重型壓路機(jī)的碾壓，如果不是對(duì)稱填筑，很容易造成沉降縫處錯(cuò)臺(tái)情況發(fā)生，而且想讓其復(fù)位還非常困難，施工中這種情況為數(shù)不少，要引起特別注意。

對(duì)策：臺(tái)背填土嚴(yán)格按施工規(guī)范操作，執(zhí)行施工工藝和設(shè)備要求。①臺(tái)背原地面以下部分回填，采用小型機(jī)具配合人工認(rèn)真夯實(shí)；②原地面以上部分臺(tái)背回填宜盡量擴(kuò)大施工場(chǎng)地，以便臺(tái)背與路基相接部填方一同作業(yè)，充分發(fā)揮大型壓實(shí)機(jī)械的作用，使臺(tái)背回填得以充分壓實(shí)。涵身兩側(cè)2-3m寬范圍填土可采用橫向碾壓法，以使壓路機(jī)盡量靠近涵身碾壓，但不能振動(dòng)，同時(shí)要特別注意對(duì)稱回填，避免涵身部分節(jié)段單側(cè)受力偏壓，造成沉降縫處發(fā)生錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。對(duì)壓路機(jī)碾壓不到的點(diǎn)，用小型機(jī)具配合人工夯實(shí)；③臺(tái)背回填應(yīng)嚴(yán)格控制分層厚度（松鋪厚度和壓實(shí)后厚度），可在涵身上每10-15cm用紅油漆劃一道填土分層厚度控制線；小型機(jī)具配合人工夯實(shí)的分層松鋪厚度控制在12cm以內(nèi)，壓路機(jī)碾壓的分層松鋪厚度控制在15-20cm。④臺(tái)背回填壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)比同層次路基提高2個(gè)百分點(diǎn)，加強(qiáng)檢測(cè)，以保證回填質(zhì)量。

（五）對(duì)于已經(jīng)拉裂沉降縫的處理

對(duì)于沉降縫已經(jīng)拉裂漏土和已經(jīng)受到滲水影響的涵洞必須進(jìn)行處理，以保證路基安全和正常營(yíng)運(yùn)的需要。

在X高速公路上，相繼發(fā)生一些軟基病害，建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位聯(lián)合對(duì)涵洞等小型結(jié)構(gòu)物進(jìn)行了全面調(diào)查，發(fā)現(xiàn)部分箱涵沉降縫拉裂寬度達(dá)到10cm，如下圖現(xiàn)場(chǎng)實(shí)拍照片，裂縫漏土，路基受水侵蝕，已嚴(yán)重威脅臺(tái)背穩(wěn)定，危及路基安全，需要及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

我們采取處理措施是：①封堵涵洞進(jìn)出水口，排除箱涵內(nèi)積水，②立模板在開裂沉降縫處填塞鋼筋混凝土封堵裂縫，其間仍然按沉降縫設(shè)置油浸木板。

（六）對(duì)沉降縫進(jìn)行特殊處理，減少沉降縫開裂后滲水漏土對(duì)路基的影響

在軟土地基上修建箱涵，無論地基如何處理，沉降不可避免，或大或小，沉降縫拉裂情況也會(huì)隨之發(fā)生，有鑒于此，我們?cè)谙浜┕r(shí)可以針對(duì)性地采取相應(yīng)的防范措施和對(duì)策。

具體對(duì)策是：為了減少沉降縫拉裂后產(chǎn)生的臺(tái)背漏土、涵洞滲水等侵害路基穩(wěn)定和安全的情況發(fā)生，我們可以在箱涵施工時(shí)采取一些必要的措施。在Y高速公路上我們的做法是：①如圖1所示，在箱涵沉降縫處頂板上，除了常規(guī)兩油一氈施工外，在其上增加一層3mm厚鋼板，并在沉降縫的一側(cè)固定。鋼板鋪設(shè)前須噴刷一層防銹漆或采取其它的防腐措施，一般在涵頂土方填筑前鋪設(shè)。

②如圖2所示，在箱涵涵身沉降縫的外側(cè)槽口增加一道兩油一氈和一層0.5mm厚的鍍鋅鐵皮，緊貼著槽口混凝土壁，均呈U型，鍍鋅鐵皮在沉降縫的一側(cè)用水泥釘或其它方法固定，具體施工方法見圖示。沉降縫中木板使用加防腐摻料的瀝青浸制，填縫料應(yīng)具有彈性和不透水性，并填塞緊密，一般采用加有防腐摻料的瀝青麻絮，上下兩層兩油一氈和中間一層鍍鋅鐵皮施工要連續(xù)，保證粘結(jié)緊密。

三、結(jié)語

軟土地基上的箱涵施工，由于多方面的原因，在建設(shè)過程中及通車以后容易產(chǎn)生不均勻沉降、墻身產(chǎn)生裂紋、沉降縫拉裂、錯(cuò)臺(tái)、漏土滲水等病害，危及路基安全，給運(yùn)營(yíng)期間的公路維護(hù)工作帶來一定的困難。而在箱涵的設(shè)計(jì)、施工中若能做到前述幾點(diǎn)，可以提高箱涵的工程質(zhì)量，大大減少軟基地區(qū)箱涵的一些病害，減輕通車后的維護(hù)工作量。

參考文獻(xiàn)：

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[3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范，人民交通出版社，2000.3