道路涵洞施工幾個重點問題初探

黃健福

(廣西岑溪公路管理局)

1 道路涵洞施工概述

涵洞按建筑材料可分為磚涵、混凝土涵、石涵和鋼筋混凝土涵。按涵洞斷面形式可分為管涵、箱涵、板涵、拱涵。按涵頂填土情況可分為明涵、暗涵和涵頂無填土。涵洞按水力性能分為無壓涵、半壓力涵和壓力涵。下面講述了 2種涵洞施工方法以及涵洞施工中應注意的問題。

2 道路涵洞施工的施工方法

2.1 鋼筋混凝土箱涵施工

(1)基礎處理

采用人工配合機械開挖,開挖前注意做好防排水準備,開挖按變形縫設置跳槽開挖,必要時做好支護工作?；醉氄胶粚?并做基底承載力檢測,若達不到 150Kpa,則需換填砂礫或碎石。基底滿足設計要求承載力后,按設計要求立模施作混凝土墊層。

(2)底板及側(cè)墻鋼筋綁扎

在墊層上測量放線,并畫出鋼筋布置大樣及立模邊線,然后綁扎底板及側(cè)墻鋼筋,綁扎側(cè)墻鋼筋時在外側(cè)用鋼管搭設臨時支架以防鋼筋籠變形。鋼筋主筋保護層為 3cm,底板下層筋保護層為 4cm,鋼筋錨固長度為 35d,搭接長度為42d,鋼筋搭接接頭百分率不大于 25。當混凝土強度達到70%以上時,開始安裝預制板。

(3)內(nèi)支撐及內(nèi)模施工

內(nèi)支撐采用 Φ50鋼管搭設,縱橫向布距不大于 1m,豎向布距不大于 1.2m。頂部用可調(diào)托撐頂縱梁,縱梁上布置橫梁,橫梁上為頂模。內(nèi)支撐的橫向鋼管應與內(nèi)側(cè)模在橫豎帶節(jié)點處用鋼管卡子連接(內(nèi)外模的橫豎帶均采用雙根鋼管),起到橫向內(nèi)支撐作用。內(nèi)模采用 1.5m2的大模板制作,表面要求光潔,模板接縫處加貼密封膠條。

(4)綁扎頂板鋼筋、立外模

頂板鋼筋底墊雙峰式墊塊,嚴格按規(guī)范和設計要求綁扎,支撐箍筋應使用點焊,以保證上層鋼筋網(wǎng)片不變形。外模采用普通鋼模板組拼,外模的固定采用 Φ16拉桿內(nèi)外對拉,并以圓木或鋼管輔助支頂。

(5)混凝土澆筑

混凝土采用商品混凝土。灌注入倉采用吊車配合下料漏斗進行,振搗采用插入式振搗棒。

2.2 鋼筋混凝土圓管涵施工

(1)基礎工程

基坑開挖采用人工配合機械開挖,檢查合格后,鋪筑碎石墊層,小型振動壓路機分層壓實,壓實度達到 95以上?；A混凝土在管節(jié)安裝前后應分兩次澆筑。重點控制新舊混凝土的結(jié)合處以及管基混凝土與管壁的結(jié)合處,并及時進行養(yǎng)護。

(2)洞身施工

涵管由廠家預制,檢驗合格后方可運至工地后,準確計算管涵全長與管節(jié)的配置以及端墻的準確位置,從下游開始安裝,使接頭面向上游安裝,每節(jié)涵管緊密相貼于已鋪好的基座上,使涵管受力均勻。管節(jié)裝卸、運輸、安裝過程中要采取防碰撞措施,避免管節(jié)損壞或產(chǎn)生裂紋,安裝時嚴格按規(guī)范操作。

(3)接縫

按設計要求安設接口橡膠圈并用M10砂漿填塞接縫抹角,接縫寬度不得大于 1cm,接口處要平整。

(4)臺背、涵頂填土

涵洞完成后,當涵洞砌體砂漿或混凝土強度達到設計強度的 70%時,方可進行回填土,回填土要符合質(zhì)量要求。涵洞處路堤缺口填土從涵身兩側(cè)不小于 2倍孔徑范圍內(nèi),同時水平分層、對稱地填筑、夯(壓)實。用機械填土時,除按照上述規(guī)定辦理外,涵洞頂上填土厚度必須大于 1m時,才允許機械通過,且在使用震動壓路機碾壓時,禁止開動震動源。嚴格控制分層厚度和密實度,設專人負責監(jiān)督檢查,檢查頻率每 50m2檢驗 1點,不足 50m2時至少檢驗 1點,每點都要合格,采用小型機械壓實。回填土的分層厚度為 0.1～0.2m。壓實度全部要達到 95%。

3 道路涵洞施工的重點問題

3.1 軟土地基上修筑涵洞的重點問題

(1)“駝峰”問題

由于涵洞背面填土偏壓作用,土壓引起地基變位的同時,涵洞也產(chǎn)生變位,軟土地基之上這種變化尤其明顯。當涵洞自重較其占據(jù)體積的土重量小目涵洞較之于土的不可壓縮性,必然造成涵洞處的沉降量小于相鄰路堤土的沉降量,使得路線實際縱坡發(fā)生變化,在縱斷面上形成“駝峰”,涵洞頂部為駝峰的峰頂。路堤填土越低,“駝峰”越明顯,填土越高,“駝峰”越不明顯。路堤與涵洞銜接處易產(chǎn)生“錯臺”,出現(xiàn)跳車現(xiàn)象,影響道路行車舒適性和行車安全。

(2)沉降量過大

由于涵洞軟弱地基土甬洞施工前未充分固結(jié),軟弱地基未處或者處理不當,存使用過程當中,由于涵洞基礎施加的壓應力,致使涵洞在使用過程當中發(fā)生的沉降逐漸積累,達到一定的程度便會使涵,14的有效凈宅,涵底發(fā)生積水、淤塞。嚴重時,涵底土體甚至可能產(chǎn)生剪切破壞,涵洞洞身發(fā)生相當嚴重的沉降,涵洞失去其使用功能,路基、路面也隨之產(chǎn)生相關連的破壞。

(3)涵洞結(jié)構(gòu)本身的破壞

由于地基的不均勻沉降,導致涵洞的附加應力增加,附加應力達到一定的程度便會造成涵洞結(jié)構(gòu)本身的開裂破壞若因酒洞的地基變形造成涵洞的節(jié)段之間邊角剛性接觸,還會造成應力集中而產(chǎn)生局部破壞。

3.2 冬季施工主要要注意混凝土工程

在冬季混凝土施工中,主要解決三個問題:一是如何確定混凝土最短的養(yǎng)護齡期;二是如何防止混凝土早期凍害;三是如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。在實際工程中,要根據(jù)施工時的氣溫情況,工程結(jié)構(gòu)狀況(工程量、結(jié)構(gòu)厚大程度與外露情況),工期緊迫程度,水泥的品種及價格,早強劑、減水劑、抗凍劑的性能及價格,保溫材料的性能及價格,熱源的條件等,來選擇合理的施工方法。一般來說,對于同一個工程,可以有若干個不同的冬季施工方案。一個理想的方案,應當用最短的工期、最低的施工費用,來獲得最優(yōu)良的工程質(zhì)量,也就是工期、費用、質(zhì)量最佳化?；旧喜捎靡韵?4種方法。

(1)調(diào)整配合比方法

主要適用于在 0℃左右的混凝土施工。具體做法:①選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結(jié)果表明,應使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大,且在早期放出強度最高,一般 3d抗壓強度大約相當于普通硅水泥 7d的強度,效果較明顯。②盡量降低水灰比,稍增水泥用量,從而增加水化熱量,縮短達到齡期強度的時間。③摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑后生成的氣泡,相應增加了水泥漿的體積,提高拌合物的流動性,改善其粘聚性及保水性,緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力,提高混凝土的抗凍性。④摻加早強外加劑,縮短混凝土的凝結(jié)時間,提高早期強度。應用較普遍的有硫酸鈉(摻用水泥用量的 2%)和 MS-F復合早強試水劑(摻水泥用量的 5%)。⑤選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料,使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。

(2)蓄熱法

主要用于氣溫 -10℃左右,結(jié)構(gòu)比較厚大的工程。做法是:對原材料(水、砂、石)進行加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后,還儲備有相當?shù)臒崃?以使水泥水化放熱較快,并加強對混凝土的保溫,以保證在溫度降到 0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單,施工費用不多,但要注意內(nèi)部保溫,避免角部與外露表面受凍,且要延長養(yǎng)護齡期。

(3)外部加熱法

主要用于氣溫-10℃以上,而構(gòu)件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構(gòu)件周圍的空氣,將熱量傳給混凝土,或直接對混凝土加熱,使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。①火爐加熱。一般在較小的工地使用,方法簡單,但室內(nèi)溫度不高,比較干燥,且放出的二氧化碳會使新澆混凝土表面碳化,影響質(zhì)量。②蒸氣加熱。用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較易控制,加熱溫度均勻。但因其需專門的鍋爐設備,費用較高。且熱損失較大,勞動條件亦不理想。③電加熱。將鋼筋作為電極,或?qū)㈦姛崞髻N在混凝土表面,便電能變?yōu)闊崮?以提高混凝土的溫度。此法簡單方便,熱損失較少,易控制,不足之處是電能消耗量大。④紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發(fā)生器,對混凝土進行密封幅射加熱。

(4)抗凍外加劑

在-10℃以上的氣溫中,對混凝土拌合物摻加一種能降低水的冰點的化學劑,使混凝土在負溫下仍處于液相狀態(tài),水化作用能繼續(xù)進行,從而使混凝土強度繼續(xù)增長。目前常用有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復合抗凍劑。

4 結(jié) 語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,道路涵洞施工越來越多,施工企業(yè)值得對各種施工的方法的掌握,上述兩種施工方法都有利有弊,其適用范圍都受一定條件的制約。應根據(jù)工地現(xiàn)有條件進行施工方案的選擇,以便更好的滿足設計要求。

[1]黃林青.朱凡.地基基礎工程[M].北京:化學工業(yè)出版社,2003.

[2]凌治平.基礎工程[M].北京:人民文通出版社,1995.

[3]劉玉卓.公路工程軟基處理[M].北京:人民交通出版社,2003.