大型鋼筋混凝土拱涵施工技術(shù)研究

曹 蓉

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

1 工程概況

本文針對某公路建設(shè)項(xiàng)目，選擇第八合同段，線路長4.65 km，包括兩座大橋和一座隧道，另外還有四座箱涵和一座大型拱涵。以項(xiàng)目的拱涵為例，長148 m，涵洞孔徑4 m×4 m。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度C30,涵頂土層厚5.38 m。

2 基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 測量放樣

1)施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，通過計(jì)算分析，獲得控制點(diǎn)坐標(biāo)和標(biāo)高后，然后展開放樣工作；

2)邊線位置需要在中樁確定后才能夠明確，根據(jù)拱涵尺寸進(jìn)行放樣；

3)測量放樣前必須要明確拱涵內(nèi)弧尺寸，根據(jù)軸線測量獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，此為放樣工作依據(jù)。

2.2 基礎(chǔ)開挖

1)上述測量放樣時獲得一系列數(shù)據(jù)，中樁位置標(biāo)定，邊線位置確定，拱內(nèi)弧尺寸明確，根據(jù)其進(jìn)行基礎(chǔ)開挖，挖掘機(jī)和人工共同配合進(jìn)行；

2)拱涵基坑采用臺階法，每3 m設(shè)置一級。先采用機(jī)械方式開挖，再進(jìn)行人工修整。確定設(shè)計(jì)標(biāo)高后展開施工，挖至標(biāo)高上5 cm終止，應(yīng)用人工修整的方式調(diào)整，直到滿足設(shè)計(jì)高程。工程中采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行控制，確保施工達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，杜絕超挖情況出現(xiàn)；

3)地下水有可能對工程產(chǎn)生影響，如果水位較高將會在工作面滲流，不及時排出必然導(dǎo)致工程無法有效進(jìn)行。針對這種情況預(yù)先設(shè)置排水設(shè)施，排水井為常見形式，并利用水泵抽水排出。施工過程中還要注意防止雨水浸泡，臨時排水設(shè)施將發(fā)揮十分重要的作用；

4)地基承載力對于施工至關(guān)重要，檢測相關(guān)數(shù)據(jù),確保滿足要求,這是保證基礎(chǔ)開挖有效進(jìn)行的前提。一旦不足必須及時采取補(bǔ)救措施，比如通過碾壓法加強(qiáng)基礎(chǔ)承載力。

2.3 基礎(chǔ)模板加工及安裝

1)本項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場需要采用定型組合模板，同時進(jìn)行有效加固，通過雙鋼管保障，也有利于控制固定間距；

2)有效控制固定間距，橫向50 cm，縱向70 cm，通過雙鋼管固定，間隙采用木塊嵌填；

3)模板固定前應(yīng)先布置拉筋，板縫用泡沫板填充，防止漏漿；安裝模板應(yīng)將模板表面涂刷脫模劑，伸縮縫設(shè)置需符合設(shè)計(jì)要求并用泡沫板填充，也可以利用瀝青麻絮堵塞；

4)模板安裝后需要驗(yàn)?zāi)＃上嚓P(guān)專業(yè)人員完成，監(jiān)理工程師負(fù)責(zé)質(zhì)量檢測，不合格者不能繼續(xù)施工。

2.4 鋼筋加工及安裝

1)整體式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，Φ25螺紋鋼筋為主筋，縱向Φ12鋼筋。所有鋼筋嚴(yán)格按要求保存，注意防潮防雨，可存放在鋼筋加工棚中；

2)注意防止鋼筋銹蝕，利用枕木墊起，隔絕外界損害因素；

3)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工鋼筋，模架統(tǒng)一，確保其標(biāo)準(zhǔn)化，加工后運(yùn)至現(xiàn)場安裝；

4)鋼筋加工需要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，確保間距符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)量準(zhǔn)確，還需要進(jìn)行除銹等處理，接頭處要滿足搭接需要，長度符合要求，相互錯開。

2.5 混凝土澆筑與養(yǎng)生

1)設(shè)計(jì)采用C30混凝土，拌和后直接運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，混凝土拌和在攪拌站統(tǒng)一進(jìn)行，運(yùn)輸采用專用混凝土運(yùn)輸車；將已拌合好的混凝土注入模板，這部分工作采用水泥混凝土泵完成；準(zhǔn)備工作必須到位，復(fù)查必不可少，澆筑需要應(yīng)用振搗機(jī)械設(shè)備，確保振搗機(jī)械處于最佳工作狀態(tài)；

2)混凝土振搗密實(shí)是工程質(zhì)量的前提，分層澆筑將會起到重要作用，有效控制每層澆筑厚度，確保振搗后混凝土達(dá)到要求，一般為30 cm～40 cm，采用插入式振搗器，更加有效；振搗過程需要按照操作規(guī)范進(jìn)行，輕提快放，嚴(yán)禁拖行。振搗時間與間距需要規(guī)范，嚴(yán)格控制可以達(dá)到理想密實(shí)度，混凝土不再下沉即可終止，漏振和過振都會產(chǎn)生負(fù)面影響。澆筑中注意觀察，出現(xiàn)跑?，F(xiàn)象必須終止，加固模板，符合要求后才可繼續(xù)進(jìn)行；

3)混凝土終凝即進(jìn)入混凝土養(yǎng)生過程，養(yǎng)生環(huán)節(jié)至少需要超過一周，灑水覆蓋養(yǎng)生為常用方法，注意覆蓋土工布；

4)觀察混凝土強(qiáng)度變化，進(jìn)行檢測，拆模前需要超過10 MPa才能達(dá)到要求。拆模時用力適度，否則將可能導(dǎo)致掉塊等情況出現(xiàn)。

3 拱圈施工

3.1 內(nèi)拱支架搭設(shè)

1)搭設(shè)過程必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，滿足施工需要，雙鋼管確定橫向與縱向間距，對其要進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保符合設(shè)計(jì)要求，拱腳設(shè)置拱托；

2)布置角鋼，使其位于拱架上沿外緣，確保均勻，內(nèi)縱向放置方木以固定拱圈板。

3.2 拱圈模板安裝

1)完成上述搭設(shè)后設(shè)置拱圈底模，應(yīng)用鐵釘將飾面板固定在方木上，同時要考慮固定端模所需要空間，留取適當(dāng)寬度；

2)拱圈外模為鋼模，安裝過程中必須對其加固，可以應(yīng)用鋼管斜撐完成，斜撐間距需要嚴(yán)格控制，否則將會出現(xiàn)跑?，F(xiàn)象。

3.3 鋼筋安裝

1)鋼筋工程采用將成品運(yùn)至施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝的方案，鋼筋籠加工則在工廠進(jìn)行，采取統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，確保標(biāo)準(zhǔn)化施工。加工過程中需要應(yīng)用胎架，施工時采用吊車安裝。鋼筋加工必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行，符合施工規(guī)范，冷彎、下料等過程嚴(yán)格控制，根據(jù)鋼筋具體情況加工彎制，完成后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。如果加工后的鋼筋不符合施工要求，如銹蝕嚴(yán)重，則不能進(jìn)行安裝；

2)鋼筋綁扎必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，確保間距符合設(shè)計(jì)尺寸，保護(hù)層厚度滿足規(guī)范，焊接接頭應(yīng)相互錯開保證搭接質(zhì)量；

3)主筋上固定墊塊的方法有助于滿足鋼筋保護(hù)層厚度要求，砂漿墊塊較為常用，要求其與混凝土同標(biāo)號為宜，也可以采用塑料墊塊方案；

4)施工過程中應(yīng)用雙面焊連接鋼筋，要求加工過程中搭接長度滿足要求，確保質(zhì)量過關(guān)。焊接完成后需要認(rèn)真檢查，去焊渣可以有效暴露焊縫，要求做到飽滿無氣泡。

3.4 拱圈混凝土澆筑與養(yǎng)生

1)設(shè)計(jì)要求為C30混凝土，統(tǒng)一拌和后運(yùn)至施工現(xiàn)場，應(yīng)用水泥混凝土泵進(jìn)行澆筑，需要認(rèn)真做好準(zhǔn)備，確保機(jī)具及人員到位，只有檢查合格后才能進(jìn)行；

2)由拱腳開始對稱澆筑拱圈混凝土，確保兩側(cè)等高，符合設(shè)計(jì)要求，否則將會出現(xiàn)受力不均的情況。應(yīng)用插入式振搗器完成振搗過程，分層澆筑將有助于混凝土達(dá)到理想密實(shí)度，有效控制每層澆筑厚度，這是確保混凝土達(dá)到要求的前提。澆筑過程嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，控制振搗時間，確保間距符合要求，密切觀察混凝土澆筑過程密實(shí)度變化情況，防止漏振和過振；

3)及時進(jìn)入混凝土養(yǎng)生過程，時間在一周以上。觀察混凝土狀態(tài)，一旦終凝即需要進(jìn)行灑水覆蓋養(yǎng)生，常采用土工布覆蓋保濕養(yǎng)生。監(jiān)測混凝土強(qiáng)度變化，如果在10 MPa以上就可進(jìn)入拆模階段，注意控制力度，防止掉角現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.5 涵側(cè)、涵頂土回填

1)監(jiān)測拱涵拱圈混凝土強(qiáng)度，涵側(cè)、涵頂土回填不宜過早，只有超過85%設(shè)計(jì)強(qiáng)度時才可進(jìn)行；

2)對稱、分層回填，回填與夯實(shí)逐層進(jìn)行，同時檢測壓實(shí)度，確保達(dá)到合格要求，如果不到96%則不可以繼續(xù)下層施工；

3)涵側(cè)回填必須夯實(shí)，需采用機(jī)械碾壓完成，但禁用大型機(jī)械。涵頂壓實(shí)工作需要回填到一定厚度后才能進(jìn)行，采用靜力壓路機(jī)，振動壓路機(jī)有可能損壞拱圈；

4)砂礫回填較為適宜，由于其透水性好，可作回填土使用，但不可摻入大粒徑雜物，后者如果在30 mm以上應(yīng)該清除。

4 結(jié)語

公路涵洞施工近些年越來越多，尤其大型拱涵應(yīng)用日漸增加，其優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)受力狀況好，穩(wěn)定性佳，使用功能強(qiáng)，但施工難度大，成本高，費(fèi)時費(fèi)力，對技術(shù)有較高要求。本文以某高速公路實(shí)踐為例進(jìn)行研究，介紹施工工藝，闡釋施工質(zhì)量控制，力圖在理論上給予突破，為今后同類工程施工奠定理論基礎(chǔ)。

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