探析公路橋梁中鋼筋混凝土涵洞的施工技術(shù)

丁 鳳

(長沙市長東投資發(fā)展有限公司，湖南 長沙 410000)

1 工程實(shí)例與鋼筋混凝土涵洞施工設(shè)計(jì)分析

1.1 工程概況

該高速公路是我國某省高速公路的一段，項(xiàng)目建設(shè)總里程為58.1 km，全線采用雙向四車道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，瀝青混凝土路面，路基寬度設(shè)為25.5 m，設(shè)計(jì)速度為100 km/h。

1.2 鋼筋混凝土涵洞設(shè)計(jì)

結(jié)合該工程的地質(zhì)條件特征，選取具備一定剛度與抗剪性能好的鋼筋混凝土材料進(jìn)行涵洞施工設(shè)計(jì)，由設(shè)計(jì)人員在施工前組織完成配筋、地基承載力的設(shè)計(jì)與計(jì)算。在配筋設(shè)計(jì)上，通常鋼筋混凝土涵洞的鋼筋主要受到軸心向的受壓力與結(jié)構(gòu)中的受彎力兩個(gè)方向上的力，基于《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG 3362-2018)要求，應(yīng)將縱向鋼筋配筋率設(shè)為50%以上，混凝土強(qiáng)度至少為C50，并結(jié)合混凝土強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行配筋率的適當(dāng)提升，提高對(duì)壓力的承載力；同時(shí)，應(yīng)將受拉構(gòu)件的鋼筋配筋率設(shè)為20%以上，保障其符合工程質(zhì)量要求。在地基承載力計(jì)算上，依據(jù)該涵洞施工基礎(chǔ)底面的總面積與地形條件，應(yīng)將填土高度設(shè)為8 m，計(jì)算得出預(yù)制側(cè)墻根部縱向的反應(yīng)力為900 N，因此應(yīng)選取分離式條形基礎(chǔ)應(yīng)用于承載力大于300 KPa的涵洞。

2 公路橋梁中鋼筋混凝土涵洞施工技術(shù)的具體應(yīng)用探討

2.1 鋼筋混凝土管節(jié)構(gòu)造技術(shù)

(1)震動(dòng)器的使用

在鋼筋混凝土管節(jié)的制作上，選取鋼外模與裝有震動(dòng)器的鋼內(nèi)模制成模具，選用2個(gè)厚5 mm的半圓筒鋼板拼裝在一起制成外模，鋼板間利用消栓進(jìn)行連接，并且確保內(nèi)模下口直徑略大于上口，便于在完成管節(jié)鑄灌后實(shí)現(xiàn)模具的順利取下。在預(yù)制場內(nèi)選取地勢平坦開闊位置進(jìn)行管節(jié)的構(gòu)造，注重在操作過程中針對(duì)模板與混凝土的接觸面間涂抹潤滑劑，保障二者接觸面的潔凈與光滑?；谑┕べ|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行內(nèi)外模的放置，啟動(dòng)震動(dòng)器震動(dòng)10 s，確保模板與底面間實(shí)現(xiàn)緊密連接，防止在后續(xù)注漿環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏漿問題。隨后選用五層灌注方法進(jìn)行各節(jié)涵管的施工，在完成第一層灌注后將其鏟平并進(jìn)行震動(dòng)處理，待觀察到混凝土冒漿后即可停止震動(dòng)，并照此方法依次完成第二至五層的灌漿作業(yè)，確保各層在冒漿的2～3 min后方可進(jìn)行抹平處理，停止震動(dòng)。接下來依照由下至上的順序進(jìn)行模板吊裝作業(yè)，選取鏈滑車將內(nèi)模板垂直吊起，并通過小幅震動(dòng)增強(qiáng)內(nèi)模與混凝土間的連接緊密性，防止產(chǎn)生脫落問題。

(2)運(yùn)用脫心技術(shù)

首先，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)完成調(diào)速，將鋼模板吊運(yùn)至離心制管機(jī)輪處，確保鋼模檔圍恰好落在機(jī)輪上，利用電動(dòng)機(jī)控制皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)、帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，使其達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速；其次進(jìn)行注料作業(yè)，啟動(dòng)注料機(jī)，利用皮帶輸送材料，在此過程中應(yīng)確保皮帶運(yùn)輸機(jī)與鋼模中心保持對(duì)應(yīng)關(guān)系，為注料機(jī)的來回動(dòng)作創(chuàng)設(shè)適宜條件，使皮帶運(yùn)輸機(jī)能夠直接深入鋼模內(nèi)、沿一側(cè)向另一側(cè)勻速注料，并利用邊圈及時(shí)調(diào)整混凝土料的注入量，待完成材料運(yùn)輸后鋼模仍保持持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，由此形成高質(zhì)量壁管；最后逐步調(diào)低電氣旋轉(zhuǎn)速度，在此需注意將塑性混凝土施工材料的水灰比控制在0.4～0.6以內(nèi)，避免因旋轉(zhuǎn)過快引發(fā)漿液流出現(xiàn)象，以便實(shí)現(xiàn)順利脫模。

(3)采用懸輥法

首先，開啟液壓閥門，并將門架鋇緊油缸拉緊；其次，開啟門架旋油油缸，緩慢開啟門架至90°后，通過人工操作開啟小型制管機(jī)開關(guān)，并將鋼模放入懸輥機(jī)的懸輥結(jié)構(gòu)處；最后，合理調(diào)節(jié)門架的運(yùn)行速度與停止速度，待其運(yùn)轉(zhuǎn)2～30 s后，將鋼模放在懸浮上，去掉吊鉤、啟動(dòng)電機(jī)，待轉(zhuǎn)速逐漸提高至標(biāo)準(zhǔn)值后，使其保持勻速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)啟動(dòng)運(yùn)料機(jī)便可以利用管模完成混凝土料的運(yùn)輸。

2.2 鋼筋混凝土管節(jié)拼接與安裝

基于由下至上順序進(jìn)行管節(jié)拼裝，嚴(yán)格依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將各管節(jié)放置在相應(yīng)墊層或基座表面位置，確保各管節(jié)間實(shí)現(xiàn)均勻受力。在此過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)管節(jié)鋪設(shè)情況的管理，確保其坡度符合設(shè)計(jì)要求，內(nèi)部保持整齊、薄厚一致，并提高管節(jié)內(nèi)部的清潔度，清理掉其中的多余砂漿及廢料。在管節(jié)安裝環(huán)節(jié)，首先應(yīng)控制管座混凝土與管深實(shí)現(xiàn)充分接觸，針對(duì)不含有底座的圓管可將其制成弧形結(jié)構(gòu)，以此實(shí)現(xiàn)與管身的充分接觸；其次需針對(duì)管座兩端進(jìn)行平行連接，將兩處接縫的間隔距離控制在1 mm以內(nèi)，并采用瀝青、麻絮等材料進(jìn)行接縫的填充處理；最后，還應(yīng)合理調(diào)節(jié)管節(jié)與基礎(chǔ)的下沉量，將二者縫隙的間隔距離控制在2～3 mm以內(nèi)，并采用瀝青、麻絮等進(jìn)行緊密填充。

在鋼筋混凝土管節(jié)的拼裝預(yù)制過程中，還需注重把握以下幾項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)：其一是圍繞管節(jié)預(yù)制到運(yùn)輸至施工現(xiàn)場的過程進(jìn)行嚴(yán)格管理，如在運(yùn)輸過程中選用鋪稻草、墊木等方式做好管節(jié)的固定處理，防止對(duì)管節(jié)造成磕碰損壞；其二是在管節(jié)安裝前，需基于質(zhì)量要求做好管節(jié)檢查；其三是依據(jù)工程實(shí)際建設(shè)情況進(jìn)行拼接施工方法的選取，例如在采用滾木拼接法時(shí)，需將管節(jié)滾動(dòng)至距安裝位置1 m處，并將其旋轉(zhuǎn)90°，實(shí)現(xiàn)與涵管的有效對(duì)接；其四是在安裝結(jié)束后做好安裝質(zhì)量的檢查，確保對(duì)接處縫隙合理，以此為后續(xù)施工與工程質(zhì)量打下良好基礎(chǔ)。

2.3 涵洞基底施工技術(shù)

首先在基底施工前，施工人員應(yīng)現(xiàn)場測量基坑相關(guān)參數(shù)并做好記錄，綜合考察施工現(xiàn)場的地基土質(zhì)、地下水分布情況等信息，對(duì)照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完成測量放樣，保障測得數(shù)據(jù)的合理性與準(zhǔn)確性。其次在基底開挖環(huán)節(jié)，需針對(duì)放線環(huán)節(jié)得出的中線、邊線、標(biāo)高等數(shù)據(jù)進(jìn)行審核檢驗(yàn)，完成技術(shù)交底，并確認(rèn)好地下水位、地下管線分布情況，為機(jī)械挖掘作業(yè)創(chuàng)設(shè)良好的前提條件；在機(jī)械開挖環(huán)節(jié)，當(dāng)開挖深度超過4 m時(shí)，可采用塑料薄膜覆蓋的方法進(jìn)行邊坡坡度控制，防止出現(xiàn)邊坡塌陷問題，待采用機(jī)械開挖至基坑底部標(biāo)高的高線位置后，需預(yù)留一定厚度的土層，改用人工作業(yè)方式進(jìn)行開挖，并將挖掘出的土方運(yùn)輸至基槽2 m外的位置。最后在地基養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，需基于開挖基礎(chǔ)的標(biāo)定位置上方確定具體的沉降線，為后續(xù)鋼筋預(yù)埋、混凝土澆筑、混凝土振搗與養(yǎng)護(hù)作業(yè)打下良好基礎(chǔ)，保障地基強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。

2.4 鋼筋綁扎與模板安裝技術(shù)

在鋼筋綁扎環(huán)節(jié)，施工人員需預(yù)先針對(duì)鋼筋材料的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量、質(zhì)量資格證書等進(jìn)行查驗(yàn)，對(duì)照測量數(shù)據(jù)進(jìn)行鋼筋的預(yù)埋處理，并合理運(yùn)用腳手架控制鋼筋的垂直度；在完成涵洞臺(tái)身鋼筋綁扎后，可采用閃光焊接技術(shù)進(jìn)行焊接處理，并照此完成鋼筋骨架的綁扎，提升涵洞臺(tái)身鋼筋骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在模板安裝環(huán)節(jié)，施工人員應(yīng)事先做好模板表面的清潔與除銹處理，均勻涂抹上脫模劑，按照順序依次完成模板安裝，采用螺栓實(shí)現(xiàn)模板的有效連接，并圍繞模板間連接部位選用海綿條進(jìn)行密封處理，防止后續(xù)澆筑環(huán)節(jié)出現(xiàn)漿液外泄問題，提升涵洞模板安裝施工的技術(shù)水平。

2.5 混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

首先應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土材料配比的檢查，選用水泥混凝土泵車進(jìn)行混凝土澆筑，將一次混凝土澆筑高度控制在30 cm以內(nèi)；隨后采用插入式振搗棒進(jìn)行混凝土的均勻振搗，保障其密實(shí)度符合工程要求；在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行拆模，以免造成管體的損壞，選用麻袋或塑料薄膜配合灑水方式進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，并在后期定時(shí)灑水，防范混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.6 涵洞臺(tái)背回填與質(zhì)量檢驗(yàn)

涵洞臺(tái)背回填的主要目的是防止路基沉降，對(duì)此需首先做好臺(tái)背的排水措施，選取砂石材料進(jìn)行松軟地基的換填，并嚴(yán)格檢查相關(guān)材料的配比，防范涵洞臺(tái)背出現(xiàn)不均勻沉降問題。此外，還需完善涵洞施工質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)制的建設(shè)，圍繞構(gòu)件預(yù)制施工、構(gòu)件拼裝、基底施工、鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土結(jié)構(gòu)施工、臺(tái)背回填等環(huán)節(jié)細(xì)化具體的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，最大限度提升鋼筋混凝土涵洞的施工質(zhì)量。以構(gòu)件預(yù)制與拼裝環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)為例，其允許偏差范圍如表1所示。

表1 構(gòu)件預(yù)制與拼裝環(huán)節(jié)的允許偏差

3 結(jié) 論

將鋼筋混凝土涵洞施工技術(shù)應(yīng)用于公路橋梁工程建設(shè)中，還需密切結(jié)合工程所處地質(zhì)環(huán)境與實(shí)際施工要求，合理運(yùn)用施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化，并落實(shí)對(duì)各工序環(huán)節(jié)的技術(shù)管理與把控，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行各結(jié)構(gòu)部分的核對(duì)與檢驗(yàn)，保障工程質(zhì)量符合規(guī)定要求，進(jìn)一步推動(dòng)我國公路橋涵建設(shè)的穩(wěn)步發(fā)展。