公路預(yù)制裝配式混凝土箱涵施工技術(shù)

張海剛

（張家口路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 張家口 075000）

0 引言

公路沿線往往存在很多箱涵，以往多采用現(xiàn)澆箱梁，不僅施工效率低、質(zhì)量差，而且會(huì)給當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境造成很大影響。預(yù)制裝配式箱梁技術(shù)的出現(xiàn)從根本上改善了現(xiàn)澆技術(shù)存在的問(wèn)題，在保證質(zhì)量的前提下，能有效縮短工期，減少或避免環(huán)境污染。

1 工程概況

某公路工程在當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)中占據(jù)十分重要的地位，共設(shè)置296 道預(yù)制裝配式箱涵，主要有以下3 種結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)螛?gòu)件，尺寸為2.0m×1.5m；四構(gòu)件，尺寸為3.0m×2.2m；四構(gòu)件，但尺寸和第二種有所不同，為4.0m×3.0m。所有構(gòu)件均包含長(zhǎng)度為3m的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與長(zhǎng)度為1m的調(diào)節(jié)段。

2 地基處理與墊層施工

地基處理與墊層施工按照以下工藝流程進(jìn)行：場(chǎng)地平整→測(cè)量放線→基坑開(kāi)挖換填砂與水泥攪拌樁施工→砂墊層施工→墊層模板支設(shè)→墊層混凝土澆筑→模板拆除與混凝土養(yǎng)護(hù)。施工開(kāi)始前，將箱涵所在位置地表存在的雜草清理干凈，并做好場(chǎng)地平整。施工前應(yīng)先檢測(cè)地基承載能力，若不達(dá)標(biāo)，應(yīng)采用換填的方法進(jìn)行處理，必要時(shí)也可采用水泥攪拌樁的方法處理。如果采用換填的方法，則應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行基坑開(kāi)挖，其間注意放坡，采用砂礫進(jìn)行換填，換填完成后用小型壓路機(jī)連續(xù)碾壓，對(duì)壓路機(jī)難以到達(dá)的部位需要由人工夯實(shí)。換填應(yīng)分層進(jìn)行，分層厚度按照不超過(guò)30cm 控制；如果采用水泥攪拌樁技術(shù)進(jìn)行處理，需結(jié)合樁長(zhǎng)與超灌數(shù)量對(duì)施工所需水泥數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，以保證樁長(zhǎng)和樁徑及成型后強(qiáng)度都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。將砂墊層鋪設(shè)完成后，應(yīng)將其壓實(shí)平整。當(dāng)采用澆筑墊層時(shí)，需做好測(cè)量放樣與模板支設(shè)，并在澆筑施工中做好伸縮縫留設(shè)，嚴(yán)格控制進(jìn)出口的實(shí)際標(biāo)高[1]。

3 箱涵預(yù)制

箱涵預(yù)制嚴(yán)格按照以下工藝流程進(jìn)行：模板進(jìn)場(chǎng)→底部模板安裝與調(diào)平→鋼筋綁扎與鋼筋骨架吊裝→外模安裝→預(yù)埋件安裝→內(nèi)模安裝→混凝土澆筑→模板拆除與混凝土養(yǎng)護(hù)→成品保護(hù)與翻轉(zhuǎn)。

在實(shí)際箱涵預(yù)制施工中，應(yīng)嚴(yán)格注意以下幾方面要點(diǎn)：

（1）按照設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)全體人員開(kāi)展詳細(xì)的技術(shù)交底，確保全體作業(yè)人員熟悉施工技術(shù)及要求。

（2）模板進(jìn)場(chǎng)后做好檢查驗(yàn)收，經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)合格后進(jìn)行試驗(yàn)性拼裝，對(duì)于檢查及試驗(yàn)拼裝不合格的模板需實(shí)施優(yōu)化處理，或直接予以退場(chǎng)。將檢查合格的底部模板按照編號(hào)放置到要求的位置，并做好調(diào)平，使其橫縱方向均處于同一個(gè)水平面。

（3）利用胎架進(jìn)行鋼筋籠綁扎施工，綁扎完成后從胎架上吊離，對(duì)搭接接頭予以翻轉(zhuǎn)焊接，并按照要求綁扎好混凝土墊塊，最后將成品吊裝到底部模板上。

（4）安裝外模前應(yīng)先做好打磨，并均勻涂刷一層脫模劑，經(jīng)檢查無(wú)誤后再進(jìn)行吊裝，將外模吊裝到指定位置后，安裝彎螺栓套管及吊環(huán)[2]。

（5）安裝內(nèi)模前也要做好打磨和涂刷脫模劑，將內(nèi)模安裝完成后，應(yīng)檢查其垂直度和對(duì)角線尺寸。經(jīng)檢查確認(rèn)合格后，方可開(kāi)始下一道工序的施工。

（6）混凝土坍落度應(yīng)嚴(yán)格控制在160～200mm 范圍內(nèi)，如果坍落度過(guò)大，可能在頂部聚集大量水泥漿，對(duì)箱涵強(qiáng)度造成不利影響；澆筑應(yīng)使用料斗進(jìn)行，每片箱涵的澆筑都應(yīng)保持連續(xù)；在澆筑的同時(shí)做好振搗，具體采用插入式振搗，并遵循快插慢拔原則，確保混凝土內(nèi)部氣泡全部排出，并防止過(guò)振與漏振。完成澆筑與振搗進(jìn)行壓光收面，使頂面保持平整。

（7）在拆模過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)行分塊拆除，不可使用蠻力，以免造成構(gòu)件損壞。模板拆除完成后應(yīng)及時(shí)包裹一層土工布和塑料膜，并設(shè)置噴淋管道，派專人進(jìn)行養(yǎng)生[3]。

（8）待箱涵澆筑完成的混凝土實(shí)際強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，對(duì)豎立構(gòu)件沿水平方向進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，然后將設(shè)置在端頭的吊環(huán)切除，放到指定地點(diǎn)存放。

4 箱涵安裝

（1）墊層施工完成且強(qiáng)度達(dá)到要求后，將其表面清掃干凈，然后開(kāi)始測(cè)量放樣，并澆筑一層C30混凝土作為找平層，以準(zhǔn)確找出各箱涵的具體位置，做好明顯的標(biāo)記。

（2）在連接縫與沉降縫處鋪設(shè)一道橡膠止水帶，并在頂面均勻涂刷一層黏結(jié)膠；箱涵吊裝按照從高到低的方向進(jìn)行，并逐節(jié)段安裝到位；運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的箱涵應(yīng)盡快吊裝到指定位置，在吊裝過(guò)程中要做到輕拿輕放，以免造成箱涵損傷；所有連接縫都應(yīng)達(dá)到對(duì)口整齊，使螺栓桿可以順利穿入，最后裝好墊板，并將螺栓擰緊。

（3）箱涵的內(nèi)外縫中都應(yīng)按照要求塞入瀝青麻絮，之后用強(qiáng)度不低于M15 的砂漿進(jìn)行封堵，并將其抹平。螺栓口也要使用砂漿做好封堵，并粘貼一道橡膠止水帶。完成以上步驟后需將箱涵頂部的吊環(huán)拆除，并打磨平整，最后用砂漿進(jìn)行必要的防腐處理[4]。

（4）在箱涵外側(cè)連續(xù)涂刷3層瀝青油。

5 關(guān)鍵工序施工控制

5.1 模板制作與安裝

在模板制作與安裝施工中，應(yīng)注意以下各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)：

（1）模板設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意鋼板和槽鋼的厚度，其中槽鋼主要用作模板背楞。除此之外，應(yīng)盡可能減小背楞之間的距離，采用提高模板剛度的方式使?jié)仓瓿傻幕炷劣辛己玫钠秸取?/p>

（2）模板要采用專門的定型模板，準(zhǔn)確放出彎螺栓槽口與鉸接縫面，所有模板都要有良好的剛度、潔凈度及平順度。

（3）模板在每次使用前都要進(jìn)行除銹，無(wú)論底部模板、側(cè)面模板，還是內(nèi)側(cè)模板，都應(yīng)均勻涂抹一層脫模劑，以防止?jié)仓瓿珊蟮幕炷梁湍０灞砻姘l(fā)生粘貼，導(dǎo)致拆模后混凝土產(chǎn)生麻面。

（4）模板必須有足夠剛度，以防在施工中發(fā)生變形，同時(shí)應(yīng)保證構(gòu)件預(yù)制成型后的精度。為防止漏漿給箱涵外觀質(zhì)量造成影響，還需在模板之間的接縫上粘貼一層2cm寬的膠條。

（5）將內(nèi)、外模板均安裝到位后，檢查模板及箱涵尺寸，確認(rèn)是否保持一致，同時(shí)檢查模板的實(shí)際垂直度。此外，內(nèi)模應(yīng)利用可調(diào)支撐桿予以加固，避免模板在施工中產(chǎn)生變形[5]。

5.2 鋼筋施工

在鋼筋施工中，應(yīng)注意以下各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)：

（1）主筋連接方式為氣體保護(hù)焊，焊縫長(zhǎng)度應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范來(lái)確定和控制。

（2）為了使骨架中所有鋼筋間連接緊固，應(yīng)保證十字交叉部位牢固相連，每個(gè)連接點(diǎn)都應(yīng)使用氣體保護(hù)焊的方法相連。

5.3 混凝土施工

在箱涵混凝土施工中，應(yīng)注意以下各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)：

（1）為有效保證箱涵外觀質(zhì)量，盡可能地減少施工縫數(shù)量，在澆筑的同時(shí)做好振搗，使?jié)仓３诌B續(xù)，做到一次性成型。

（2）在澆筑施工中，需在模板周圍均勻布料，分層厚度一般按照不超過(guò)30cm 控制。實(shí)際布料速度應(yīng)和振搗良好配合，具體振搗持續(xù)時(shí)間以混凝土不再下沉和表面保持平坦為準(zhǔn)。振搗棒和側(cè)模之間應(yīng)有一定間隔距離。對(duì)上層進(jìn)行振搗時(shí)，要將振搗棒插入到下層內(nèi)部一定深度，以免振搗完成后產(chǎn)生明顯的接縫。

（3）待混凝土振搗結(jié)束且達(dá)到收漿以后做好覆蓋與灑水養(yǎng)生。澆筑完成的混凝土實(shí)際強(qiáng)度不低于2.5MPa后，方可拆除模板，一般需要1.5d的時(shí)間[6]。

（4）在模板拆模過(guò)程中應(yīng)派專人監(jiān)督、指揮，確保箱涵表面與棱角處不受損壞。

（5）在養(yǎng)生過(guò)程中應(yīng)先用塑料薄膜進(jìn)行包裹，然后覆蓋一層土工布，同時(shí)通過(guò)灑水確?；炷帘砻媸冀K處于濕潤(rùn)狀態(tài)，注意不可干濕交替。

（6）當(dāng)施工必須在冬季進(jìn)行時(shí)，應(yīng)借助保溫棚與蒸汽發(fā)生器實(shí)施保溫養(yǎng)護(hù)，并安排專人做好溫度記錄，以免溫度劇烈變化導(dǎo)致箱涵開(kāi)裂。

5.4 構(gòu)件存放和運(yùn)輸

在箱涵構(gòu)件存放與運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)注意以下各項(xiàng)要點(diǎn)：

（1）在構(gòu)件裝車過(guò)程中，需要在構(gòu)件與車廂之間的接觸處設(shè)置墊木，以免發(fā)生磕碰；在預(yù)制構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后，即可進(jìn)行運(yùn)輸；在構(gòu)件運(yùn)輸中，應(yīng)采取有效的緩沖和加固措施，同時(shí)依據(jù)吊環(huán)位置適當(dāng)調(diào)整運(yùn)輸方式，嚴(yán)格防止損壞或磕碰[7]。

（2）將構(gòu)件運(yùn)輸?shù)酱娣艆^(qū)后，需在枕梁和構(gòu)件之間的接觸點(diǎn)上設(shè)置木板，以免構(gòu)件之間發(fā)生碰撞與擠壓。

5.5 構(gòu)件組裝

在箱涵構(gòu)件組裝過(guò)程中，應(yīng)注意以下各項(xiàng)要點(diǎn)：

（1）構(gòu)件組裝要嚴(yán)格按照方案和計(jì)劃進(jìn)行，在正式組裝之前要做好試驗(yàn)性組裝，同時(shí)制定詳細(xì)的方案，并做好交底，必要時(shí)可通過(guò)設(shè)置腳手架或采用手拉葫蘆加以固定，以確保構(gòu)件保持穩(wěn)定。

（2）將構(gòu)件組裝完成后，應(yīng)做好質(zhì)量檢查，具體檢查項(xiàng)目與要求為：①構(gòu)件長(zhǎng)度，偏差不能超過(guò)0～5mm 范圍；②壁厚，偏差不能超過(guò)-3～5mm 范圍；③軸線偏位，不能大于50mm；④結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，偏差不能超出-50～100mm范圍；⑤底面高程，偏差不能超出-10～10mm范圍；⑥墊層寬度與厚度，均不能小于設(shè)計(jì)值[8]。

5.6 回填施工

回填施工應(yīng)注意以下各項(xiàng)要點(diǎn)：

（1）待構(gòu)件強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后，才能開(kāi)始回填施工。

（2）在結(jié)構(gòu)撐腳區(qū)進(jìn)行回填施工時(shí)，應(yīng)使用密度較高的砂，將其壓實(shí)。

（3）在結(jié)構(gòu)側(cè)墻區(qū)進(jìn)行回填施工時(shí)，需在側(cè)面1m內(nèi)借助小型壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行分層碾壓，這一區(qū)域內(nèi)一般不可使用大型機(jī)具進(jìn)行碾壓。

（4）在實(shí)際回填過(guò)程中，只有在填土厚度達(dá)0.5～0.8m的情況下才能借助小型壓路機(jī)實(shí)施碾壓。

（5）對(duì)側(cè)墻區(qū)與頂部填土進(jìn)行碾壓時(shí)，具體碾壓方向應(yīng)和箱涵中軸方向保持平行。

5.7 施工技術(shù)水平提升方法

在實(shí)際施工中，可采取以下方法提高施工技術(shù)水平，保證工后效果：

（1）對(duì)于混凝土鑿毛，以拋丸方式的效果較好。

（2）采用氣體保護(hù)焊方法進(jìn)行施工時(shí)，能避免采用電弧焊施工存在的燒傷及焊渣等方面的問(wèn)題。

（3）混凝土養(yǎng)生方法以蒸汽發(fā)生器為主，只有在連續(xù)養(yǎng)生6h，使混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求至少80%后，才能對(duì)構(gòu)件實(shí)施吊裝與移存。

（4）箱涵側(cè)板與頂板的存放可引入二維碼識(shí)別技術(shù)。

（5）通過(guò)在穿模板鋼筋周圍設(shè)置橡膠皮或在安裝完成后打入發(fā)泡膠的方式來(lái)防止漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，裝配式箱梁在我國(guó)公路工程建設(shè)中屬于一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，能良好地適應(yīng)當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)化與工廠化等主流發(fā)展方向，可以提高工程的建設(shè)質(zhì)量、效率與效益，在除公路工程以外的很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用及發(fā)展前景。相較于傳統(tǒng)意義上的現(xiàn)澆箱梁，裝配式箱涵更加符合創(chuàng)新性思維與綠色交通理念，通過(guò)在工廠中預(yù)制，能減小環(huán)境污染，并縮短工期，對(duì)我國(guó)交通行業(yè)打造科技示范工程、建設(shè)綠色公路均有重要意義。