道路涵洞施工几个重点问题初探

2010-08-15黄健福

黑龙江交通科技 2010年8期

黄健福

(广西岑溪公路管理局)

1 道路涵洞施工概述

涵洞按建筑材料可分为砖涵、混凝土涵、石涵和钢筋混凝土涵。按涵洞断面形式可分为管涵、箱涵、板涵、拱涵。按涵顶填土情况可分为明涵、暗涵和涵顶无填土。涵洞按水力性能分为无压涵、半压力涵和压力涵。下面讲述了 2种涵洞施工方法以及涵洞施工中应注意的问题。

2 道路涵洞施工的施工方法

2.1 钢筋混凝土箱涵施工

(1)基础处理

采用人工配合机械开挖,开挖前注意做好防排水准备,开挖按变形缝设置跳槽开挖,必要时做好支护工作。基底须整平夯实,并做基底承载力检测,若达不到 150Kpa,则需换填砂砾或碎石。基底满足设计要求承载力后,按设计要求立模施作混凝土垫层。

(2)底板及侧墙钢筋绑扎

在垫层上测量放线,并画出钢筋布置大样及立模边线,然后绑扎底板及侧墙钢筋,绑扎侧墙钢筋时在外侧用钢管搭设临时支架以防钢筋笼变形。钢筋主筋保护层为 3cm,底板下层筋保护层为 4cm,钢筋锚固长度为 35d,搭接长度为42d,钢筋搭接接头百分率不大于 25。当混凝土强度达到70%以上时,开始安装预制板。

(3)内支撑及内模施工

内支撑采用 Φ50钢管搭设,纵横向布距不大于 1m,竖向布距不大于 1.2m。顶部用可调托撑顶纵梁,纵梁上布置横梁,横梁上为顶模。内支撑的横向钢管应与内侧模在横竖带节点处用钢管卡子连接(内外模的横竖带均采用双根钢管),起到横向内支撑作用。内模采用 1.5m2的大模板制作,表面要求光洁,模板接缝处加贴密封胶条。

(4)绑扎顶板钢筋、立外模

顶板钢筋底垫双峰式垫块,严格按规范和设计要求绑扎,支撑箍筋应使用点焊,以保证上层钢筋网片不变形。外模采用普通钢模板组拼,外模的固定采用 Φ16拉杆内外对拉,并以圆木或钢管辅助支顶。

(5)混凝土浇筑

混凝土采用商品混凝土。灌注入仓采用吊车配合下料漏斗进行,振捣采用插入式振捣棒。

2.2 钢筋混凝土圆管涵施工

(1)基础工程

基坑开挖采用人工配合机械开挖,检查合格后,铺筑碎石垫层,小型振动压路机分层压实,压实度达到 95以上。基础混凝土在管节安装前后应分两次浇筑。重点控制新旧混凝土的结合处以及管基混凝土与管壁的结合处,并及时进行养护。

(2)洞身施工

涵管由厂家预制,检验合格后方可运至工地后,准确计算管涵全长与管节的配置以及端墙的准确位置,从下游开始安装,使接头面向上游安装,每节涵管紧密相贴于已铺好的基座上,使涵管受力均匀。管节装卸、运输、安装过程中要采取防碰撞措施,避免管节损坏或产生裂纹,安装时严格按规范操作。

(3)接缝

按设计要求安设接口橡胶圈并用M10砂浆填塞接缝抹角,接缝宽度不得大于 1cm,接口处要平整。

(4)台背、涵顶填土

涵洞完成后,当涵洞砌体砂浆或混凝土强度达到设计强度的 70%时,方可进行回填土,回填土要符合质量要求。涵洞处路堤缺口填土从涵身两侧不小于 2倍孔径范围内,同时水平分层、对称地填筑、夯(压)实。用机械填土时,除按照上述规定办理外,涵洞顶上填土厚度必须大于 1m时,才允许机械通过,且在使用震动压路机碾压时,禁止开动震动源。严格控制分层厚度和密实度,设专人负责监督检查,检查频率每 50m2检验 1点,不足 50m2时至少检验 1点,每点都要合格,采用小型机械压实。回填土的分层厚度为 0.1～0.2m。压实度全部要达到 95%。

3 道路涵洞施工的重点问题

3.1 软土地基上修筑涵洞的重点问题

(1)“驼峰”问题

由于涵洞背面填土偏压作用,土压引起地基变位的同时,涵洞也产生变位,软土地基之上这种变化尤其明显。当涵洞自重较其占据体积的土重量小目涵洞较之于土的不可压缩性,必然造成涵洞处的沉降量小于相邻路堤土的沉降量,使得路线实际纵坡发生变化,在纵断面上形成“驼峰”,涵洞顶部为驼峰的峰顶。路堤填土越低,“驼峰”越明显,填土越高,“驼峰”越不明显。路堤与涵洞衔接处易产生“错台”,出现跳车现象,影响道路行车舒适性和行车安全。

(2)沉降量过大

由于涵洞软弱地基土甬洞施工前未充分固结,软弱地基未处或者处理不当,存使用过程当中,由于涵洞基础施加的压应力,致使涵洞在使用过程当中发生的沉降逐渐积累,达到一定的程度便会使涵,14的有效净宅,涵底发生积水、淤塞。严重时,涵底土体甚至可能产生剪切破坏,涵洞洞身发生相当严重的沉降,涵洞失去其使用功能,路基、路面也随之产生相关连的破坏。

(3)涵洞结构本身的破坏

由于地基的不均匀沉降,导致涵洞的附加应力增加,附加应力达到一定的程度便会造成涵洞结构本身的开裂破坏若因酒洞的地基变形造成涵洞的节段之间边角刚性接触,还会造成应力集中而产生局部破坏。

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,主要解决三个问题:一是如何确定混凝土最短的养护龄期;二是如何防止混凝土早期冻害;三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。在实际工程中,要根据施工时的气温情况,工程结构状况(工程量、结构厚大程度与外露情况),工期紧迫程度,水泥的品种及价格,早强剂、减水剂、抗冻剂的性能及价格,保温材料的性能及价格,热源的条件等,来选择合理的施工方法。一般来说,对于同一个工程,可以有若干个不同的冬季施工方案。一个理想的方案,应当用最短的工期、最低的施工费用,来获得最优良的工程质量,也就是工期、费用、质量最佳化。基本上采用以下 4种方法。

(1)调整配合比方法

主要适用于在 0℃左右的混凝土施工。具体做法:①选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明,应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大,且在早期放出强度最高,一般 3d抗压强度大约相当于普通硅水泥 7d的强度,效果较明显。②尽量降低水灰比,稍增水泥用量,从而增加水化热量,缩短达到龄期强度的时间。③掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下,加入引气剂后生成的气泡,相应增加了水泥浆的体积,提高拌合物的流动性,改善其粘聚性及保水性,缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻性。④掺加早强外加剂,缩短混凝土的凝结时间,提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠(掺用水泥用量的 2%)和 MS-F复合早强试水剂(掺水泥用量的 5%)。⑤选择颗粒硬度高和缝隙少的集料,使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。

(2)蓄热法

主要用于气温 -10℃左右,结构比较厚大的工程。做法是:对原材料(水、砂、石)进行加热,使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后,还储备有相当的热量,以使水泥水化放热较快,并加强对混凝土的保温,以保证在温度降到 0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单,施工费用不多,但要注意内部保温,避免角部与外露表面受冻,且要延长养护龄期。

(3)外部加热法

主要用于气温-10℃以上,而构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气,将热量传给混凝土,或直接对混凝土加热,使混凝土处于正温条件下能正常硬化。①火炉加热。一般在较小的工地使用,方法简单,但室内温度不高,比较干燥,且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化,影响质量。②蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制,加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备,费用较高。且热损失较大,劳动条件亦不理想。③电加热。将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,便电能变为热能,以提高混凝土的温度。此法简单方便,热损失较少,易控制,不足之处是电能消耗量大。④红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器,对混凝土进行密封幅射加热。

(4)抗冻外加剂

在-10℃以上的气温中,对混凝土拌合物掺加一种能降低水的冰点的化学剂,使混凝土在负温下仍处于液相状态,水化作用能继续进行,从而使混凝土强度继续增长。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。