西非马里公路箱涵常用施工方法简介

2018-09-08

四川水利 2018年4期

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 马里公路涵洞现状与发展

马里为世界最不发达国家之一，其经济技术水平较低，以往修建的公路技术等级标准较低，涵洞主要以圆管涵和盖板涵为主。马里现有公路圆管涵主要有钢管结构和预制混凝土结构两种形式，管径较小，在60cm～80cm之间，一般不超过1m，多设置在横穿公路的小排水沟处，但因马里地面各种垃圾太多，雨季垃圾随着水流迅速就将管涵堵塞，导致雨水迅速淤积漫过路面，造成路面水毁严重。而盖板涵则一般用于横穿公路排水量较大的沟渠处，多采用浆砌块石墙身，现浇钢筋混凝土盖板或者吊装预制盖板。近些年，马里经济增长较快，道路运输的重型交通量不断增加，远远超过原来修建公路等级的承载极限，致使马里现有道路损毁严重，路面坑坑洼洼，尤其是在雨季时，时常出现涵洞坍塌事故，严重影响道路运输的效率与安全。

马里作为一个内陆国家，公路运输几乎把控着整个国家的命脉，因此，随着马里经济的不断发展，当地政府也清醒认识到公路发展的重要性。近些年马里政府不断加大公路基础设施建设投资，不仅对原有公路进行改扩建升级，同时还新建了多条连接周边国家的主要边境公路，其公路等级标准也明显提高，涵洞全部提升为钢筋混凝土箱涵，这不仅提高了涵洞的排水能力，而且还使涵洞本身的强度、刚度及稳定性都得到明显增强。

2 马里箱涵常用施工方法

箱涵是一种闭合式钢筋混凝土薄壁结构，由一个或多个方形或矩形断面组成，适用于跨径大于1m的涵洞。钢筋混凝土箱涵具有整体性能好，刚度大，经久耐用，养护费用低等优点，但其造价较高，施工也较为复杂，以下结合马里当地实际，着重介绍几种当地箱涵常用施工方法。

2.1 现浇法

现浇法是箱涵最为常用的施工方法，其施工步骤为：测量放线→基槽开挖→垫层混凝土浇筑→底板和侧墙下部钢筋绑扎→底板模板安装→底板混凝土浇筑→侧墙上部钢筋绑扎→侧墙和顶板底模安装→顶板钢筋绑扎→顶板外侧模板安装→侧墙和顶板混凝土浇筑→洒水养护与模板拆除。

2.1.1 测量放样

用全站仪放出箱涵中心线和道路中心线，用水准仪测出地面高程；核对设计提供地质资料，决定开挖坡度，排水方案和支护方案，定出开挖范围；根椐箱涵中心线和道路中心线用全站仪、钢尺放出基坑底线和基坑上口开挖线，并撒白灰标出。

2.1.2 基槽开挖

基坑采用人工配合挖掘机进行开挖，基坑开挖边坡坡度采用1∶0.5，基底四周考虑0.5m宽工作面；根据测量放出的涵洞基础开挖边线及开挖深度，采用挖掘机开挖至基底标高以上10cm～20cm处，然后检测基底承载力，满足要求后，再人工清理基坑至设计开挖高程。

2.1.3 垫层混凝土浇筑

涵洞基底通过监理工程师验收合格后，安装垫层侧模板，采用1015钢模板用螺栓连接，短钢筋打入基底固定，检查模板安装位置、平面尺寸、轴线偏位、相邻模板高差满足设计和施工技术规范要求后，报请监理工程师检验，验收合格后进行混凝土浇筑。混凝土按照试验室提供的配合比在现场用移动式搅拌机拌制，采用装载机端料入仓，平板振动器振捣密实，浇筑完成后用木抹子搓平。

2.1.4 钢筋加工及绑扎

钢筋的表面确保洁净、无损伤，油渍、漆污和铁锈等在使用前清除干净，不使用带有颗粒状或片状老锈的钢筋；钢筋必须平直，无局部曲折；钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求。钢筋绑扎严格按图纸要求进行施工，所有伸入涵身基底的钢筋一次性绑扎成型；在基础混凝土浇筑后绑扎侧墙剩余钢筋和顶板钢筋；支模板前安设混凝土垫块以控制钢筋保护层，垫块采用箱涵同标号混凝土制作，垫块布设横向间距0.7m，纵向间距1.5m。钢筋安装绑扎要求横平竖直，钢筋的规格、形状、间距必须满足设计要求。

2.1.5 模板安装

模板安装前，放出模板安装控制线。涵身内、外侧及顶板模板采用标准钢模板进行拼装，倒角处采用订做的倒角钢模板，钢模板之间采用螺栓连接紧固，外侧采用钢管加固支撑牢固。模板分两次安装，第一次模板安装至基础倒角以上10cm，倒角模板与墙身钢筋之间横向加焊钢筋固定，加焊横向钢筋间距70cm，然后浇筑基础及倒角混凝土。在基础混凝土强度满足要求后，再支剩余外墙和内模板，内模采用满堂红支架支撑，外设双排脚手架支撑固定就位后，通过内外脚手架和对拉螺杆调整模板的垂直度与平整度及稳定性，模板采用螺栓连接。在浇筑混凝土前紧固模板，避免混凝土浇筑时漏浆。

2.1.6 混凝土浇筑

箱涵混凝土分两次浇筑，第一次先浇至基础倒角以上10cm，第二次浇筑剩余部分。两次浇筑的接缝处凿毛处理，保证衔接面的粗糙干净，无散落的混凝土。两次浇筑的接缝处保证有良好的衔接面，涵身混凝土施工时采用从一端开始水平分层连续浇筑至另一端，每层不超过30cm。两层混凝土浇筑时间间隔不大于45min，两侧墙混凝土浇筑高度基本保持平衡，避免压偏变形，混凝土采用吊车配料斗方式浇筑。振动棒振捣时不能触及模板，与模板的距离不小于150mm，移动间距不超过振动器作业半径的1.5倍；模板角落以及振捣器不能达到的地方，辅以插针振捣，以保证混凝土密实及其表面光滑。

2.2 预制拼装法

预制拼装法具有施工速度快的特点，主要用于改扩建公路项目箱涵施工，以便及早开放交通。箱涵预制拼装法的施工步骤为：预制台座制作→钢筋加工与安装→模板制作与安装→混凝土浇筑→拆模并养护→箱涵吊装运输→箱涵拼装。为突出箱涵预制快速施工的特点，其预制方式优先考虑涵节竖向预制方案。

2.2.1 预制台座制作

箱涵预制台座在制作前必须对场地夯实处理，保证其密实、稳定、不沉陷；然后根据箱涵的断面尺寸，用C25片石混凝土浇筑厚20cm的预制台座，在台座表面混凝土开始初凝时，在顶面铺设厚度不小于6mm的钢板；注意预留模板加固拉杆孔和涵节吊装孔。

2.2.2 钢筋加工与安装

(1)钢筋加工采用数控弯曲机，为确保钢筋尺寸的准确度，钢筋绑扎时采用定位架绑扎成型，成型后采用整体吊装的方式进行安装。定位架上要准确标记构造钢筋的位置，确保安装位置准确并避免钢筋缺失；

(2)钢筋骨架安装时采用随车吊一次性吊装入模，吊装过程中注意吊点的加强和吊点位置的控制，防止钢筋骨架变形；

(3)钢筋安装时应与模板准确定位，保护层采用专门制作的混凝土垫块进行支垫，混凝土垫块与模板接触面面积尽可能小；垫块应相互错开，分散设置在钢筋与模板之间，布设数量不少于3个/m2，垫块与钢筋应邦扎牢固，绑扎的丝头不得进入混凝土保护层内。

2.2.3 模板制作与安装

模板采用整体钢模制作，以保证其具有足够的强度、刚度和稳定性，能够承受施工过程中所产生的各种荷载；模板背面应设置主肋和次肋作为支撑梁，起到加强模板的整体刚度，模板厚度不小于6mm；为避免箱涵预制内侧发生胀模现象，内模组装应采用钢管对撑加固牢靠；为防止模板接缝漏浆，所有模板接缝处均采用双面胶处理。

2.2.4 混凝土浇筑

混凝土采用HZ50型搅拌站严格按照试验配合比进行集中拌制，然后用混凝土搅拌车运送至箱涵预制场；混凝土浇筑应连续分层进行，分层厚度不超过30cm；采用插入式振动棒振捣，振动棒应快插慢提，直至混凝土表面泛出浮浆，无明显气泡冒出，且混凝土不显著下沉为止，以确保混凝土振捣均匀密实。

2.2.5 拆模并养护

当箱涵涵节混凝土强度达到设计强度的50%，且能保证构件棱角完整时，方可拆除模板，模板拆除时，严禁重击或者硬撬，避免造成模板局部变形或损坏混凝土棱角。混凝土终凝后，则可以开始洒水保湿养护，涵节浇筑完拆模后，及时用土工布覆盖，并安排专人洒水保湿养护，保湿养护时间不少于10d。

2.2.6 箱涵吊装运输

箱涵强度达到设计强度后，应统一标识，标识内容为：尺寸规格、浇筑日期、应用涵洞里程及涵节编号等；涵节的吊运采用吊车配合拖车进行，涵节起吊前用护角对箱涵边角进行保护，起吊开始时应缓慢加力待箱涵离地稳定后，再以正常速度吊至拖车上，拖车上加枕木进行支垫。涵节吊放至拖车上后，应用葫芦牵拉固定，接触处应加橡胶保护垫，防止运输过程中涵节碰撞损坏。

2.2.7 箱涵拼装

箱涵拼装前，接触面应洗刷干净，同时在涵洞垫层上进行横、纵向放样，画出各编号涵节的安放位置；拼装时先对涵洞垫层进行找平，再用吊车按照预先放出的各涵节安放线进行拼装，特别要注意箱涵就位后顶面和两侧面的错台控制；拼装完后应对施工缝两侧混凝土表面冲洗湿润，然后用小碎石混凝土填塞密实。

2.3 预制现浇结合法

预制拼装施工完成的箱涵的整体性和稳定性较现浇施工箱涵差得多，在长期的行车荷载作用下，箱涵的涵节易发生不均匀沉降，最终反射至路面，使路面出现开裂、错台和不均沉降等破坏，影响道路行车安全。因此，为提高箱涵的整体性和稳定性，同时提高涵洞施工速度，马里常采用预制和现浇相结合的施工方法。预制现浇相结合施工法实质上是部分预制拼装，部分现浇的施工过程，具体预制和现浇部分的比例根据涵洞基础地质情况、公路等级及现有的施工条件及材料情况等因素综合确定，马里常见预制现浇结合的形式有：墙身预制，底、顶板现浇；墙身和顶板预制，底板现浇；墙身和底板预制，顶板现浇等。现以墙身和顶板预制，底板现浇的结合施工方法进行介绍，其施工步骤为：预制台座制作→钢筋加工与安装→模板制作与安装→混凝土浇筑→拆模并养护→涵洞基础准备→箱涵吊运及拼装→底板钢筋绑扎→底板模板安装→底板混凝土浇筑，其施工断面见图1。为避免重复，以下主要介绍预制涵节吊装和现浇的施工方法。

图1 预制现浇结合法施工断面

2.3.1 箱涵吊运及拼装

预制涵节装车前，需对预制涵节进行验收，涵节混凝土的强度达到设计强度的90%时方可吊装运输，核对所需调运涵节的编号、尺寸、质量和数量。预制涵节的装车，采用吊车配合平板拖车进行，吊车按照涵节安装的先后顺序进行装车，拖车上提前放好枕木进行支垫，涵节应轻吊轻放，同时涵节接触处加垫橡胶保护，并用手拉葫芦牵拉固定好后再发运，以避免涵节在起吊和运输中发生碰撞受损。

箱涵拼装前，先在涵洞垫层上测量放出各涵节的拼放位置线，用石笔画出实线，并标出各编号涵节对应安装的位置；涵节拼装应先拼装涵身涵节，再拼八字墙，由排水坡底向排水坡顶方向安装；涵节拼装时，人工拿撬棍配合吊车缓慢进行，根据垫层上标出的涵节安装线精确定位下落安放就位，若发现垫层底部不平整，则采用高强砂浆调平后再落放涵节；为确保涵节拼装施工安全和避免涵节拼装发生碰撞掉角，整个吊装期间，必须由专职安全员指挥吊车缓慢作业。

2.3.2 底板钢筋绑扎

预制箱涵涵节时，底板的横向钢筋已经安装到位，故涵节现场拼装完后，仅需安装纵向钢筋和竖向架立筋。底板钢筋安装前，应对涵节底板侧面进行凿毛处理，并将涵洞垫层混凝土冲洗干净；为控制钢筋的间距，在底板横向钢筋上用石笔标出纵向钢筋和架立筋布置线，并在横向钢筋上绑扎好方形混凝土保护层垫块；最后根据钢筋布置线布设钢筋并绑扎牢固。

2.3.3 底板模板安装

因箱涵涵节预制时已经完成了部分底板混凝土的浇筑，所以现只需安装底板两端模板，端模板采用3015模板进行拼装，模板之间采用螺栓连接，模板外侧用φ48钢管进行支撑；沉降缝处预埋一块5mm厚的木夹板进行隔断，并用钢筋头点焊固定，以免混凝土浇筑时上浮或移位。

2.3.4 底板混凝土浇筑

底板混凝土浇筑前，先在底板钢筋网上垫放木板(厚4cm)搭桥铺路，以方便手推斗车推混凝土入仓，从涵洞底板远端往近端浇筑。混凝土浇筑时，采用移动式搅拌机按照试验室提供的配合比现场拌制混凝土，由人工手推斗车接混凝土入仓，用插入式振动棒振捣密实。混凝土浇筑应连续进行，混凝土浇筑完后，应及时对混凝土面进行修整、收浆抹平，待定浆后再进行二次抹面收光。