公路工程中涵洞施工技术的应用研究

2023-01-09宋建平

交通世界 2022年12期

宋建平

（平山县交通运输局，河北石家庄 050400）

0 引言

近年来，在我国经济高速发展的背景下，国家对基础设施建设越来越重视。但由于我国的地理环境复杂多变，在公路建设过程中，面临着多重复杂问题与挑战，所以在进行公路桥梁建设过程中，相关人员要针对当地地形进行设计，将特殊位置设置为涵洞形式，以实现公路的相互衔接。

1 工程概况

某公路工程设计全程11.3km，设计行车速度80km/h，双向4车道，其路基宽度为26m，路面为沥青混凝土结构，建成后为当地重要的公路交通网络.在建设过程中除公路桥梁的建设外，还包含涵洞1处，且该涵洞位于工程的关键位置，为确保涵洞的施工质量，本文对该工程涵洞施工技术的应用展开分析。

2 涵洞施工技术的应用

2.1 涵洞施工方案设计

（1）本工程涵洞施工采用具有一定刚度和抗剪能力的钢筋混凝土结构。其中涵洞的钢筋安装、模板施工、混凝土浇筑等作业均在预制场内进行，构件养护成型后，在施工场地开挖地基，并吊装预制构件，最后回填台背完成施工。涵洞施工之前要计算其钢筋配筋率及地基承载力，确保工程的施工质量。

（2）钢筋混凝土涵洞施工中，涵洞的钢筋受力主要来自轴心方向的受压力以及整体结构中的受弯力。根据相关规范标准要求，本次施工中全部的纵向钢筋筋率应不小于50%，构件中混凝土强度在C60强度以上的，其配筋率应不小于60%，涵洞受拉构件中，其配筋率应不小于20%，以满足工程的安全需要[1]。

（3）经前期勘察分析可知，本工程涵洞地由于受周围地形条件的限制，其填土高度为8m。结合高度计算得知预制涵洞侧墙根部的竖直支反应力在900N左右，基于此数据以及现场土质条件可以确定，地基承载力应不小于300kPa。

2.2 涵洞预制施工

2.2.1 钢筋安装

（1）根据施工方案开始涵洞施工，在中预制场施工中，先要进行钢筋的安装，钢筋入场检查材料的尺寸、规格、性能满足要求后入场存储。在安装之前清理钢筋表面，将存在的铁锈、油渍等清理干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用，钢筋存在局部弯折的不得使用，存在严重麻坑、斑点的应降级使用。

（2）检查合格的钢筋采用冷拉法调直处理，调直后开始钢筋安装。涵洞构建中所有的受力主筋与构造钢筋均采用HBR335级钢筋，钢筋的冷拉率控制在1%以内，针对多排钢筋的安装，其中间隔设置有短钢筋或架立钢筋。设置的短钢筋和架立钢筋的接头不得位于混凝土保护层中，钢筋接头连接时具备焊接条件的采用焊接方式，其余位置及闭合框架的主要受力钢筋采用绑扎方式，待全部钢筋安装完成后检查其配筋率及接头质量[2]。

2.2.2 模板安装

钢筋检查验收合格后开始模板安装，施工中主要采用定型模板，此类模板可防止倾斜问题发生，提高模板的美观度。模板安装前要将所有的模板进行除锈，并在其表面涂抹脱模剂，模板安装时遵循安装顺序依次进行，安装后的模板尺寸、位置满足设计要求。模板连接位置利用螺栓紧密固定，模板安装后要利用填充物将模板之间的缝隙填充密实，避免混凝土浇筑过程中出现漏浆问题。

2.2.3 混凝土浇筑

（1）本次混凝土浇筑施工主要采用C30混凝土，特殊位置采用更高强度的混凝土浇筑。混凝土浇筑施工前施工人员要对钢筋、模板、预埋件的质量进行检查，确保模板缝隙全部填充密实、钢筋位置数量准确无误、预埋件质量满足施工要求，检查合格后开始混凝土浇筑施工。

（2）混凝土浇筑施工采用分层浇筑的方式，共分为2层浇筑，先浇筑底板及内壁以上30cm的位置，再浇筑剩余的其他位置。每层浇筑时均遵循对称浇筑的原则，浇筑速度保持一致，第1层浇筑完成后间隔一段时间后开始第2层浇筑施工。

（3）浇筑过程中，要同步进行振捣作业。本次混凝土振捣施工采用插入式振捣器，振捣时分层振捣，为避免振捣过程中损毁构件模板。要求振捣棒距离侧模和底模的距离控制在30cm以上，振捣时间持续90s左右，振捣后无需重复振捣。待混凝土全部浇筑振捣完成后，利用木抹子在混凝土初凝时进行二次抹光，避免产生混凝土裂缝[3]。

2.2.4 养护及拆模

混凝土初凝抹面完成后就要开始进行养护，本工程养护采取洒水和覆盖土工布养护结合的方式。为避免土工布遭受风吹，铺设后要做好加固措施。养护过程中构件顶部设置有水桶并连接塑料管，侧面设置有小孔，以便于水分在混凝土表面的流动，实现养护效果。养护周期共持续7d，待混凝土强度不小于2.5MPa后方可拆模。采用吊车进行模板拆除，拆除过程中将螺栓逐个拆除，避免对模板和养护后的混凝土结构造成损坏。拆除模板后再继续养护混凝土达到设计强度的100%，方可开始运输安装。

2.3 涵洞吊装回填

2.3.1 施工放样

地基开挖前要根据工程施工方案确定桩体的位置及坐标，并通过计算得出涵洞施工的中心位置及方位角度，再利用中心位置及涵洞的尺寸结构计算出其余边角的位置。最后结合计算的位置及角度利用全站仪进行放样，待放样结束后，为确保放样位置的准确性，可以使用钢尺对每个放样位置的尺寸进行测量确认，确保放样工作的精准性。

2.3.2 基坑开挖

（1）结合放样的位置进行地基开挖，采用挖掘机进行地基的开挖。考虑到施工现场地下水位、降雨积水对开挖的影响，地基开挖前要做好场地排水系统。先选取区域开挖基坑，将地下水较高位置的水全部引流至基坑中，再利用水泵将水抽出基坑，然后在周围边坡设置截水沟，降低因降雨造成的地表径流影响，最后根据施工现场气候变化合理安排开挖时间[4]。

（2）基坑开挖过程中，设计1∶1的坑壁坡度，特殊路段的开挖采用钢板桩作为支撑结构。当开挖深度大于4m时，利用塑料薄膜遮盖土方边坡，避免发生边坡塌陷。开挖得到的所有土方堆放位置与基坑的距离控制在2m以上，开挖至设置深度标高时，要预留30cm厚度的土层人工开挖。

（3）基坑开挖完成后要对基坑下方及周围的土体进行检查。存在的软基问题的利用碎石土做换填处理，换填宽度要超出周围构筑物1m距离。换填后利用C30的混凝土浇筑地基底层，增加地基承载力。待混凝土底层浇筑完成且养护后，检查其承载力，使地基承载力不小于300kPa，为后续吊装施工做准备。

2.3.3 现场装配

（1）地基承载力满足要求后，将预制场内的构件通过叉车运输至施工现场进行拼装。本工程吊装施工主要利用吊车将叉车运输至场地的构件吊起，并将其结合放样位置平整、有序地放入地基，以此循环直至所有构件全部拼装完成[5]。

（2）为避免涵洞构件吊装中出现边坡破损、不平衡的问题，整个吊装作业应由专业的施工人员操作，由技术人员协调指挥，所有参与吊装的人员要求具备从业资格证书。此外，吊装过程中无关人员严禁出现在吊车下方，所有施工人员佩戴安全帽，保证施工安全，吊装完成后检查构件的拼装情况，确保拼接位置准确、拼接牢固后开始回填施工。

2.3.4 台背回填

台背回填施工从对称两侧位置同时开始，回填利用机械回填和人工回填结合的方式。在涵洞顶部土层厚度低于50cm时，采用人工回填的方式，全部回填完成后，需再多回填20cm高度的填土，然后利用机械碾压密实。本工程台背碾压过程中采用横向碾压的方法，碾压过程中要注意对机械重量的控制，避免发生对下方涵洞构筑物造成破坏，回填完成后检查其压实度，达到95%即可。