浅析箱涵施工技术

浅析箱涵施工技术【摘 要】 针对现浇钢筋混凝土箱涵施工新技术，简单介绍了施工的全过程，为今后同类施工提供 了可借鉴的经验。【关键词】 箱涵 施工 工艺 我公司多年以来一直从事钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土给排水管道的预制和安装施 工，除了根据管径的大小选择不同的施工工艺外，管体的形式和结构没有太多的变化。2001 年，我公司承建重庆主城排水工程，接触到一项新的施工技术，即现浇钢筋混凝土箱涵施工。箱涵的功用相当于我们以前所施工的大口径排水管道，都是作为城市排水干管。重庆是 个山城，地势起伏大，本项目施工沿线地形最大相对高差达40m。在管线高差变化较大的地 段，如遇天然冲沟，可采用架设管桥的方式通过，管桥的墩距可达15m,主梁即为箱涵本身， 不另设梁架，而对我们目前预制最长5m的混凝土管道来说，这一点很难达到，因此，箱涵 作为排水管道应是首选。箱涵根据地基承载力，地形变化，埋置高度的不同划分成埋地箱涵、架空箱涵、埋地架 空箱涵三种形式。箱涵的施工过程可划分为六部分：基础、钢筋绑扎、支模板、混凝土浇筑、闭水试验、 回填。1 基础箱涵本身要置于具有足够承载能力的基础之上，以防止箱涵的下沉、变形断裂。由于地 质条件的多样性，导致了箱涵基础形式的多样化，实际工程中采用了如下几种形式：垫层基 础、桩基础、桩墩基础。1.1 垫层基础图1 砼垫层埋地箱涵示意图 此种基础适用于埋地箱涵。它基本上属于原地貌高于箱涵设计底标高，施工时需要开挖 沟槽，且基础承载力较好，只需要进行少量的换填，或者不用换填直接作为持力层，像这种 情况有：a. 箱涵置于稳定的老土地基，地基承载力不小于320kPa,若地基承载力达不到要求， 应进行基底换填，分层回填砂卵石夯实，压实系数不小于0.95。b. 基岩面较浅，应超挖至基岩以下300毫米，并用M5水泥砂浆砌MU30块石至砼 垫层底。c. 箱涵置于基岩上时，地基承载力大于320mpa,可直接作为持力层。当上述条件满足要求后，再铺100毫米厚C10混凝土找平层，做为埋地箱涵基础。埋地箱涵涉及的土石方开挖，因计量采用的是矩形收方，给的基槽宽度为：箱涵外结构 宽度另加 1米操作宽度。所以在满足边坡稳定和施工安全的情况下，尽量减小放坡，以免做 无用功造。1.2桩基础护壁桩箱涵土层I J II 岩层桩帽图 2 埋地架空箱涵示意图图 3 挖孔桩示意图当沟槽开挖到箱涵底标高后，沟道的承载力达不到垫层基础要求时，通常情况下是采用 桩基础或改为桩基础，这就是埋地架空箱涵采用的基础。埋地箱涵是指施工完毕回填后处在 地面线以下；架空是指基础采用的是桩的形式，可以说是埋地和架空两种类型的综合。挖孔桩是我们以前管道施工中未接触过的新课题。挖孔桩的跨距正常情况下是15m,在 孔桩开挖之前，先测量好桩中心，然后以桩中心向外引出四个控制点，根据桩的直径，以桩 中心画圆。如果直接在岩石上开挖，桩孔的直径可以取桩的直径；如果开始是在土层上开挖， 桩孔的直径要大于桩径0.46米，每下挖1米，浇灌一节混凝土护壁，以保证孔壁的稳固。 当混凝土护壁有一定的强度以后，接着下挖，到 1 米后，再打一节护壁 ，如此反复，直至 挖到岩层止，到岩层后桩孔的直径缩至桩的直径，开始凿岩石，桩孔的开挖深度要求达到中 风化层以下2.5倍的桩径。在孔桩开挖的过程中要经常校核孔的中心和孔径使之满足设计及 技术规范要求。孔桩开挖到位，经监理检查确认后，依据孔桩深度和箱涵底标高，计算钢筋下料长度和 绘制钢筋的加工、绑扎图，钢筋绑扎验收合格后浇筑混凝土。桩浇筑完成，强度达到要求后，以桩中心放线，绑扎桩帽钢筋，砌砖或支模板，验收合 格之后，浇筑桩帽混凝土。以上工作完成后，桩帽做为支撑箱涵的基础，在基础上绑扎钢筋、支模，浇箱涵。1 .3桩墩基础箱涵墩帽墩地面线图 4 架空箱涵示意图当箱涵跨越冲沟；箱涵设计标高高于原地面线2.5 米以上,且该段较长;附近有建筑物,大 开挖有困难时，采用桩墩基础。桩墩基础，是架空箱涵采用的基础。桩墩基础的桩是指埋入地下的部分，地面以上的部分叫墩。正常情况下，墩径比桩径要 小，少数是等径的。桩的施工同上述的桩基础施工，不同的是钢筋绑扎时，在桩钢筋的基础上搭接了墩的钢 筋。在桩的混凝土浇筑完成之后，在上面支上钢模，吊好中心和找正垂直度，打好拉线，定 好墩的顶高程，再浇墩的混凝土。墩的混凝土达到强度后，拆模、在墩头上凿毛、搭好脚手 架、铺上底模板，以墩中心放线，绑扎墩帽钢筋，支模浇筑墩帽。墩帽的顶面高程为箱涵底 标高。2钢筋绑扎在埋地箱涵垫层；埋地架空箱涵的桩基础、垫层；架空箱涵的桩墩基础、脚手架、底模 铺完之后，就可以进行绑扎钢筋的施工了。绑扎钢筋之前，要在垫层或底模上测好箱涵中心线，弹好箱涵侧模板的边线。埋地箱涵 和埋地架空箱涵，还要在绑扎钢筋之前平铺二层油毛毡，宽度为箱涵的宽度。沿箱涵的边线 搭好钢管架，做为绑扎钢筋的临时支架。箱涵的每段长度，根据不同的地质条件确定，最长 不能超过25 米，最短为5米。对于埋地架空和架空箱涵，箱涵的长度由桩的跨距决定的， 正常情况下是15 米。箱涵钢筋加工和绑扎都要按着施工图进行。箱涵钢筋绑扎完成后，在箱涵钢筋两头焊上固定止水带的专制卡筋，并在箱涵钢筋的两 头，沿侧墙在两层筋网内焊上斜拉筋，以免拆除钢管之后，发生倒排。这一点是很需要注意 的，我们在施工中，曾因忽视这一点，而发生过钢筋倒排。3 支模图 5 箱涵支模示意图箱涵的模图板5箱，涵分支为摸内示、意外图模。在箱涵钢筋绑扎完成之后，就可以进行支模了。外模沿弹 好的箱涵边线安放，内模与外模之间的距离由调好间距两头带锥形套，中间带止水片的对拉 螺杆确定，沿模板对拉螺杆，在内模内，外模外布置横、竖钢管，将弓形钢板套在对拉螺 杆上，卡住钢管后，拧紧螺母。这样内外模之间，即拉又顶，保证浇混凝土时，即不会外胀， 又不发生内缩。内模的底板，要事先按着箱涵流水坡度测好标高，打上拉线，焊上钢支撑后 安装就位。箱涵的两个堵头，在止水带上好之后，用专制的模板封堵。4 箱涵的浇注制作、浇注混凝土的设备使用的是两台搅拌机和一台混凝土输送泵。混凝土搅拌站要随 着施工进展经常转场，相临搅拌站的距离要考虑混凝土泵的最大输送能力和现场的地势情 况。泵混凝土的距离要考虑前后能够搭接上，且泵站要位于地势平缓处。混凝土泵的特点是 向上输送混凝土要比向下输送混凝土容易得多。我们第二次转场时，因缺少这方面经验，使 泵站的高度高于砼浇筑点高度，居高临下输送混凝土，造成频繁堵管，在经济和时间上都带 来了很大的损失，不得已将其废掉另择场地。箱涵采用整体浇注一次完成的施工工艺。混凝土先从箱涵顶板落下，向两个侧墙分摊。 箱涵上部的两个振动棒，将两边的侧墙振实后，振顶板的混凝土，直至箱涵顶板达到结构厚 度后，再一点点向前推进；箱涵内部的震动棒，通过底模通缝，插入两侧的底模下，直达侧 墙，将底模和掖角处的混凝土振实，最后振捣通缝处的混凝土，把通缝处冒出来多余的混凝 土，向前清运，使通逢处振实的混凝土同底模板下平面一平，并随着顶模混凝土的向前推进， 略微滞后一些向前跟进，将整段箱涵浇注完成。在整个混凝土初凝之前，一定要将顶板的混 凝土和底板的混凝土收平抹光。在整个箱涵的施工过程中，振捣橡胶止水带和靠近底模处掖 角的混凝土要细心，因为这两个地方容易出现漏振和产生蜂窝。5 闭水试验根据招标技术文件的要求，箱涵全线的 1/2要求做闭水试验。2002 年 7 月，我们对已施工完 的一段箱涵(Kl+233.00Kl+461总长228米)做了闭水试验。这段箱涵是带200X200倒角的1.5X1.5m箱涵，根据给水排水管道工程施工及验收规范GB5026897中10.3.5.3款的要求，我们做了等周长换算。箱涵内截面周长为：4X(1.5-2X0.2)+4X0.2 J2 =5.531 ( m),相关尺寸见图6。箱涵外壁箱涵止水带箱涵内壁图6图箱涵涵横断面图将周长折算成圆形管道直径：D=5.531宁3.14=1.762 (m ),等同于D=1.762m的圆管。GB5026897中允许的渗水量：Q=1.25D ，式中Q为每km箱涵24小时允许渗水 量， m3；D 为管道内径， mm。经换算每km箱涵24小时允许的渗水量：Q =0762 = 41.98 (m3)228m 箱涵 0.5 小时允许渗水量为：0.228XQ24X0.5= 0.228X41.98宁24X0.5=0.199( m3)。此段验收箱涵包括2个800X800的检查井，实验水头为箱涵顶面以上2m,在做闭水试验时，从检查井处观察，闭水试验合格应满足：0.5小时水面下降的高度应小于等于156 mm (0.199 m3 宁 0.8 X 0.8 m2 宁 2=0.156m=156mm)。在做闭水试验的前两天，我们事先将箱涵的水灌满，做了充分的准备。实验时，在规定 的时间内水头仅下降20 mm,实验一次获得圆满成功。6 土方回填 箱涵的土方回填，与以前管道施工土方回填没有什么区别，这里就不再赘述。作者简介 解绍君，男，1964年出生，1987 年毕业于吉林广播电视大学，现在重庆2.12 项目部工作， 工程师。