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摘要 涵洞是公路或铁路与沟渠相交的地方使水从路下流过的通道,作用与桥相同,但一般孔径较小,形状有管形、箱形及拱形等。此外,涵洞还是一种洞穴式水利设施,有闸门以调节水量。箱涵不是盖板明渠,箱涵的盖板及涵身、基础是用钢筋砼浇筑起来的一个整体,可用来排水、过人及车辆通过。箱涵适用于软土地基。本文结合作者多年的施工经验就砼箱涵施工及质量控制进行论述,以便与同行共同交流。
关键词 混凝土;箱涵;施工;质量控制
中图分类号 T411 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)102-0134-02
1 工程概况
该工程的两处涵洞均为钢筋砼箱涵,孔径分别为2.8×3.2米、3.0×3.4米。场区地下水主要分布在地势较低的水田和无名小河沟内,受地形影响较大,本区域内地表水在丰水期主要接受大气降水补给,枯水期受农业活动影响。据调查,夏季洪水曾将整个沟谷淹没。两处过街箱涵基底地质情况从上到下一次为:软塑(可塑)粘质土、强风化砂质泥岩、弱风化砂质泥岩。基底处理型式为开挖至持力层后回填砂夹卵石,设计选用强风化和弱风化砂质泥岩层作为基础持力层,地基承载力特征值要求分别为0.20Mpa和0.45Mpa。
2 施工方案
2.1 施工准备
施工前,做好测量放样等施工准备工作,同时在现浇顶板施工前,施工所用的设备如下:支架、模板、浇灌砼的设备等配齐检修完好,施工所用的材料如:砂、钢筋等材料按计划进齐,并完成何种材料试验、砼配合比设计。
2.2 基坑开挖
基坑开挖前先将原河沟在大里程侧挖明沟改道,沟宽及沟深满足临时排水需要,保证施工作业面能无水作业。基坑开挖采用挖掘机明挖基础,开挖尺寸按设计图纸断面施工。挖掘机挖至基底标高后,应及时进行砂卵石回填,避免基坑暴露时间过长,使土层产生风化变质,影响基底承载力。
开挖时,箱涵两边作为料场先进行填筑,基础分段开挖,浇筑形成流水作业。基坑内有水时应在基坑内挖集水井点,在基础尺寸外挖设引水沟,把水排入集水井点,由抽水机抽出基坑外。k2+220处2.8 m×3.2 m箱涵应按设计开挖至强风化砂质泥岩层,地基承载力特征值要求为0.20 Mpa;k2+800处3.0 m×3.4 m箱涵应按设计开挖至弱风化砂质泥岩层,地基承载力特征值要求为0.45 Mpa。基槽采用砂卵石换填,换填层施工时必须注意基坑排水,不得在浸水条件下施工。基槽开挖至设计要求持力层后,清除表面浮渣及杂物,经监理工程师检验其承载力合格后,再在其上铺筑30 cm后的砂卵石作为过渡层与排水通道,分层碾压密实,压实系数达到0.94,其中碎石、卵石粒径不应大于70 mm,含量不大于占全重的30%,经检测合格后继续铺筑砂卵石分层碾压至设计标高,分层厚度控制在0.3米左右。达到设计要求后,经监理工程师检验认可,才可进行下一道工序;达不到设计要求的将检验结果报监理工程师确认,并按要求采取相应措施处理,符合要求后再进行下一道工序的施工。
2.3 箱涵垫层砼
箱涵垫层砼采用C15素混凝土,厚度为10 cm,施工时必须注意控制长、宽、厚度,施工完毕后养护。
2.4 变形缝处理
箱涵沿纵向每6 m设置一道变形缝,在地质变化处还需增设。变形缝沿箱涵横断面整体贯通,缝宽30毫米。缝外侧10厘米填塞沥青木板或沥青麻筋,中间填粘土。
2.5 箱涵涵身及顶板
2.5.1 模板及支架安装
支架采用满堂式,支架布置应进行荷载计算,荷载应考虑支架、模板、钢筋、砼等,验算刚度、稳定性。模板由墙身侧模及顶板模组成。底模用大块钢模板,以保证底板有足够的刚度,不发生变形,侧模用组合钢模板,拼装时注意接缝紧密,相邻两模板表面高低差不大于1 mm,拼缝间用填料填补,防止漏浆。拼装完成后,模板内侧涂刷脱模剂。以保证混凝土表面光滑平整。模板安装前,测出板顶的中心点及边线,在边线处用拉片固定相邻模板边缘,以便使模板精确就位,砼施工时模板不移动。
2.5.2 钢筋制作、安装
按设计图纸要求制作、安装钢筋,钢筋有锈蚀情况时先除锈。钢筋靠模板、底板侧要用按照保护层厚度预制的小方块(10#砂浆)将钢筋骨架垫起来,以免露筋,确保钢筋保护层厚度。纵向钢筋在离变形缝35 mm处向内弯折,弯折长度为100 mm。钢筋按照规范要求进行分节绑扎,先画线,后绑扎,钢筋的几何尺寸与搭接应满足规范要求并应经监理工程师验收。
2.5.3 砼浇筑
两处箱涵均为C30混凝土浇筑,涵洞为箱体结构,砼浇筑分两次施工,第一次浇筑至基础底板(流水面)以上40 cm处,第二次浇筑侧身及顶板。采用插入式振动棒振捣,振捣时,振动棒垂直插入,快入慢出,插入混凝土中的深度不超过30 cm,其移动间距不大于振动棒作用于半径的1.5倍,即45 cm~60 cm。振捣时插点均匀,成行或错交式前进,以免过振或漏振,振棒振动时间约为
20 s~30 s,每一次振动完毕后,边振边徐拔出振动棒。振捣时注意不碰松模板或使钢筋移位。
2.5.4 砼养护
砼浇筑完毕后及时浇水养护,待砼强度达到70%以上方可拆除涵身模板,砼强度达到100%以后方可拆除底模及支架。
2.6 回填
箱涵完成后,当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,箱涵外两侧顶面以上1米范围内应采用砂卵石对称回填,并采用打夯机轻击分层夯实,夯实后土体密实度必须达到94%。
钢筋砼箱涵施工工艺:施工准备→测量放样→开挖基坑→地基处理→浇筑垫层砼→测量放样→绑扎底板钢筋→浇筑底板砼→绑扎墙身钢筋→立侧模安装支架、顶板底模→浇筑墙身顶板→养生、拆模。 3 质量及安全保证措施
3.1 质量保证措施
1)涵洞基底砂卵石回填,达到设计标高后,检测其断面尺寸、承载力是否满足设计要求,经监理检查合格并签字后才可进入下道工序。
2)钢筋在使用前进行调直、除锈、去氧化皮;电焊工必须持证上岗,焊接头要经过试验合格后才允许正式作业。
3)钢筋在安装时必须采用钢筋限位,钢筋先划线后绑扎,竖向主筋和横向水平分布钢筋按照设计位置要求绑扎牢固,形成规范施工,严格保证钢筋的保护层厚度。
4)混凝土施工脚手架及支撑要搭设牢固,模板做到横平竖直,杜绝跑模现象发生;捣固设专人进行作业,严格分层厚度、布点振捣,防止出现蜂窝、麻面。
5)涵洞工程砌体圬工施工时,要认真选好石料,砂浆严格按照配合比拌制,采用挤浆法砌筑,层间搭接满足砌石规范要求,砌体要大面朝下,禁止立砌。砂浆饱满,灰缝统一采用凹缝。
6)沉降缝、防水层严格按照设计以及施工规范要求施工,达到无渗漏。若发现渗水应及早返修。
7)涵背填土严格按规范要求施工,两侧对称夯填。涵顶填土厚度大于1 m时,方可允许施工机械通过,防止混凝土出现开裂等人为破坏。
3.2 安全保证措施
1)施工现场必须设置配电箱,且进出电缆线要有套管,电线进出不混乱。严禁使用花线或塑料胶质线,导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。
2)现场机械设备严格按安全技术操作规程作业,杜绝违章作业,严禁酒后操作机械设备。
3)开挖基坑时,应根据设计的边坡开挖,做好临时支护工作防止塌方。配备抽水设备,防止因水浸泡引起边坡坍塌、漏电事故发生。
4)模板安装时,内外要支撑牢固,捣固人员应戴绝缘防电手套;拆除模板时,应按规定的程序进行,模板、材料、工具不得直接往下扔。
5)高空作业,必须系安全带,周围设防护栏,人员走动要小心,严禁患有恐高症、心脏病,近视眼的人进行高空作业。
6)加强现场治安防护工作,施工现场的布置符合防火、防汛、防爆、防雷电等安全规定的要求。
7)现场设置的照明灯具、护栏、围栏、警告标志经常维修,保持其正常使用功能,并在有危险地点悬挂规定的安全警示标牌。
4 结束语
工程在施工前专业勘测人员一定要做好详细的勘测记录,以确保设计人员能够根据实际的勘测信息设计出合理的方案。在施工的过程中,施工人员一定要熟悉工程的施工工艺,尤其是工程的关键工艺的控制,同时还要做好工序间的衔接工作,确保工程的施工质量。在工程的运营过程中,一定要做好养护工作,确保工程的使用安全与寿命。
参考文献
[1]黄玉兰.钢筋混凝土箱涵施工裂缝的分析与控制[J].安徽建筑,2007,05.
[2]陈文顺,王惠玲.某城市通道箱涵施工方案及质量控制[J].科技信息,2010,19.
[3]罗昊冲,苗原,曹景.顶进箱涵的基坑布置与选择[J].城市道桥与防洪,2012,09.
[4]赵曼秀,邓彬生.浅谈几种涵洞施工的一些问题[J].中国高新技术企业,2008,23.
[5]郭炳成,李鑫.混凝土箱涵施工裂缝原因分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2008,12.
作者简介
谭涛(1979—),男,汉族,河南渑池人,本科学历,研究方向:农村公路建设及公路勘察设计。
关键词 混凝土;箱涵;施工;质量控制
中图分类号 T411 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)102-0134-02
1 工程概况
该工程的两处涵洞均为钢筋砼箱涵,孔径分别为2.8×3.2米、3.0×3.4米。场区地下水主要分布在地势较低的水田和无名小河沟内,受地形影响较大,本区域内地表水在丰水期主要接受大气降水补给,枯水期受农业活动影响。据调查,夏季洪水曾将整个沟谷淹没。两处过街箱涵基底地质情况从上到下一次为:软塑(可塑)粘质土、强风化砂质泥岩、弱风化砂质泥岩。基底处理型式为开挖至持力层后回填砂夹卵石,设计选用强风化和弱风化砂质泥岩层作为基础持力层,地基承载力特征值要求分别为0.20Mpa和0.45Mpa。
2 施工方案
2.1 施工准备
施工前,做好测量放样等施工准备工作,同时在现浇顶板施工前,施工所用的设备如下:支架、模板、浇灌砼的设备等配齐检修完好,施工所用的材料如:砂、钢筋等材料按计划进齐,并完成何种材料试验、砼配合比设计。
2.2 基坑开挖
基坑开挖前先将原河沟在大里程侧挖明沟改道,沟宽及沟深满足临时排水需要,保证施工作业面能无水作业。基坑开挖采用挖掘机明挖基础,开挖尺寸按设计图纸断面施工。挖掘机挖至基底标高后,应及时进行砂卵石回填,避免基坑暴露时间过长,使土层产生风化变质,影响基底承载力。
开挖时,箱涵两边作为料场先进行填筑,基础分段开挖,浇筑形成流水作业。基坑内有水时应在基坑内挖集水井点,在基础尺寸外挖设引水沟,把水排入集水井点,由抽水机抽出基坑外。k2+220处2.8 m×3.2 m箱涵应按设计开挖至强风化砂质泥岩层,地基承载力特征值要求为0.20 Mpa;k2+800处3.0 m×3.4 m箱涵应按设计开挖至弱风化砂质泥岩层,地基承载力特征值要求为0.45 Mpa。基槽采用砂卵石换填,换填层施工时必须注意基坑排水,不得在浸水条件下施工。基槽开挖至设计要求持力层后,清除表面浮渣及杂物,经监理工程师检验其承载力合格后,再在其上铺筑30 cm后的砂卵石作为过渡层与排水通道,分层碾压密实,压实系数达到0.94,其中碎石、卵石粒径不应大于70 mm,含量不大于占全重的30%,经检测合格后继续铺筑砂卵石分层碾压至设计标高,分层厚度控制在0.3米左右。达到设计要求后,经监理工程师检验认可,才可进行下一道工序;达不到设计要求的将检验结果报监理工程师确认,并按要求采取相应措施处理,符合要求后再进行下一道工序的施工。
2.3 箱涵垫层砼
箱涵垫层砼采用C15素混凝土,厚度为10 cm,施工时必须注意控制长、宽、厚度,施工完毕后养护。
2.4 变形缝处理
箱涵沿纵向每6 m设置一道变形缝,在地质变化处还需增设。变形缝沿箱涵横断面整体贯通,缝宽30毫米。缝外侧10厘米填塞沥青木板或沥青麻筋,中间填粘土。
2.5 箱涵涵身及顶板
2.5.1 模板及支架安装
支架采用满堂式,支架布置应进行荷载计算,荷载应考虑支架、模板、钢筋、砼等,验算刚度、稳定性。模板由墙身侧模及顶板模组成。底模用大块钢模板,以保证底板有足够的刚度,不发生变形,侧模用组合钢模板,拼装时注意接缝紧密,相邻两模板表面高低差不大于1 mm,拼缝间用填料填补,防止漏浆。拼装完成后,模板内侧涂刷脱模剂。以保证混凝土表面光滑平整。模板安装前,测出板顶的中心点及边线,在边线处用拉片固定相邻模板边缘,以便使模板精确就位,砼施工时模板不移动。
2.5.2 钢筋制作、安装
按设计图纸要求制作、安装钢筋,钢筋有锈蚀情况时先除锈。钢筋靠模板、底板侧要用按照保护层厚度预制的小方块(10#砂浆)将钢筋骨架垫起来,以免露筋,确保钢筋保护层厚度。纵向钢筋在离变形缝35 mm处向内弯折,弯折长度为100 mm。钢筋按照规范要求进行分节绑扎,先画线,后绑扎,钢筋的几何尺寸与搭接应满足规范要求并应经监理工程师验收。
2.5.3 砼浇筑
两处箱涵均为C30混凝土浇筑,涵洞为箱体结构,砼浇筑分两次施工,第一次浇筑至基础底板(流水面)以上40 cm处,第二次浇筑侧身及顶板。采用插入式振动棒振捣,振捣时,振动棒垂直插入,快入慢出,插入混凝土中的深度不超过30 cm,其移动间距不大于振动棒作用于半径的1.5倍,即45 cm~60 cm。振捣时插点均匀,成行或错交式前进,以免过振或漏振,振棒振动时间约为
20 s~30 s,每一次振动完毕后,边振边徐拔出振动棒。振捣时注意不碰松模板或使钢筋移位。
2.5.4 砼养护
砼浇筑完毕后及时浇水养护,待砼强度达到70%以上方可拆除涵身模板,砼强度达到100%以后方可拆除底模及支架。
2.6 回填
箱涵完成后,当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,箱涵外两侧顶面以上1米范围内应采用砂卵石对称回填,并采用打夯机轻击分层夯实,夯实后土体密实度必须达到94%。
钢筋砼箱涵施工工艺:施工准备→测量放样→开挖基坑→地基处理→浇筑垫层砼→测量放样→绑扎底板钢筋→浇筑底板砼→绑扎墙身钢筋→立侧模安装支架、顶板底模→浇筑墙身顶板→养生、拆模。 3 质量及安全保证措施
3.1 质量保证措施
1)涵洞基底砂卵石回填,达到设计标高后,检测其断面尺寸、承载力是否满足设计要求,经监理检查合格并签字后才可进入下道工序。
2)钢筋在使用前进行调直、除锈、去氧化皮;电焊工必须持证上岗,焊接头要经过试验合格后才允许正式作业。
3)钢筋在安装时必须采用钢筋限位,钢筋先划线后绑扎,竖向主筋和横向水平分布钢筋按照设计位置要求绑扎牢固,形成规范施工,严格保证钢筋的保护层厚度。
4)混凝土施工脚手架及支撑要搭设牢固,模板做到横平竖直,杜绝跑模现象发生;捣固设专人进行作业,严格分层厚度、布点振捣,防止出现蜂窝、麻面。
5)涵洞工程砌体圬工施工时,要认真选好石料,砂浆严格按照配合比拌制,采用挤浆法砌筑,层间搭接满足砌石规范要求,砌体要大面朝下,禁止立砌。砂浆饱满,灰缝统一采用凹缝。
6)沉降缝、防水层严格按照设计以及施工规范要求施工,达到无渗漏。若发现渗水应及早返修。
7)涵背填土严格按规范要求施工,两侧对称夯填。涵顶填土厚度大于1 m时,方可允许施工机械通过,防止混凝土出现开裂等人为破坏。
3.2 安全保证措施
1)施工现场必须设置配电箱,且进出电缆线要有套管,电线进出不混乱。严禁使用花线或塑料胶质线,导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。
2)现场机械设备严格按安全技术操作规程作业,杜绝违章作业,严禁酒后操作机械设备。
3)开挖基坑时,应根据设计的边坡开挖,做好临时支护工作防止塌方。配备抽水设备,防止因水浸泡引起边坡坍塌、漏电事故发生。
4)模板安装时,内外要支撑牢固,捣固人员应戴绝缘防电手套;拆除模板时,应按规定的程序进行,模板、材料、工具不得直接往下扔。
5)高空作业,必须系安全带,周围设防护栏,人员走动要小心,严禁患有恐高症、心脏病,近视眼的人进行高空作业。
6)加强现场治安防护工作,施工现场的布置符合防火、防汛、防爆、防雷电等安全规定的要求。
7)现场设置的照明灯具、护栏、围栏、警告标志经常维修,保持其正常使用功能,并在有危险地点悬挂规定的安全警示标牌。
4 结束语
工程在施工前专业勘测人员一定要做好详细的勘测记录,以确保设计人员能够根据实际的勘测信息设计出合理的方案。在施工的过程中,施工人员一定要熟悉工程的施工工艺,尤其是工程的关键工艺的控制,同时还要做好工序间的衔接工作,确保工程的施工质量。在工程的运营过程中,一定要做好养护工作,确保工程的使用安全与寿命。
参考文献
[1]黄玉兰.钢筋混凝土箱涵施工裂缝的分析与控制[J].安徽建筑,2007,05.
[2]陈文顺,王惠玲.某城市通道箱涵施工方案及质量控制[J].科技信息,2010,19.
[3]罗昊冲,苗原,曹景.顶进箱涵的基坑布置与选择[J].城市道桥与防洪,2012,09.
[4]赵曼秀,邓彬生.浅谈几种涵洞施工的一些问题[J].中国高新技术企业,2008,23.
[5]郭炳成,李鑫.混凝土箱涵施工裂缝原因分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2008,12.
作者简介
谭涛(1979—),男,汉族,河南渑池人,本科学历,研究方向:农村公路建设及公路勘察设计。