浅析箱涵施工技术.doc

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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

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

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
箱涵的模板，分为内、外模。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（K1+233.00—K1+461 总长228米）做了闭水试验。
这段箱涵是带200×200倒角的1.5×1.5m箱涵，根据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268—97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：4×(1.5-2×0.2)+4×0.2 =5.531（ m），相关尺寸见图6。

图6 箱涵横断面图
将周长折算成圆形管道直径：D=5.531÷3.14=1.762 （m ），等同于D=1.762m的圆管。
GB50268—97中允许的渗水量：Q=1.25 ，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 ＝ = 41.98 （m3）
228m箱涵0.5小时允许渗水量为：0.228×Q÷24×0.5= 0.228×41.98÷24×0.5=0.199（m3）。
此段验收箱涵包括2个800×800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㎜（0.199 m3÷0.8×0.8 m2÷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㎜，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。