簡述多年凍土地區拼裝涵洞施工技術

楊永生 李 廣

（許昌市騰飛市政工程集團有限公司，河南 許昌 461000）

1、技術特點

拼裝式鋼筋混凝土涵洞施工，就是將涵洞整體結構劃分為若干單元體，在加工廠集中預制成構件，再按規范、設計要求在施工現場拼裝成整體涵洞。其施工具有如下特點：

（1）拼裝涵洞結構輕型，與外形尺寸相同的實體結構相比，可減少50%的圬工量，且勞力少，成本低，經濟效益顯著。

（2）構件生產及拼裝均為機械化，勞動強度低，施工速度快，特別適合凍土地區的施工環境。

（3）構件生產采用機械化流水作業，工序標準化，人員專業化，產品質量易于控制和提高。

（4）基坑開挖后即可快速施工，快速回填，減少基坑的暴露時間，對凍土環境擾動小。

2、施工程序及措施

（1）涵節、拼裝基礎及方樁均集中在工廠預制，用汽車運輸到施工現場。其中，基礎構件單塊重量不超過10t，以便運輸及吊裝。

（2）對地表干燥、地基良好的地段安排在暖季施工；地表松軟潮濕，含冰量大的地段安排地暖、寒季交替期施工；而厚層地下冰地段安排在寒季施工。

（3）涵洞基坑開挖前，先將涵洞施工所需的材料及機械設備準備就緒，開工后連續快速施工，盡量縮短基坑暴露時間。

（4）暖季施工采取有效的防排水及遮陽措施，避免基坑暴曬和積水，減少施工對地基凍土的熱擾動。

（5）寒季施工，因環境溫度過低，應采取保溫措施，提高接縫砂漿的養護溫度，保證接縫質量。

3、構件預制

（1）預制涵節、拼裝基礎及方樁均應在適當位置埋設吊鉤，以便運輸及安裝時起吊。

（2）基礎拼裝預制塊體尺寸按單塊重量不超過10t確定，并在劃分塊體時使其接縫與涵節接縫錯開，沉降縫按設計位置預留。

（3）涵節設計長度為100cm，施工預制涵節長度改為90cm，留1cm的接縫寬度。涵節頂面及側面預埋連接鋼板，拼裝時焊接連接鋼筋。

（4）預制方樁時，預留樁與承臺連接鋼筋。

4、基礎施工

4.1 拼裝基礎：（1）施工準備。開挖基坑前，核對基礎預制件的數量及尺寸，將粗粒土、保溫材料、瀝青木板、瀝青油渣、麻繩等準備就緒，并落實涵洞施工所用的吊車、挖掘機、混凝土輸送車等機械設備。

（2）基坑開挖。①采用鉆孔爆破機械出碴法開挖基坑，既可改善勞動條件、加快施工速度，又縮短基坑暴露時間。在暖季施工少冰、多冰凍土時，可采用挖掘機直接開挖，節約成本。②在基坑外圍，埋設擋水板、填筑臨時擋水埝等，防止地表水及凍結層上水注入坑內。暖季施工時增加遮陽棚等設施，避免太陽輻射或雨水入侵，盡量減少施工對地基凍土的熱擾動。③開挖中如發現地質條件與設計不符，應立即申請設計變更，及時調整技術措施。④開挖完畢，按設計尺寸平整每級臺階，對超挖部位，采用粗顆粒土回填。

（3）保溫層施工。在高含冰量凍土地段，為防止施工熱擾動導致地基凍土融化下沉，設計在涵洞基底之下增設了保溫層，保溫板采用聚胺脂材料，厚度5cm。保溫板距涵洞基底30cm，其間填顆粒土。鋪設保溫板前先將墊層平整夯實，鋪設位于同一級臺階內的保溫板應用粘接劑粘接成整體。保溫板鋪設后填粗粒土至基礎底面標高并平整夯實，回填土中不能含有粒徑較大的卵石或碎石，避免拼裝基礎時保溫板受力集中而破壞。

（4）基礎拼裝。根據現場地形條件選用25t或32t汽車起重機吊裝預制塊。拼裝時沉降縫用瀝青木板填塞，其余縫料采用低溫早強耐久水泥砂漿，水泥砂漿集中攪拌，用混凝土輸送車運輸供應。基礎拼裝后，在基礎頂面澆筑砂漿墊層。寒季施工當環境溫度過低時，采取搭設帳蓬、覆蓋棉絮等保溫措施，以利砂漿養護。

（5）基礎側面防凍脹處理。基礎拼裝完畢后，在其側面分層均勻涂抹10mm厚油渣后，采用粗粒土回填，并用打夯機分層夯實，回填至基礎頂面以下20m處。其以上預留部分是為了便于涵節拼裝和防水層施工。

4.2 鉆孔插入樁基礎

在厚層地下冰淺埋地段及高溫極不穩定凍土地段，設計采用鉆孔插入樁基礎，樁距約1m。樁長4-7m，樁徑ф40cm，為鋼筋混凝土圓樁，鉆孔直徑50-55cm。施工時改為35m×35cm的鋼筋混凝土方樁，鉆孔直徑不變。

（1）鉆孔。采用ED5500型旋挖鉆機配50cm直徑的鉆頭鉆孔，成孔工藝與橋梁樁基礎施工相同。

（2）插樁與灌漿。①鉆孔完畢并復核孔底標高后，采用16t汽車起重機起吊方樁，人工配合將方樁豎直插入孔內，避免碰壞孔壁。插穩后測量樁頂標高并復核方樁端是否置于孔底，確認無誤后，將樁頂置于鉆孔中央并用混凝土墊塊固定，使樁周與孔壁有間隙，以保證回填砂漿包裹樁周。②向孔內回填M20低溫早強耐久水泥砂漿。砂漿人模溫度控制在5-12℃，用粗鋼筋人工振搗，保證回填密實。

（3）承臺。①樁孔回填砂漿達到一定強度后，采用挖掘機開挖承臺基坑，挖至設計標高后，立即鋪設保溫層并換填粗粒土至承臺底標高。②承臺采用低溫早強耐久混凝土，施工時集中攪拌，混凝土輸送車供應，澆筑后立即覆蓋保濕養護，寒季施工增加保溫措施。③各臺階之間的沉降縫按設計預留，拆模后采用瀝青木板填塞沉降縫。

（4）防凍脹處理。承臺模板采用鋼模板，保證承臺側面光滑。模板拆除后，在側面涂抹10mm厚的油渣，并用粗顆粒土回填基坑，以削弱承臺所受的切向凍脹力。

5、涵節接裝

（1）承臺混凝土達到一定強度后，在承臺頂面澆筑砂漿墊層，便可拼裝涵節。涵節采用16t或25t汽車起重起吊，節間接縫預留1cm寬，沉降縫預留3cm寬，并使涵身預留沉降縫與基礎預留沉降縫在一條豎線內，不能錯臺。

（2）起重機吊起預制涵節，移動到位后緩緩放下起重繩。如需調整已安涵節的位置，也應采用起重機，不能人工撬移。當整座涵洞的涵節均吊裝調整到位后，在涵節錯臺處澆筑混凝土帽石，然后用M20水泥砂漿填塞各涵節間接縫及沉降縫內側（外側5cm預留）。

（3）用ф16鋼筋焊接連接相鄰涵節間的預埋鋼板（翼墻施工后還應連接翼墻），將各涵節及出入口緊密相聯，既適應各涵節在融沉不均勻時的沉降，又能防止各沉降縫被拉開。

6、沉降縫與防水層施工

（1）沉降縫內側用M20水泥砂漿填塞，外側深約5cm范圍內用具有防水防凍脹性能的改性瀝青麻繩填塞，不留空隙。

（2）沉降縫填塞完畢，進行涵節接縫及沉降縫外側50m內防水層施工。接縫防水處理下端伸入基礎20cm。處理時，先澆石棉瀝青一層，后鋪瀝青麻布一層，再澆石棉瀝青一層。鋪設瀝青麻布時，將瀝青麻布推抹密貼于涵身表面。接縫防水處理完畢后，沿涵身滿涂兩次熱瀝青，并在涵頂滿鋪2cm厚水泥砂漿保護層。

7、端翼墻施工與出入口鋪砌

（1）涵洞的端翼墻為現澆，采用低溫早強耐久混凝土，整體鋼模，澆筑時加設護面鋼筋，避免混凝土受凍融循環破壞而剝蝕。

（2）涵洞出入口采用C20混凝土預制塊鋪砌，先鋪設10cm厚碎石墊層。在高含冰量凍土地段，先鋪設5cm的保溫層并回填粗粒土墊層。如鋪砌段較長且地基土為凍脹土，施工時每隔2-5m設一道沉降降縫，縫寬2cm，用改性瀝青麻筋填塞，避免凍脹力破壞鋪砌。

結語

在多年凍土區拼裝式鋼筋混凝土矩形涵洞，對有效減少施工對地基凍土的擾動，控制多年凍土的水熱平衡，切實防止涵洞出現凍脹、融沉病害起了關鍵的作用。

[1]楊茂林，張智.淺談青藏高原多年凍土區路基處理的技術措施及監理控制要點.路基工程，2005,（2）.