鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵施工技術(shù)應(yīng)用分析

陳斯樂

（中鐵十六局集團(tuán)第二工程有限公司，天津 300162）

0 引言

鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵作為公路工程中的重要組成部分之一，為了不妨礙交通，修筑于路面下，橫跨道路是人車通行的主要通道；為了保障建筑質(zhì)量，通常采用混凝土和鋼筋等材料建設(shè)[1]。鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵采用箱形框架作為主體結(jié)構(gòu)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)為構(gòu)造成整體，剛度大、穩(wěn)定性強(qiáng)、基底應(yīng)力小，適用于地基軟弱的場(chǎng)地，對(duì)于防止地下水的滲入及地表水效果較好[2]。本文結(jié)合泰和縣白鳳小橋鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵工程實(shí)例，對(duì)鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 工程概況

泰和縣白鳳小橋鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵工程，施工范圍為上田大道～白鳳大道段，新建祥和大道與白鳳大道十字交叉，設(shè)白鳳小橋，中心里程IKO+209.300，跨越中央河道，與白鳳大道斜交右偏68°，全長(zhǎng)66.87m，河道設(shè)計(jì)水位標(biāo)高58.7m，設(shè)計(jì)路面標(biāo)高60.2m，原路面標(biāo)高59.3m。橋梁方案采用1-12×4m鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵，頂?shù)装搴?5cm，兩側(cè)壁厚80cm。斷面為6.7m（行車道）+2.7m(人行道)+4.3m(非機(jī)動(dòng)車道)+5.2m（側(cè)分帶）+12.8m(機(jī)動(dòng)車道)+17.9m(機(jī)動(dòng)車道)+4.9m（側(cè)分帶）+4.3m（非機(jī)動(dòng)車道）+2.7m（人行道）+5.4m（行車道）。本涵為明涵，涵身設(shè)1道變形縫，涵洞兩側(cè)設(shè)牛腿及搭板。涵洞基礎(chǔ)底采用80cm碎石墊層和20cm C25混凝土基礎(chǔ)。兩側(cè)洞口接擋墻。橋面鋪裝為C40現(xiàn)澆混凝土調(diào)坡層+柔性防水層+10cm瀝青混凝土。人行道結(jié)構(gòu)為8cm鋼筋混凝土預(yù)制板+瀝青防水層+3cm干拌水泥砂漿+6cm人行道板磚。

2 鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵施工技術(shù)

該工程涉及鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵施工技術(shù)的應(yīng)用，涉及涵身開挖、涵身施工、涵身側(cè)墻頂板施工、翼墻施工、涵背回填、搭板施工、涵頂調(diào)坡層施工等內(nèi)容。

2.1 涵身開挖

涵身開挖采用破碎機(jī)破碎，長(zhǎng)臂挖掘機(jī)配合自卸汽車進(jìn)行清運(yùn)，基坑底部左右側(cè)各設(shè)置1處集水坑，集水坑深度低于基坑底部1.0m，方便及時(shí)排除基坑積水。

2.2 涵身施工

涵身基礎(chǔ)采用80cm碎石墊層+20cm C25混凝土，涵身及牛腿采用C30混凝土澆筑，底板、頂板厚85cm，側(cè)墻厚80cm（見圖1所示），涵身設(shè)1道變形縫，涵身分2次進(jìn)行澆筑，首先澆筑至底板內(nèi)壁以上30cm，之后對(duì)剩余側(cè)墻和頂板進(jìn)行澆筑。

圖1 涵身斷面圖（單位：cm）

2.2.1 涵身基礎(chǔ)施工

由測(cè)量工程師放樣碎石層頂高程，做好標(biāo)記，碎石采用挖掘機(jī)進(jìn)行平整，壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。碎石墊層施工完畢后進(jìn)行涵身施工放樣，然后進(jìn)行C25混凝土基礎(chǔ)模板安裝，基礎(chǔ)較涵身寬20cm，采用鋼模板或膠合板，通過泵車將混凝土泵入模內(nèi)，待完成之后采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗，最后采用人工方式對(duì)混凝土平面進(jìn)行找平。需要注意的是混凝土澆筑完成后需要加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)生，可以有效避免混凝土后期開裂現(xiàn)象。通常采用覆蓋灑水方式對(duì)基礎(chǔ)混凝土進(jìn)行養(yǎng)生[3]。

2.2.2 涵身底板施工

涵身共設(shè)2節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)度15.369m，中間設(shè)1道變形縫，如圖2所示。為保障變形縫填塞嚴(yán)密，其內(nèi)部的麻絮和木板需要使用加防腐摻料的瀝青進(jìn)行浸制，可以顯著提升填塞嚴(yán)密性，變形縫的槽口底板、頂板設(shè)在上面，側(cè)墻設(shè)在外面，涵身底板槽口填塞瀝青麻絮后灌注熱瀝青，頂板及側(cè)墻表面還設(shè)置玻纖格柵。涵身底板分2節(jié)施工，先施工第1節(jié)底板，第2節(jié)處用于堆放施工材料。第1節(jié)底板澆筑后，施工第2節(jié)底板，施工材料堆放于第1節(jié)底板上。

圖2 涵身變形縫構(gòu)造圖（單位：cm）

（1）底板鋼筋施工：待基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到項(xiàng)目施工標(biāo)準(zhǔn)之后，開始進(jìn)行涵底鋼筋安裝作業(yè)。在安裝之前需要在鋼筋加工廠基于項(xiàng)目建設(shè)要求對(duì)涵底鋼筋統(tǒng)一進(jìn)行加工，待安裝作業(yè)開始時(shí)將其運(yùn)送到安裝現(xiàn)場(chǎng)。在涵底鋼筋運(yùn)輸過程中需要注意涵底鋼筋的合理擺放，避免發(fā)生涵底鋼筋彎曲變形。在具體作業(yè)過程中，考慮到箱身長(zhǎng)度較大，對(duì)箱身進(jìn)行分節(jié)綁扎。鋼筋綁扎過程中要考慮鋼筋保護(hù)層厚度，避免對(duì)鋼筋造成損壞，并且鋼筋安裝時(shí)不同鋼筋接頭位置要嚴(yán)格按照施工要求錯(cuò)開1m距離，注意鋼筋的安裝方向符合規(guī)范要求，并且同一截面內(nèi)鋼筋接頭不能大于50%。現(xiàn)場(chǎng)鋼筋安裝主要采用焊接以及綁扎方式，在鋼筋安裝完成之后需要對(duì)鋼筋架的穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，確保鋼筋結(jié)構(gòu)的剛度以及穩(wěn)定性滿足項(xiàng)目施工要求，最后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)雜物進(jìn)行清理。

（2）底板混凝土施工：鋼筋結(jié)構(gòu)經(jīng)監(jiān)理工程師檢查通過之后開始底板混凝土施工。混凝土采用商混，在配制完成之后由混凝土運(yùn)輸車將其運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，由泵車泵送入模，然后采用插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，確保混凝土澆筑充分，側(cè)墻處混凝土采用一次性澆筑成型方式，要求其澆筑高度達(dá)到底板內(nèi)壁以上30cm，最后采用人工方式對(duì)混凝土平面進(jìn)行找平。底板混凝土澆筑之前首先要在底板鋼筋網(wǎng)頂面搭設(shè)棧橋，可以有效避免施工過程中對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)踩踏，避免鋼筋位置錯(cuò)位。底板混凝土澆筑之后需要加強(qiáng)養(yǎng)生，不能受到暴曬，并且定期對(duì)其進(jìn)行灑水養(yǎng)生。

2.3 涵身側(cè)墻及頂板施工

涵身側(cè)墻及頂板分2節(jié)施工，每節(jié)側(cè)墻及頂板一次澆筑。

2.3.1 側(cè)墻及頂板模板安裝

（1）鑿除側(cè)墻接縫處砼表層浮漿，并且采用高壓水進(jìn)行沖洗，之后安裝側(cè)墻內(nèi)模和頂板模板，待完成后綁扎側(cè)墻和頂板鋼筋。需要注意的是必須確保底板砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%及以上，才能夠在其上部架設(shè)鋼管支架。

（2）涵身模板安裝，采用大塊拼裝式鋼模，框架采用槽鋼進(jìn)行加固，并通過角鋼對(duì)加勁肋進(jìn)行加固，板面為6mm厚鋼板。要求模板表面平整，尺寸偏差達(dá)到施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并且具有良好的剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，從而確保接縫嚴(yán)密，不會(huì)發(fā)生漏漿情況。模板在進(jìn)場(chǎng)之前需要進(jìn)行預(yù)拼裝，通過預(yù)拼裝對(duì)模板的材料、尺寸以及穩(wěn)定性等進(jìn)行檢驗(yàn)，只有符合設(shè)計(jì)要求才能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。現(xiàn)場(chǎng)模板安裝采用汽車吊和人工方式，安裝完成之后對(duì)軸線、高程等進(jìn)行檢查，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足施工要求之后對(duì)其進(jìn)行加固。要求安裝完成之后的模板拼接縫嚴(yán)密、結(jié)構(gòu)立面以及平面均牢固可靠，模板內(nèi)清潔無雜物。

（3）架設(shè)滿堂鋼管支架，立桿采用搭接方式，采用扣件進(jìn)行連接，立桿間距為75cm×100cm，橫桿步距為120cm。支架頂部鋪設(shè)雙層方木，方木頂鋪設(shè)底模，為了確保底模標(biāo)高符合要求，采用頂托對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整。同時(shí)縱向每隔一排設(shè)一道剪力撐，可以顯著增強(qiáng)穩(wěn)定性和牢固性。為了避免漏漿情況發(fā)生，可以在模板接縫處采用玻璃膠密封。

2.3.2 支架搭設(shè)、預(yù)壓

采用等荷載砂袋加載方式對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，可以有效消除在施工過程中發(fā)生的支架非彈性變形。基于預(yù)壓結(jié)果以及項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)底模標(biāo)高再次進(jìn)行調(diào)整，需要注意的是在底模標(biāo)高調(diào)整過程中需要預(yù)留砼徐變量和地基及支架系統(tǒng)沉降量。

2.3.3 鋼筋施工

基于項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)要求，在鋼筋加工廠對(duì)鋼筋進(jìn)行下料、彎曲以及半成品制作。在應(yīng)用搭接電弧焊對(duì)鋼筋進(jìn)行焊接時(shí)，需要控制單面焊焊接縫長(zhǎng)度大于等于10倍鋼筋直徑，雙面焊焊接縫長(zhǎng)度大于等于5倍鋼筋直徑。在鋼筋半成品制作完成之后采用汽車或者平板車將其運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，采用人工方式在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝和綁扎。鋼筋安裝過程中鋼筋接頭應(yīng)該錯(cuò)開，要求在同一截面內(nèi)鋼筋接頭占比≤50%。

2.3.4 外模板施工和加固

采用方木或工字鋼作為豎帶木構(gòu)設(shè)加強(qiáng)肋，對(duì)外模外露面進(jìn)行加固，控制豎帶木間距小于等于模板長(zhǎng)度的二分之一，豎帶木上部通過方木或工字鋼進(jìn)行連接，下部通過錨固鋼筋固定在基礎(chǔ)加寬混凝土外側(cè)。同樣采用方木或工字鋼作為橫帶木對(duì)外模外露面進(jìn)行加固，控制間距≤1m。

2.3.5 混凝土施工

（1）采用商混和現(xiàn)澆澆筑工藝，由混凝土攪拌運(yùn)輸車在現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行施工，由泵車泵送入模內(nèi)。

（2）為了確保混凝土澆筑質(zhì)量，在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑之前首先需要對(duì)混凝土的均勻性以及坍塌度進(jìn)行檢查，對(duì)支架、模板以及預(yù)埋件等進(jìn)行檢查，確保各項(xiàng)指標(biāo)均滿足混凝土澆筑要求[4]。如果模板內(nèi)存在雜物、積水等，或者鋼筋上存在污垢，應(yīng)該及時(shí)清理干凈；如果模板存在縫隙應(yīng)采用填充材料將縫隙填塞嚴(yán)密。

（3）混凝土自高處直接傾卸，高度需要控制在2m之內(nèi)，避免出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象。

（4）混凝土采用分層澆筑方式，對(duì)于側(cè)墻進(jìn)行分層澆筑時(shí)需要注意對(duì)稱性。分層厚度不能超過30cm，在分層澆筑過程中應(yīng)在下層混凝土初凝或者可以重塑之前對(duì)上層混凝土進(jìn)行澆筑。對(duì)于分層澆筑的混凝土需要采用插入式電動(dòng)振搗棒進(jìn)行振搗，待混凝土不再沉降、無氣泡、表面平整泛漿，停止振搗。如果分層澆筑出現(xiàn)間斷，需要注意間斷時(shí)間應(yīng)該小于前層初凝時(shí)間，如果間斷時(shí)間較長(zhǎng)，需要預(yù)留施工縫。

（5）在混凝土澆筑過程中控制模板溫度在5～35℃范圍內(nèi)，混凝土入模溫度在10～30℃范圍內(nèi)。

在施工縫處重新進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，前層混凝土強(qiáng)度應(yīng)該超過1.2MPa；鑿除施工縫處的水泥砂漿薄膜以及松動(dòng)混凝土，并采用高壓水沖洗干凈；在重新進(jìn)行混凝土澆筑之前需要在橫向施工縫位置鋪設(shè)厚約15mm的水泥砂漿，其灰砂比應(yīng)與混凝土相同，水灰比比混凝土略小，然后再進(jìn)行混凝土澆筑。

2.3.6 混凝土的養(yǎng)生及拆模

混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%之后才能夠拆模，在混凝土拆模時(shí)需要注意不要損壞混凝土的棱角，保持混凝土棱角清晰分明[5]。在混凝土養(yǎng)生過程中可在其表面覆蓋塑料薄膜，或者采用草袋或麻袋等保濕材料進(jìn)行覆蓋，有助于控制其溫度和濕度，同時(shí)注意混凝土芯部與表層溫差以及表層與環(huán)境溫差均應(yīng)控制在15℃以內(nèi)。

2.4 翼墻施工

在翼墻施工時(shí)應(yīng)本著先左側(cè)翼墻、后右側(cè)翼墻的施工順序。在主體涵身施工結(jié)束之后，采用人工和機(jī)械結(jié)合方式開挖翼墻基礎(chǔ)，開挖翼墻基礎(chǔ)采用模板支撐，竹膠板作為翼墻模板，同箱身混凝土施工方法一樣，翼墻同樣采用一次性混凝土澆筑成型。

2.5 涵背回填

在涵身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%之后進(jìn)行涵背回填，填土分層進(jìn)行，每層夯實(shí)之后再填下一層，需要注意的是涵身兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行填土，不得偏壓。涵背回填至與破除后路面同一高程時(shí)，一并進(jìn)行填筑至設(shè)計(jì)高程。

2.6 搭板施工

涵身兩側(cè)共設(shè)12塊搭板，搭板寬4.75m，長(zhǎng)6m，厚35cm，采用C30鋼筋混凝土。搭板與搭板之間設(shè)Φ20拉桿，布置間距70cm，每根長(zhǎng)90cm。搭板施工采用鋼模板或膠合板，混凝土采用罐車送料入模，插入式振搗棒振搗，人工收面找平。混凝土澆筑完成后，需要加強(qiáng)養(yǎng)生，避免發(fā)生混凝土開裂，可以采用覆蓋灑水養(yǎng)生。

2.7 涵頂調(diào)坡層施工

現(xiàn)澆調(diào)坡層采用C40鋼筋混凝土，鋼筋網(wǎng)采用D10冷軋帶肋焊接鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)孔尺寸10cm×10cm，調(diào)坡層最小厚度為8cm，設(shè)雙向1%橫坡，由測(cè)量工程師現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量放樣，控制好高程。調(diào)坡層鋼筋網(wǎng)片錨入防撞護(hù)欄內(nèi)與防撞護(hù)欄鋼筋進(jìn)行連接。

3 結(jié)束語

本文針對(duì)泰和縣白鳳小橋鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱涵工程施工工藝及施工方法進(jìn)行詳細(xì)介紹，結(jié)合理論計(jì)算與工程實(shí)踐，證實(shí)鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架箱涵施工工藝的有效性，為現(xiàn)澆箱涵工程施工質(zhì)量提供了可以借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。