浅谈涵洞施工注意事项(推荐8篇)
重庆三环铜永高速土建二标起点桩号K13+700,终点桩号K29+650,含短链550,路线全长15.4KM。主要工程内容以路基、桥梁、涵洞、防排水、防护工程为主。下面,我就以我的实际经历跟大家分享下涵洞施工注意事项,不正之处,请大家批评指正。
一、开工前,必须对现场进行实际勘察,确认涵洞现场所处位置。我项目部前期在涵洞施工前,由项目经理牵头,项目总工、副经理、测量室、现场技术员深入现场,对涵洞逐个勘察地形后发现若干问题。
1、绝大多数涵洞位于软基路段,考虑到涵洞施工后,由于不均匀沉降引起的“跳车”等现象的发生,将这些涵洞移位至山脚等地基较好的地段,这样在很大程度上削弱了工后沉降。
2、部分涵洞经过勘察后发现现场汇水面积很小,没有必要设置涵洞,可以考虑取消这一部分涵洞或者改用圆管涵代替,很大程度上减小了工程成本。
3、高速公路与地方道路不可避免的相交,部分路段由于设计图纸的缺陷,没有设置涵洞或者通道。如K20+900处,经过现场勘查,此处原有一条乡村道路,并且是村民必经之路,故在此处设置一通道,以满足当地村民出行需要。
二、确定涵洞位置后,开挖涵洞前,必须对涵洞附近水系、原地面高程等一系列原始数据进行整理。
如我项目部K19+265 1-6×3.5机耕通道,前期项目部技术人员开会,项目经理屡次提及必须对开挖前涵洞水系、原地面高程等数据形成书面材料。但我们现场技术人员没有引起足够的重视。涵洞开挖成型后,经测量室复测后发现涵洞出水口高程比原地面高程低1m,且涵洞盖板顶填土高度只有78cm(路面结构层后厚度),涵洞修筑完成后,涵洞将常年积水,无法满足通行要求。因此,最后经业主、设计、监理同意后将此涵洞基底抬高1米。虽然经过处理后满足通行及排水要求,但是浪费了大量机械费用,影响了工期。因此,在涵洞开挖前,对涵洞附近水系、原地面高程等数据进行整理是非常有必要的。
三、涵洞基坑处理
涵洞基坑开挖完成后,对于基底不须处理的,必须及时完成基础、墙身砼浇筑,且做好临时防排水工作。如K20+255人形通道,开挖完成后,基底为泥岩,承载力满足设计要求。基础为分离式,在第一节基础中间挖了一集水坑,由于基坑渗水,导致集水坑中积水严重,施工队伍没有重视抽水工作。后来涵洞墙身施工完成后,由于墙身自重过大,墙身和基础发生明显倾斜,发生不均匀沉降。因此,在基坑开挖成型后,必须重视临时防排水工作,尽量避免雨季施工。
此外,由于涵洞(通道)的工后沉降无法避免,严重的可能导致涵洞常年积水而无法满足通行要求。因此可以在开挖涵洞时,尽量抬高基底高程,确保在涵洞施工完成后,由于沉降可以将涵洞基底高程停留在设计标高附近。但抬高高程必须酌情考虑,以避免由于过度抬高而导致涵洞洞口进水困难,失去本身的排水功能。
四、涵洞基础、墙身浇筑砼前必须对模板、钢筋进行检验。现在涵洞施工基本上都使用钢模拼装,钢管加固。砼浇筑前必须对钢模进行检验,检查模板是否涂脱模剂,模板拼装是否平整,钢管加固是否到位,钢筋与模板之间设置砼垫块以保证钢筋保护层厚度,模板底与基础连接处须铺设砂浆堵缝,防止漏浆。队伍进场前,必须对施工队伍进行详细的技术交底。施工过程中,须严格控制一次性砼浇筑厚度,确保振动棒震动时间。如K19+265通道,施工前没有用砂浆堵缝,在施工过程中,工人频繁更换振动棒操作人员,导致墙身浇筑完成拆模后,发现墙身麻面、烂根严重。
五、盖板施工。
1、现浇盖板:
由于盖板高度相对较小,保护层厚度较小。如果按照设计图纸进行钢筋下料,现场施工时发现,无法保证钢筋保护层厚度,因此须对钢筋的长度等适当调整。
现浇盖板支架支撑须牢固可靠,支架钢管不宜嫁接,最好选用通长钢管,以保证不发生偏心或者由于扣件松动而坍塌。另外,钢管下面须搁置木板垫块,以保证受力面积,减小支撑下沉。如K18+980涵洞,由于没有考虑上述因素,导致在砼浇筑过程中发生支架垮塌。
2、预制盖板:
盖板预制前必须经现场测量涵洞尺寸后方可预制。如K28+875涵洞,预制盖板前没有测量涵洞尺寸,预制盖板时模板加固不到位。现场施工时,台帽按照设计尺寸施工,没有预留宽度,盖板预制后模板变形,导致盖板运至现场后安装不进去,浪费大量人力物力。
6、台背回填
1 施工工艺及方法
1.1 基础处理
对于基础采取换填处理的涵洞, 采用挖掘机开挖两边坡按1:0.5取值, 基础开挖底宽为涵洞混凝土基础宽度两边各加0.5 m施工作业空间, 上口开挖线宽可根据现场地形进行计算。同时在基坑四周设置排水沟, 集中设置一个集水井, 以便抽出基坑积水。
1.2 基础施工
1) 测量并立模。基底验槽合格后, 测量人员用全站仪放样出涵洞中心轴线、边线, 并安装基础模板。为了防止模板受到混凝土内应力的影响而变形, 保证涵洞基础的线形与美观, 在模板纵向每50 cm加竖向肋骨一根, 横向因为高度只有2米作业, 所以就在上中下各加一条横向肋骨。两侧模板采用对拉螺栓对拉, 并用顶托支撑。模板内涂刷脱模剂并安装严密, 严禁使用废机油。
2) 沉降缝。涵洞每6 m设置沉降缝1道, 按设计位置设置, 做到两端竖直、平整, 上下贯通, 沉降缝的填塞符合设计及规范要求。
3) 混凝土浇筑。基础采用C30混凝土现浇而成。砼由混凝土搅拌站集中供应, 混凝土运输车送到现场, 当混凝土到现场时, 检查其坍落度、均匀性等指标, 合格后方可使用。砼振捣采用插入式振捣器, 砼振捣应充分密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉, 不再冒出气泡, 表面呈现平坦、泛浆现象为止。混凝土分层浇筑, 每层厚度控制在30 cm左右。振捣时必须插入下层5 cm以上。
1.3 台身施工
1) 侧墙内支撑及内模施工。内支撑采用φ50钢管搭设, 纵横向布距不大于1 m, 竖向布距不大于1.2 m, 内支撑的横向钢管应与内侧模在横竖带节点处用钢管卡子连接, 起到横向内支撑作用。内模采用1.5 m2的大平面模板制作, 表面要求光洁无错台, 模板接缝加贴密封胶条。
2) 立外模。外模采用普通钢模板组拼, 外模的固定采用中16拉杆内外对拉, 并以圆木或钢管辅助支顶。
3) 混凝土浇筑。混凝土经试验室设计试配达到设计要求后, 砼由拌和站生产, 统一指挥, 灌注入仓采用吊车配合下料漏斗进行, 振捣采用插入式振捣棒。涵洞两侧对称浇筑砼, 每层厚度30 cm, 分层振捣密实。
1.4 盖板施工
盖板预制场设置在DK273+100附近。盖板施工所用钢筋必须符合国家标准, 并附有钢筋品质试验报告和出厂合格证。钢筋按不同品种、不同规格分批存放, 钢筋存放时须设标识牌, 标明材料来源, 是否自检, 自检时间, 申报情况, 拟使用部位以及材料产地、规格、数量。
1) 模板制作安装工艺。 (1) 盖板模板采用1.2 cm厚竹胶板, 模板采用加条木骨肋, 保证模板具有足够的刚度和稳定性, 外面支撑可根据施工现场具体情况支撑。 (2) 模板接缝采用泡沫条塞填密实, 并用腻子刮平, 在模板安装前要把模板表面的附着物清理干净, 并涂刷脱模剂。 (3) 调整好模板后, 重新进行中线和尺寸复核。自检和报验通过后方可浇筑砼。
2) 混凝土浇筑工艺。 (1) 混凝土施工前认真检查拌合设备并将模板内积水及杂物清理干净。 (2) 砼振捣采用插入式振捣器, 砼振捣应充分密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉, 不再冒出气泡, 表面呈现平坦、泛浆现象为止。 (3) 每次砼浇筑完毕后, 用抹子将顶面抹平拍平压光, 防止顶面松散。 (4) 砼初凝后, 用土工布覆盖, 并将其洒水湿润, 保持养生, 养护时间不少于7天。
3) 盖板安装。盖板在强度达到设计要求后, 由汽车运至安装现场, 用12 t的汽车吊进行安装。
1.5 沉降缝处理
为避免涵洞不均匀沉降的影响, 根据土壤情况每隔3~5 m设置沉降缝一道, 宽3 cm, 接缝表面铺设50 cm宽一层沥青浸制麻布和二层石棉沥青的防水层。防水层以下接缝处, 外侧以油浸麻筋填塞, 深度5cm, 内侧以M10号水泥砂浆填塞, 深度15 cm, 根据接风处污工的薄厚, 麻筋与砂浆之间, 可以填满也可以留下空隙填薄粘土。基础部分的沉降缝不用填塞, 留下施工时所嵌入的沥青浸制木板兼防水之用 (如施工时不用木板, 也可以用粘土填塞) 。
1.6 防水层
板顶以上填方高度小于1.0 m时, 自盖板顶面到盖板底面以下20 cm之两侧边墙外面设甲种防水层, 先涂沥青漆二层, 再铺设沥青浸制麻布一层及石棉沥青二层, 此种防水层外面需抹3 cm厚的沥青混凝土保护层;如顶板以上填方高度等于及大于1.0 m时, 则上述部分只涂两层热沥青;双孔盖板涵中墩顶面, 用贫砼做成双向斜坡以利排水, 使用甲种防水层涵洞之两侧及其他涵洞之顶面及两侧, 在防水层外面用不透水的土壤做成15~20 cm的通长保护层, 缺乏不透水土壤时, 可以免设。
2 施工管理及注意事项
1) 涵洞机械挖基时预留5~10 cm人工开挖清理, 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, 对接长涵基坑开挖时不得扰动既有涵洞地基土层, 经监理检查合格并签字后才可进入下道工序。
2) 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。
摘要:依据某钢筋混凝土涵洞施工实例, 就工程中的盖板涵洞进行了详细的阐述, 以期与行业同仁交流。
南通万达公路养护工程有限公司 226600
摘要:伴随着当代社会的发展,公路桥梁工程已然成为了城市发展的标杆。然而,钢筋混凝土涵洞工程建设作为公路桥梁建设中的重要辅助项目,建设企业应该给予高度重视。下文主要根据几个要点出发,对钢筋混凝土涵洞的施工技术进行了探讨,仅供参考。
关键词:公路桥梁,涵洞工程,施工要点,施工技术
一、关于涵洞施工准备工作技术的要点
1、施工技术准备的要点
首先,应该做好公路桥梁涵洞相关资料的收集和整理,根据公路桥梁工程涵洞施工的图纸,技术人员做好施工放样和资料收集工作,详细记录施工现场的各项信息。其次,结合公路桥梁涵洞的设计和施工特点做好公路桥梁涵洞施工所用的原材料的质量和性能检验工作,确保公路桥梁涵洞施工中原材料的质量和性能达标。最后,对公路桥梁涵洞施工应用的工艺、技术和标准进行检验,在做好公路桥梁涵洞施工技术标准检验的基础上,对施工中涉及的工艺和技术进行试验和
检查。
2、涵洞临建工程的技术要点
首先,公路桥梁涵洞所需的混凝土应该集中准备,在公路桥梁涵洞分布密集或合理位置设立混凝土搅拌站。其次,应该在施工期短设立简易工棚、钢筋加工棚和原材料堆放场,方便施工。最后,做好公路桥梁涵洞施工场地的水电供应,搭建临时发电棚和蓄水池等临建工程满足工程的需要。
3、涵洞施工工艺要点
首先,施工人员是做好公路桥梁涵洞施工的关键,也是工艺的执行者,因此需要对施工人员进行科学安排,建立技术人员为主的的技术管理体系。其次,重点做好公路桥梁涵洞施工人员熟悉施工现场的工作,做到现场和工艺心中有数。其三,确定公路桥梁工程施工的重点工艺,并设立严格的检验措施,采用定期或抽查的办法确保重点工艺执行不打折扣。最后,合理确定公路桥梁涵洞的施工工期,对工期跨越雨季和高水位时期应做好相应的工艺准备,以便达到有效处理意外情况。
二、钢筋混凝土涵洞工程施工过程中的技术要点解析
1、基础开挖
基础开挖必须根据图纸的要求及相关规范规定进行,先采用挖掘机对土质地质进行挖装,利用15T自卸车运输,结合人工对边坡进行修正,自吸泵排水处理;对于石质地层则采用的是风动凿岩机钻眼,控制好松动进行爆破,在基坑开挖坑底的时候应预留约为20-30厘米厚的人工开挖保护层。一旦基槽开挖,就应及时做好垫层与砼铺设、涵管敷设、基槽的回填等。
2、垫层及基座
砂砾垫层应属于压实的连续材料层,并且应保证其压实度在95%及以上,事先利用重型击的方式进行测验;为了避免离析现象,砂垫层在摊铺的时候应分层处理;此外,对于砂砾垫层而言,其质量与级配都必须负荷相关的规范操作及要求。在基座施工中,必须按照相关规范操作来,其尺寸及沉降缝的位置必须与设计图纸相符合,同时沉降缝的位置应尽量同管节之间的位置保持一致。
3、钢筋混凝土圆管涵成品质量
管节的端面必须平整,同时还要和轴线之间保持垂直;对于斜交管涵的进出水口的管节外端面而言,可以根据斜交角来处理。管壁的内外侧表面必须平直圆滑,一旦其缺陷不满足相关规定,则应及时修补完善才能加以使用;若其缺陷较大,则不能验收。
4、敷设
管节的安装应从上游开始,并让接头面向上游;为了使得涵管的受力平均,一般应将涵管紧贴在垫层或者基座上;对于全部管节敷设而言,都必须根据图纸所示坡度及正确的轴线进行。在具体的敷设中,必须保持管内的清洁,出现了赃物、多余砂浆及杂物等,应及时清理干净;若其中任何管节的位置设置出现了偏差,则应取出并自费重新敷设;一些软地基涵洞施工,必须严格按照指示及图纸要求进行地基处理,只有地基处理达到了相关规范要求之后,才能在其上进行涵管的修筑。
5、接缝
涵管在接缝处的宽度不能高于了10毫米,对于涵长不足的情况下严禁采用加大接缝宽度的方式弥补,而且最好采用沥青麻絮(其他有弹性的不透水材料皆可)来填塞涵管接缝的内外侧,这样方能形成一道密封层。此外,还应按照图纸要求,用两层150毫米的浸透沥青油毛毡将接缝处包缠,同时采用铅丝将其绑扎结实。这样之后,还需要在接缝外部设置混凝土箍圈(强度在20左右),箍圈环绕着接缝;当浇筑好之后才能进行养生,以便达到相关设计强度,不致于脱落与产生裂缝。
6、回填
涵管安装及接缝处理完成之后应做好相关的检验工作,其中混凝土或者砌体砂浆的强度必须达到设计要求的75%及以上才行,这样之后方可进行回填工作。回填必须按照相关规范操作进行,涵洞路堤缺口的回填一般从两侧不低于两倍孔径的范围开始,同时根据水平分层对称地根据图纸要求来浇筑、压实。
三、钢筋混凝土盖板通道施工
1、垫层及基础
垫层的施工要求同圆管涵一样,此处便不再赘述;基础则需要根据相关图纸的设计要求来设置沉降缝。
2、涵洞施工
(1)如现浇混凝土涵洞与基础的台身、台帽等为整体式,其台身与基础可以边疆浇筑;八字式洞口则应与涵洞之间分离;如果涵台和基础分别浇筑,一般应将涵台与基础顶面之间相连的部分拉成毛面。
(2)按照图纸要求来进行涵台或者盖板接缝处的分段修筑,一旦设计中需要将锚栓与涵台锚固在一起,则应根据图纸要求或者采用其他的方式将锚栓固定。若其中有支撑梁,则应在安装(或者浇筑)盖板之前就完成锚固。
这是涵洞内施工的重要环节,依照图纸进行标准化施工是确保施工质量的重要条件,是进行钢筋混凝土浇筑的重要基础工作
(3)现场浇筑涵洞混凝土应符合以下要求:1)底板浇筑前,清除杂物,根据图纸设立模板、捆绑钢筋及浇筑;2)底板混凝土强度达到设计70%及以上强度,则可立模浇筑侧板与顶板;3)标高、预拱度及纵坡等,必须严格根据图纸的要求来设置。
(4)填土之前,以下方面的强度都必须达到设计要求的75%及其以上:支撑梁、盖板、砂浆及箱涵混凝土等。在填土中,第一层最小摊铺的厚度应大于300毫米为宜,同时还要防止过大的冲击。
3、沉降缝
对于沉降缝的缝宽、位置及道数等都必须满足图纸设计要求,并根据图纸的规定填塞,一般采用的是嵌缝的方式。在缝处还需要加铺一定抗拉强度的卷材,比如说油毡、沥青玻璃纤维布等,其加铺的宽度及层数必须满足图纸需求。
4、防水层
在混凝土的顶板或盖板及侧板的外表面上,应涂刷图纸规定的材料,这样可以形成一定的防水层,使得在填土的时候不会影响外表面。当然,其涂刷的厚度及层数都需要根据相应的监理指标进行。
结语:综上所述,涵洞施工技术人员应进一步提升对于涵洞施工的技术研发与完善,充分的利用技术强化以及管理等措施更好的确保涵洞的施工质量,为公路桥梁的正常通行以及行车安全提供重要的技术保证作用。相信随着涵洞施工技术的不断进步,涵洞的施工质量也将得到更好的提升,从而进一步提升涵洞的通行能力,为我国公路桥梁建设事业的发展做出更大的努力。
参考文献
[1]汪孝龙,谌育雄.谈跨高速公路桥梁河段箱涵顶进施工技术[J].中国新技术新产品,2012,(08).
[2]赵晓青,陈海霞.浅谈盖板涵洞通道施工技术[J].黑龙江交通科技,2012,
一. 材料:洞身采用聚氨脂防水涂料;沉降缝外缘及涵洞顶采用氯化聚乙烯防水卷材,宽50cm;沉降缝及基础用3cm厚沥青木板 二. 涂料工艺基本要求:
1.基层表面的气孔、凹凸不平、蜂窝、缝隙、起砂等,应修补处理,基面必须干净、无浮浆、不渗水。
2.涂料施工前,基层阴阳角应做成圆弧形,阴角直径宜大于50mm,阳角直径宜大于10mm。
3.涂料施工前必须先对阴阳角、预埋件、穿墙螺杆等部位进行密封或加强处理。
4.涂料的配置及施工,必须严格按涂料的技术要求进行。
5.涂料的防水层的总厚度应符合设计要求。涂刷或喷涂,应待前一道涂层实干后进行;涂层必须均匀,不得漏刷漏涂。施工缝接缝宽度不应小于100mm 6.铺贴胎体材料时,应使胎体层充分浸泡防水涂料,不得有白茬及褶皱。7.有机防水涂料施工完后应及时做好保护层,保护层应符合下列规定: ①.底板、顶板应采用20 mm厚1:2.5水泥砂浆层和40~50 mm厚的细石混凝土保护,顶板防水层与保护层之间宜设置隔离层。②.侧墙背水面应采用20mm厚1:2.5水泥砂浆层保护。
③.侧墙迎水面宜选用软保护层或20mm厚1:2.5水泥砂浆层保护。三. 基层处理:出入口翼墙与洞身间沉降缝塞1:2水泥砂浆做成45度,洞身螺杆周围用錾子打成窝状形,用砂浆补平,压光;不允许有凹凸不平,松动和起砂掉灰缺陷存在。施工时,防水基层应基本成干燥状态,含水率小于9%为宜。施工前先用铲刀和扫把清理基层表面,应做到平整,干净。如有泥土,油污等必须清除,低凹破损处要修补平整。
四. 聚氨脂防水涂料系双组反应型涂料。甲液(即黄色透明液)与乙液(即黑色粘稠液)按1:2的比例配料。涂刷应从涵洞顶向另一端涂刷,涂刷要均匀,不得过厚或过薄,更不允许露白见底。一般涂刷量以0.8-1kg/ m2。待第一道涂料固化干燥后再涂第二道涂料,但涂抹方向应与第一道方向相垂直。当涂料粘度过大不便进行涂刮施工时可加入少量二甲苯进行稀释,加入量不得大于乙料的10%。每层涂料厚度不得小于1.0mm。五. 卷材施工工艺基本要求
卷材防水层应铺贴在整体混凝土结构或水泥砂浆找平层的基面上。基面应符合下列规定:
①.必须平整牢固。用2m长直尺检查,基面与直尺间最大空隙不应超过5mm,且每米长度内不得多于一处,空隙处只允许有平缓变化。②.表面应清洁干燥。
③防水卷材纵向应整幅铺设,当防水卷材进行搭接时,允许进行依次纵向搭接密且先行纵向搭接,再进行横向搭接,纵向搭接接头应错开。纵向搭接宽度不得小于120mm,横向搭接不得小于8mm。
六. 卷材铺贴前,应在基面上涂刷基层处理剂;当基面较潮湿时,应涂
刷湿固化型胶粘剂或潮湿界面隔离剂。基层处理剂的配制与使用符合下列规定:
1.基层处理剂应与卷材及胶粘剂的材性相容。
2.基层处理剂可采取喷涂法或涂刷施工。喷、涂应均匀一致,不露底,待表面干燥后,方可铺贴卷材。
3.铺贴时应展平压实,卷材与基面必须粘结紧密。
一、工程概况
中铁十二局集团京沪高铁四标段项目经理部十四工区负责施工的DK843+632.5(1-1.5m)钢筋混凝土倒虹吸,DK843+200(1-1.5m)钢筋混凝土框架箱涵,DK843+636(1-2m)钢筋混凝土框架箱涵,DK845+070.28(1-4.5m)钢筋混凝土框架箱涵,DK845+530(1-2.0m)钢筋混凝土框架箱涵,DK846+127(1-2.5m)钢筋混凝土框架箱涵,全部位于蚌埠高速站内。混凝土均使用高性能耐久性混凝土,框架主体为C35钢筋混凝土,出入口翼墙、排水侧沟、路面防磨层及帽石为C30混凝土,框架主要受力构件采用HRB335钢筋,一般箍筋及构造钢筋采用Q235钢筋。框架涵洞于2008年9月25日开工,2010年12月25日完工。
二、施工方法 2.1 施工技术方案
框架桥分二阶段施工,第一阶段进行地基处理,主要施工CFG桩,第二阶段进行框架主体施工,先施工底板和边墙踢脚,再施工边墙和顶板。内模采用碗扣式钢支撑、I16型工字型钢纵梁、方木横梁支撑体系和桁架式大块组合钢模板。钢筋在钢筋加工场集中加工,钢筋接长采用闪光对焊,严格按照施工规范、设计图纸现场绑扎,严禁漏绑。钢筋与模板间设置同等抗压强度等级混凝土垫块,垫块与钢筋绑扎牢固,并相互错开。
框架结构混凝土施工采用模筑法浇筑,混凝土严格按照试验配合比准确计量,集中拌合,用混凝土输送车运送混凝土,采用汽车泵泵送混凝土到灌注部位。为确保施工质量,采用斜向水平推进法施工,上层与下层浇筑水平距离保持2m左右,且从底部开始逐层扩展升高,保持水平分层,且分层厚度不超过30cm。采用插入式振捣棒振捣,应插入下层5~10cm左右,间隔小于其作用半径,不得漏捣和重捣,边振边逐渐提高振捣棒,并避免碰撞模板。浇筑过程中,设专人负责检查支架、模板、钢筋和墩身预埋钢筋的稳定情况,发现问题,立即处理。浇至设计标高后,振捣时观察混凝土不再下沉,表面泛浆、水平有光泽即可缓缓抽出振捣棒,防止混凝土内产生空洞。
混凝土浇筑完成后,对顶面进行修整。抹平定浆后,再一次收浆压光,表面用无纺布进行覆盖,洒水养生,时间不少于14天。当混凝土达到75%的设计强度后拆除全部模板。
2.1.1 CFG桩施工
CFG桩复合地基采用长螺旋钻机施工,钻至设计标高后向孔中泵送采用水泥、粉煤灰、碎石等材料加水拌合的混合料,CFG桩施工完毕后,按有关规定对桩体进行低应变检测和复合地基承载力检测,检测结果均符合设计和验标要求。
2.1.2 框架工程 2.1.2.1施工方案
基坑为明挖基础,开挖时采用挖掘机机械开挖,人工配合,机械抽水,基础开挖完成后按设计要求进行加筋褥垫层铺设。
该框架桥采用就地制作现浇的方法。框架结构采用大块组合钢模现浇,碗扣式满堂支架搭设,先浇筑底板,待底板混凝土达到设计强度的50%后再浇筑边墙及顶板,边墙一次性浇筑在倒角以上,两边施工缝不设在同一水平面上混凝土拌合站集中拌制,混凝土输送车运输,浇筑采用泵车泵送入模,振捣棒振捣,覆盖浇水养生。
2.1.2.2 技术措施 2.1.2.2.1 框架模板支架
框架桥支架系统采用1.5m*1.0m组合钢模配30cm*1.5m模板,碗扣式满堂支架搭设。碗扣式满堂脚手架作为现浇箱涵的支架,立杆纵横间距均为600mm,步距为1200 mm,立杆下配置底托,顶配置顶托以调整高度。满堂支架自一端开始沿纵向每隔6m断面处用普通钢管设置横向剪力撑,沿纵向通长用普通钢筋设置纵向剪刀撑4道均匀布置。顶板底模采用钢模,下配置60×100木枋次梁。沿涵长方向通长布置,间距为250mm小枋次梁垂直放在方木主梁上,主梁采用100×150方木,沿涵横向通长布置。置在上顶托槽内,主次梁的接头处均应放置在有支撑点的位置并用扒钉连接牢固。在混凝土浇筑过程中要有专人巡视支架,随时注意观察支架的变形,并根据情况做好加固措施。
2.1.2.2.2 加强测量、试验、检测等基础性技术工作
调遣技术水平高、操作熟练的技术人员组成精干的测量、试验、检测队伍,项目部制定详细的、切实可行的、具有可操作性的技术管理工作制度,做到了工作有标准,检查按标准,同时装备先进的测量、试验、检测仪器,保证了各项检测检验据符合设计要求和规范要求,用科学的手段保障了工程质量。
2.1.2.2.3加强基础隐蔽工程的质量检查
基础开挖后,请设计、监理进行了检查签证。基础钢筋工程、混凝土工程均已通过三级签证,上道工序检查合格后进行下一步施工,施工中对每道工序进行了严格检查。
三、工程质量病害防治
3.1工程中防腐蚀结构的施工要点
3.1.1 为保证钢筋位置正确,混凝土保护层满足设计要求。钢筋的垫块定型同等抗压强度等级混凝土垫块,不得采用石子作垫块,严禁使用短钢筋作为垫块。
3.1.2混凝土的养护方法不但对混凝土的密实度和抗渗性有一定影响,而且也影响到混凝土的中性化速度。如果混凝土早期养护不良,混凝土表面就会迅速干燥。由于水泥水化的程度不够充分,致使混凝土的渗透性增大。因此混凝土施工时应进行养护方案设计,科学进行养护。
3.1.3外加剂的添加必须按规定掺加,严禁不加或过量掺入。
3.1.4加强混凝土的施工质量管理。混凝土必须充分捣固,对混凝土振捣后的表面工序也需要认真对待,压实表面对混凝土的抗腐蚀将起到相当重要的作用。施工中,我们采取如下技术措施:
对施工用的原材料严格按技术条件要求进行检验、通过大量试验确定科学的配合比。施工过程中严格控制混凝土施工质量,确保计量偏差、水灰比、坍落度在要求范围。3.2 防止大体积混凝土开裂的技术措施
大体积混凝土施工时,混凝土内部的水化热问题十分突出,必须采取有效的措施降低水化热、防止混凝土开裂,为此,我们拟采取如下技术措施:
3.2.1减少混凝土的水化热,降低混凝土的内部温度
选用低水化热水泥;采用中粗砂和连续级配碎石,运用双掺技术在混凝土中掺加缓凝型高效减水剂和掺和料,减少绝对用水量和水泥用量,改善混凝土的和易性与可泵性,延长缓凝时间,减慢水泥水化热释放速度,推迟和降低混凝土内部的升温峰值;采取洒水降温的方法,降低混凝土骨料、拌和水、拌合机及混凝土运输车搅拌筒的温度,以降低混凝土入模温度;采用连续薄层斜面推移的方法灌筑混凝土,并采取二次振捣的方法加快混凝土热量散发,使混凝土内部的温度分布均匀。
3.2.2排出混凝土内部的热量,降低混凝土内部的温度
将循环冷却水管预先埋设在混凝土内部,根据结构尺寸分层曲折布置,每层上下设进出水口,并在结构不同位置和不同深度留出测温孔。混凝土灌筑后立即通冷水循环散热,定时测温,待混凝土内外温差小于15℃时停止注水。
在炎热的夏季可以用帆布、湿麻袋等遮挡模板隔热、在寒季用棉被或吸光材料(如黑塑料)围裹模板保温,防止混凝土表面温度受环境因素影响(如曝晒、气温骤降等)而发生剧烈变化,对预应力混凝土梁采用蒸汽养护,保证养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不超过15℃。
3.2.3进行温度监测,控制内、表温差
以集成温度传感器作为感温元件,合理布设测温点,实行温度连续监测,同步收集数据,全面了解混凝土内部温度分布状况及温度梯度变化情况,定性、定量地指导施工,控制降温速率、内外温差,达到控制裂缝出现的目的。
3.2.4加强施工过程控制 对原材料的质量加强检验、控制,所用原材料质量必须符合规定的要求,计量偏差必须控制在规定的允许偏差范围之内。原材料按技术条件的要求进行检验,采用自动化电子计量系统计量。加强混凝土拌和物的质量控制,保证拌和物的匀质性、施工的连续性。加强混凝土养护,采取必要的保温、隔热措施,控制混凝土内外温差及混凝土表面与空气的温差。保证桥梁达到规定的强度、刚度所采取的措施。
3.2.5计量和检验
加强计量和检验工作,原材料必须经进货检验合格后方可用于施工。各种检验要求按其检验程序及标准操作,测出的各种数据做原始记录,并将各种原始数据存档,以便为质量管理提供准确的依据。各种计量和检验器具,定期送到计量部门校验,并妥善维护,正确使用,超过误差决不使用。
3.2.6 混凝土养护
一、石拱涵(包括拱通道)施工工艺
拱涵施工很重要的工作是按要求备好各种规格的石料才能开工,找好有技术的砌石队伍。
①首先要测量放样,放出控制桩的基础开挖边线。
②用挖掘机开挖基础,严格控制开挖标高,留一部分人工按要求开挖清理。详细放基础线,并请驻地监理检查,做地基承载力试验,符合要求才能砌筑。
③砌块石基础和墙身。要求横平坚直灰浆饱满,每4米左右留一上下贯通的沉缝。
④分层夯实填筑土牛拱,拱顶尽寸准确,最好抹水泥砂浆。
⑤砌块石拱圈,块石规格最好按设计尺寸加工,尤其是端头外露面要细致加工。沉陷缝与墙身基础一致。
⑥做胶泥防水层15厘米,沉陷缝迎水面内填15厘米水泥砂浆,外侧用胶。⑦砌筑片石侧墙(外露面最好用块石)砌块石路缘石(缘石最好设计好尺寸,外露面细加工)。
⑧清理进出口,放八字墙尺寸,用片石砌筑基础和墙身(外露面最好用块石砌筑)。
⑨砌体砂浆达到设计号的80%时挖土牛,并清理洞底铺砌基础。
⑩洞底和进出口用片石铺砌。洞内部分可以在填土牛以前铺砌。
台后和翼墙后一米内严禁用重型机械压实,可采用人工、电动夯对称分层压实,压实度达95%以上。
按要求勾缝抹面。对于砌体要按时养生,保持砂浆湿润。
二、钢筋砼管涵施工工艺
管涵施工前,首先用经纬仪放出轴线和基础开挖线,用人工或机械开挖,接近设计标高时,再用人工进行清理修整,然后进行基底处理。
基础处理后,用经纬仪准确放出轴线,确定基础平面尺寸支基础模板,经轴线,标高检查无误后,浇注垫层砼。在基础施工时注意横坡和沉降缝的设置。然后养生、拆模。到一定强度采用吊车安装涵管。安装涵管内径平顺,管身应与基础管座接触密实,使管受力均匀。管缝不大于1厘米,并用沥青麻絮填塞。管节沉降缝与基础沉降缝一致,应用沥青麻絮塞实。管外侧接缝应用20号砼箍缝并很好的养生。
基础砼强度达到80%时,支端墙模板,浇注砼。浇注砼时应注意模板支撑牢固及线型美观。端墙砼强度达到70%时,进行灰土分层压实回填。然后做锥坡土体,砌片石,最后要整修交验。
三、箱涵施工工艺
箱涵和盖板施工的不同点是基础处理完后,打砼垫层,支底板模板,绑底板钢筋,浇注底板砼,底板砼强度达到75%时,可绑墙身钢筋,支墙身模板和箱涵顶板底模,绑扎顶板钢筋,经检验合格后浇注墙身和顶板砼,在浇注过程中如有不便施工,可在墙身外侧留窗口,待砼浇至窗口处再封死。顶板砼浇注时要注意二次收浆抹面,并覆盖养生,砼强度达到设计号的80%时才能拆顶板模板。箱涵
没有盖板预制,吊装和桥面砼浇注工序,但箱涵模板支撑和砼浇注比较困难,应特别注意模板不沉隐变形和砼浇注质量。
四、通道施工工艺
应用经纬仪放出中线及基础开挖边线,用挖掘机挖基,人工清理基础及边坡,进行基础底基夯实。灰土处理,然后再精确放出基础平面尺寸,支模绑筋,经检验后,浇注砼基础。浇完后养护,拆基础模板。
基础砼强度达到75%时,即可绑扎墙身钢筋,支墙身模板。墙身施工时应注意结合部凿毛、沉降缝的一致。墙身模板采用组合钢模板拼装,钢管肋,模板支好经检查后浇注砼,砼用吊车斗送入模板,插入式振捣器捣密实。浇注时要控制每层厚度为30厘米,持强度达到80%时拆模。盖板集中在预制厂预制,模板采用钢模,盖板预制后在场内编号堆放。盖板养生强度达到设计标号的80%时起吊堆放,并注意堆放支点位置。
台帽上经测量放出准确位置后才能安装盖板。而后浇注桥面砼,桥面砼要严格控制标高,横坡和平整度,并注意覆盖养生。
通道的回填严格按设计图纸和技术规范要求进行,分层夯实至设计标后,再进行搭板和边坡施工。
五、台背回填的施工方法
高速公路能否保持行车平稳、舒适,构造物台背回填质量有时起着很关键的作用。所以根据我们从事高等级公路的施工经验,强调和抓好构造物台背回填是我们高度重视的一道工序。
⒈用于回填的全部材料,应符合技术规范的要求,填料既要能被充分压实,具备良好的透水性,且不含有草根、腐植物或冻土块等杂物。回填石灰土应按要求拌合。
⒉回填应分层填筑,根据压实机型,一般控制在每层填厚不大于10-15厘米,分层填筑应尽量保证摊铺厚度均匀、平顺。在雨季回填时,填筑面应做成3%-4%的坡度,以利于排水。
⒊构造物的回填应遵照两边对称原则。并做到在基本相同的标高上进行,防止不均匀回填造成对构造物的损坏。
⒋基坑的回填,应在排干积水的情况下作业,回填工作应得到监理工程师的同意。靠路基的坡度应当挖成台阶,以便于保证回填质量。
⒌回填前,先与断面上划分回填层次,确定检测频率,填写检测记录。⒍填筑时要设专人负责,每一构造物谁负责回填要明确。
⒎不同土质应分层填筑,不准混合用。回填土要经过选择,含水量要接近最佳含水量。
⒏回填高度要按设计图规定施工,轻型桥(涵)台,在梁(板)未吊装前,不允许填过允许回填高度。
⒐圆管涵顶部回填土高度必须大于50厘米时方可放行车辆,车辆通过圆管涵时要放慢和避免压坏圆管。
⒑每层回填都要做压实度检验,压实度检验记录必须和填筑高度相等,并保证符合技术规范要求。
盖板通道、圆管涵施工方案
1.钢筋混凝土盖板通道施工方法
1.1 基坑开挖
1.1.1人工开挖
开挖工程量较小的土质基坑采用人工开挖,其开挖方法:土质基坑采用放坡开挖。弃土提升及运输方法采用人工挑运。
1.1.2机械开挖配合人工刷坡检底
开挖工程量大的土质基坑采用挖掘机开挖人工配合刷坡检底的开挖方法,机械开挖时在设计基底高程以上保留不少于20cm厚度的土层由人工开挖检底。
1.2 涵基、涵台施工
涵基、涵台施工采用立模现浇的方法进行施工,砼集中搅拌。施工方法与桥梁墩台身施工方法基本相同。涵台每隔4~6m设一道沉降缝,沉降缝贯穿整个断面(包括基础),缝宽1~2cm,缝内用沥青麻絮填充。
1.3 盖板的施工
本标段涵洞盖板计划由预制厂集中预制,然后用运输车运输到施工现场,吊车安装。盖板顶涂热沥青一层,铺油毛毡一层。
2.钢筋混凝土圆管涵的施工方法
2.1 基坑开挖采用人工配合机械的形式进行开挖。开挖之前先进行精确的测量放线,画出开挖轮廓,确定开挖机具停放的位置及弃碴位置,开挖时采用放坡开挖,必要时进行坑壁防护。当基坑位于原有的灌溉水流的沟渠修筑时,要开挖临时通道保护好灌溉水流。
2.2 基槽开挖后,应紧接着进行垫层铺设。压实度应在90%以上,按重型击实法试验测定。
2.3 基座的施工
基座可立模现浇,砼使用强制式砼搅拌机现场拌合,基座的尺寸应符合设计要求。管基砼可分两次浇筑,先浇筑管底以下部分,并预留管基厚度及安放管节座浆砼2~3cm,待安放管节后再浇筑管底以上部分。
2.4 管节的安装
圆管涵的砼管节计划在专业预制厂购买,用汽车运输到施工现场进行安装。
管节从下游开始安装,使接头面向上游,每节涵管应紧贴于基座上,使涵管受力均匀,所有管节应按正确的轴线和坡度敷设。
2.5 接缝处理
涵管接缝宽度不应大于10mm,严禁加大接缝来满足涵长的要求,应用沥青或其它具有弹性的不透水材料填塞接缝内、外侧,以形成一柔性密封层。
排水工程
排水工程要满足横向和纵向排水的要求,全线通过设置边沟、盖板式边沟、截水沟、急流槽、盲沟等构造物形成一套完整的排水系统。
1、施工注意事项
(1)对于纵向边沟,在施工时,沟型按照梯形截面规则开挖,夯实基底,达到密实度要求,并保证基底的干燥。
(2)在浆砌预制块时,预制块咬口紧密,嵌缝饱满、密实、勾缝平顺无脱落,缝宽一致。
(3)在施工时,边沟线形平顺,尽可能采用直线形,转弯处作成弧形,其半径不小于
10m,与桥涵进出口平顺衔接。
(4)为防止水流下渗和冲刷,截水沟进行严密的防渗和加固处理,地质不良地段和土质松软,透水性较大或裂隙较多的岩石路段,对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口,采取必要加固措施,防止渗漏和冲刷沟底及沟壁,出入口必须与其他设施平顺衔接。
(5)平曲线处边沟施工时,沟底纵坡与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。曲线外侧边沟要适当加深,其增加值等于超高值,但曲线在坡顶时可不加深边沟。
2、施工方法
(1)截水沟分M7.5号水泥砂浆砌片石和土沟两种,梯形边沟以20号砼预制块砌筑,厚6cm,下铺10cm厚砂砾垫层,缝宽1厘米用M10水泥砂浆砌缝,预制块之间的三角区用M10砂浆补齐。
(2)截水沟在路堑坡口外5m设置,土质挖方段设梯形截水沟;在路基填土高小于60cm和挖方路段设置边沟,采用梯形边沟,出水口处的自然沟采用7.5号浆砌片石铺砌,长2m,厚0.25m。
(3)当土质良好,堑顶不高或水沟浆砌加固时,一般不小于2m,边沟边缘至路堤侧的取土坑为2m。
(4)截水沟和边沟的下游出口段,应绕开路堤坡脚及桥台前锥体坡脚向外引出,以防止水流冲刷,如下方为弃土堆,其渗水条件差者,须以弃土堆外侧挖沟引出。
(5)边沟底部坡度,要符合线路坡度和地形坡度,达到流水畅通,几何尺寸符合设计需求。
(6)急流槽槽底设防滑平台,其水平间距为2m,用M7.5砂浆砌筑片石,顶面抹2cm厚的M10水泥砂浆;边坡槽身由钢筋砼预制块拼装,下铺砂砾垫层,进水口用M20砼现浇。
(7)盲沟:盲沟顶部作封闭层,在边沟砂砾垫层底部铺设双向土工布,采用颗粒级配均匀的砂砾作反滤层,在两侧铺好就位,中间填充碎石或砾石,包裹聚乙烯双壁打孔波纹管,管四周填以大于孔径的等粒径碎石,组成盲沟,底部设M7.5浆砌片石隔水板。
3、施工控制
(1)施工时根据地形地表水流情况,开挖临时边沟,及堑顶截水沟,将水引排到路基施工以外,并核实排水设计数量。
(2)地面排水设备的纵坡不小于2‰。
(3)盲沟、渗沟开挖后,引排疏干沟内积水,检查验收合格后及时安排下道工序施工。
(4)沟底铺砌应置于稳定地层上,台阶连接处砌筑密贴,防止水下渗。
(5)渗沟出口与纵向排水设施或挡土构筑物的衔接密贴牢固,保证渗沟排水畅通。
从设计角度讲, 穿堤涵洞设计在满足过水需要和结构稳定安全的情况下, 需考虑技术经济最优。但在工程实践中, 还应考虑工程施工、运行管理、后期维护等方面的要求。所以涵洞的设计不仅要考虑满足过水、安全、经济等因素, 还应综合考虑方便施工和运行管理。本文提出穿堤涵洞设计中应注意的这几个方面问题。
1 涵洞位置和形式的选择
根据工程规划需求, 结合水文、地质、地形等资料, 选择进、出水流平顺、地基条件较好的位置修建穿堤涵洞。在满足引水或排水的前提下, 尽量避免涵洞基础坐落在老河槽、淤泥地层和粉细砂地基上, 减少地基处理成本和施工期降排水费用, 利于建成后的运行安全。
涵洞按结构形式可分为:圆管涵、拱涵、盖板涵和钢筋混凝土箱涵等。圆管涵和拱涵过水条件较好, 相同过水条件下所需结构断面较小。由于预制圆管涵仅适用于小流量涵洞, 拱涵模板制作复杂、施工工艺要求较高, 盖板涵工艺较落后且盖板防渗差, 现在流量较大的涵洞一般多采用钢筋混凝土箱涵。箱涵不仅整体稳定性好、分缝防渗处理容易, 而且施工相对方便。以下仅讨论钢筋混凝土箱涵设计方面内容。
2 涵洞断面尺寸的确定
涵洞过水断面尺寸主要是根据涵洞的设计流量来确定。按规划的设计灌溉、排水流量条件, 取用不同进、出口设计水位组合, 经综合分析确定涵洞过水断面尺寸。在确定涵洞断面尺寸时应注意以下几个问题:
洞内流态平顺, 避免洞内产生半有压流。首先初拟涵洞过水断面, 通过水力计算验证拟定尺寸是否合理, 尽量避免在各种运行工况下洞内出现半有压流态而引起气蚀和震动。
洞内流速适宜。尽量选用经济流速, 保证过洞流速不冲不淤。洞内流速过小容易造成洞内淤积且不经济。洞内流速过大易造成局部冲刷, 增加出口消能防冲投资。
箱涵矩形断面应注意避免单孔的宽高比倒置。适宜的单孔宽高比为1∶1.2~1∶1.5, 结构刚度相对较大, 可减少结构截面尺寸和配筋量。在设计小型涵洞断面尺寸时, 要注意拟定的涵洞高度尽量满足管理人员进洞检查维修。
3 涵洞高程和长度的确定
涵底高程尽量与涵洞进、出口的河渠底高程一致。避免涵底高程较低而形成闸前和洞内淤积、涵底高程较高而造成过流能力不足等问题。洞身长度拟定应尽量与堤防断面相适宜。避免洞身过长造成浪费, 洞身过短进、出口挡土墙和两岸翼墙过高等问题。某涵洞工程纵向布置实例如图1。
4 涵洞分缝设置
由于钢筋混凝土涵洞结构自身需要设伸缩缝, 加上涵洞地基的不均匀沉降需要设置沉降缝, 两种分缝可合并设置。涵洞分节时, 除进、出口段外, 其余各节长度应尽量一致。既要避免分节过多, 增加分缝防渗处理费用;又要避免分节过少, 洞身太长, 引起环向裂缝和各节之间不均匀沉降差较大等问题。在实际工程中涵洞每节的长度8~12m为宜。
堤身填土最大断面处尽量不设沉降缝, 避免洞身以上荷载不均匀造成沉降缝拉裂。
涵洞沉降缝保护非常必要, 因为涵洞分段后无法传递地基变形引起的应力, 分缝处设置止水措施, 结构相对比较薄弱, 因此应设置钢筋混凝土包箍进行保护。既可防止地基不均匀沉降时破坏止水, 又能平顺传递地基纵向变形应力。包箍的形式通常采用矩形钢筋混凝土结构, 包围在沉降缝四周, 如图2。
5 涵洞的结构设计
结构设计主要是确定涵洞结构尺寸和各部位钢筋配置, 保证结构抗弯、抗拉、抗裂强度安全。在结构设计时应注意以下问题:
结构尺寸拟定要满足施工要求。因涵洞四周洞壁均双向受力, 所以洞壁为双面配筋。结构厚度的拟定要考虑扣除两侧钢筋混凝土保护层和四层钢筋厚度后, 中间能方便振捣器插入振捣的操作宽度, 以保证混凝土的浇筑质量。
选择合适的配筋率。配筋率过大说明结构尺寸偏小, 技术经济不合理;配筋率偏小说明结构尺寸偏大。
洞身结构纵向计算。在结构设计时, 有的设计人员往往仅计算涵洞横断面结构和钢筋配筋量, 而未进行洞身纵向计算分析, 纵向仅设构造配筋。在实际运用中往往出现涵洞环向裂缝, 说明纵向强度和配筋不足。因此, 应根据纵向计算选择纵向配筋, 或根据选定的纵向配筋进行洞身纵向结构抗裂验算, 以保证其结构尺寸和钢筋配置满足纵向抗弯、抗裂要求。可将涵洞横断面简化为工字形截面的纵向弹性地基梁进行纵向结构分析。也可进一步按截面积和截面惯性矩等代的原则将工字形截面转化为矩形截面进行分析。以一单孔涵洞横断面为例的简化示意图如图3。
6 涵洞设计应方便运行管理
出口闸门段的设计。在大的工程规划中, 如遇多个形式类似的涵闸, 出口段的闸门槽设计可保持形式一致, 选用统一的闸门型式。减少施工时的模板制作费用, 方便今后的运行维护、更换和采购。
启闭机台栈桥的设计。有的设计未布置堤顶至启闭机台的栈桥, 仅采用活动爬梯的方式。基层管护人员在运行或检修时, 需通过爬梯上启闭机台, 运行管理十分不便。特别是汛期狂风暴雨时, 使用爬梯上下启闭机台不安全。所以, 设计启闭机台时最好增加与堤顶连接的栈桥设计内容, 保障管理运行人员操作方便和安全。
参考文献
[1]SL191-2008, 水工混凝土结构设计规范[S].
[2]SL265-2001, 水闸设计规范[S].
关键词 公路桥梁 涵洞 钢筋混凝土管 施工
涵洞按照建筑材料可分为砖涵、石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵,按照构造形式可分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵,按照洞顶填土情况可分为明涵、暗涵等。本文将以钢筋混凝土管涵为例对涵洞的施工进行分析。
一、钢筋渴凝土管的预制
钢筋混凝土管应在工厂预制。新线施工时,可在适当地点设置混凝土圆管预制厂。预制钢筋混凝土圆管宜采用震动制管器法、离心法、悬辊法等。
1.震动制管器法。震动制管器是由可拆装的钢外模与附有震动器的钢内模组成。外模由两片厚约为5 mm 的钢板半圆筒(直径0.2 m时为3片)拼制,半圆筒用带楔的销栓连接。内模为一整圆筒,下口直径较上口直径稍小,以便取出内模。
用震动制管器制管,可在铺放水泥纸袋的地坪上施工。模板与混凝土接触的表面上应涂润滑剂(如废机油等)。钢筋笼放在内外模间固定后,先震动10 s左右使模型密贴地坪,以防漏浆。每节涵管分5层灌注,每层灌好铲平后开动震动器,震至混凝土冒浆为止,再灌次1层,最后1层震动冒浆后,抹平顶面,冒浆后2 min-3 min即关闭震动器。固定销在灌注中逐渐抽出,先抽下边,后抽上边。停震抹平后,用链滑车吊起内模。起吊时应垂直,刚吊起时应辅以震动(震动2次~3次,每次1 s左右),使内膜与很凝土脱离。内膜吊起20 cm,即不得再震动。外模在灌注5 min~10 min后拆开,如不及时拆开须至初凝后才能再拆。拆开后混凝土表面缺陷应及时修整。
2.离心法。离心制管法是通过高速旋转的钢模,把离心力传递给灌注于钢模内部的混凝土拌和物,使其均匀地分布在管模的内壁上,多余的水分被离心力甩出,混凝土逐渐干硬密实。当钢模型旋转产生的单位离心力达到5 N/cm2~15 N/cm2时,即可制成密实的混凝土管。
离心法制管的主要设备有离心制管机、喂料机、不同孔径的钢模型和各种吊装设备。离心制管机由电动机、传动轴、主动袖、被动轴、机轮、机架等组成。电机应采用电磁调速异步电机,以保证钢模转速由慢逐渐加快以达到设计转速。喂料机是将混凝土拌和物均匀地输送至钢模内的大要设备。喂料机由机架、行走机构、料斗、皮带运输机、升降机构、进退机构等组成。离心法制管所用钢模是由模皮、环向带、纵向边板、挡圈(大头)、紧固丝杆等组成。
钢模由两片半圆形模皮用螺栓连接。模皮两端套上档圈,用紧固丝杆固定即组装成形。管成形后,拆去紧固丝杆和挡圈,可将混凝土管从模内顶出。
当钢模安装完后,可按如下程序进行操作:(1)将钢模吊放到离心制管机的机轮上,此时钢模的档围应压在机轮上。(2)开动电机,通过皮带传动使机轮转动,机轮和钢模的挡圈由于摩擦作用而带动钢模旋转,转速由慢逐渐加快,直至达到设计转速。(3)开动安装在制管机一侧钢轨上的喂料机。喂料皮带运输机应对准钢模中心,可利用喂料机行走机构和升降机构进行调节。当位置调好后,即可开动皮带运输机的驱动机构和进退机构,使皮带运输机伸进钢模,从钢模一端向另一端徐徐喂料,投放混凝土拌和料的数量可由边圈控制。(4)喂料完毕,钢模继续旋转,直至形成密实的管壁。(5)减速,关闭电机。(6)吊运管模,养生、脱模。离心法制管应使用塑性混凝土,水灰比为0.4~0.6,因此当钢模高速旋转时,从拌和物中有游离水排出,导致制管场地泥浆飞溅,极不清洁,加之噪声大,制管效率低(每制1节管约需40 min)并需用大量的钢模,因此离心法目前已逐步为悬辊法、立式挤压法所代替。
3.悬辊法。悬辊制管法是利用悬辊制管机的悬辊,带动套在悬辊上的钢模一起转动,再利用钢模旋转时产生的离心力,使投入钢模内的混凝土拌和物均匀地附着在钢模的内壁上。随着投料量的增加,混凝土管壁逐渐增厚,当超过模口时,模口使离开悬辊,此时管内壁混凝土便与旋转的悬辊直接接触。钢模依靠悬辐与混凝土之间的摩擦力继续旋转,同时悬辊又对管壁混凝土进行反复辊压,促使管壁混凝土能在较短时间内达到要求的密实度和获得光洁的内表面。
悬辊法制管需用主要设备为悬辊制管机、钢模和吊装设备。悬辊制管机由机架、传动变速机构、悬辊、门架、料斗、喂料机等组成。离心法所用钢模可用于悬辊法。离心法钢模的挡圈需用铸钢制造。成本高,悬辊法钢模型挡圈除可用铸钢制作外,可采用厚钢板焊接加工制造。
二、管节的运输与装卸
1.管节的运输。管节混凝土的强度应达到设计标号的70%,并经检查符合圆管成品质量标准的规定时,管节才允许装运。管节的装卸可根据工地条件使用各种起重机械或小型机械化工具,如滑车、镀滑车等。没有起重设备时,亦可用人力装卸。管节在装卸和运输过程中,应小心谨慎,勿使管节碰撞破坏。严禁由汽车内直接将管节抛下,以免造成管节破裂。为了减轻震动时的冲击影响,在运输时,宜在汽车上铺稻草、木垫板或者用圆木或方木将管节固定。
2.管节的安装。管节安装可根据地形及设备条件采用下列各种办法:(1)滚木安装法。先将管节沿基础滚至安装位置前1m处,旋转90度,使与涵管方向一致。把薄铁板放在管节前的基础上,摆上圆滚木6根,在管节两端放入半圆形承托木架,以杉木杆插入管内,用力将前端插起,垫入圆滚水,再滚动管节至安装位置,将管节侧向推开,取出滚木及铁板,再滚回来并以撬棍(用硬木护木承垫)仔细调整。(2)压绳下管法。当涵洞基坑较深,需沿基坑边坡侧向将管滚入基坑可采用压绳下管法。
压绳下管法是侧向下管的方法之一。下管前,应在涵管基坑外3 m~5 m处埋设木桩,木桩桩径不小于25 cm,长2.5 m,埋深最小1 m。桩为缠绳用。在管两端各套一很长绳,绳一端紧固于桩上,另一端在桩上缠两圈后,绳端分别用两组人或两盘绞车拉紧。下管时由专人指挥,两端徐徐松绳,管子渐渐由边坡滚入基坑内。大绳用优质麻制成,直径50 mm,绳长应满足下管要求。下管前应检查管子质量及绳扣是否牢固,下管时基坑内严禁站人。管节滚入基坑后,再用滚动安装法或滚木安装法将管节准确安装于设计位置。
(3)吊车安装。使用汽车或履带吊车安装管节甚为方便,但一般零星工点,机械台班利用率不高,宜在工作量集中的工点使用。
为了加快工程进度,保证管节安装就位,用吊车安装时可采用特殊吊钩,吊钩由支柱1和横梁2组成,支柱和横梁均用外径102 mm和管壁厚7 mm的钢管制成,套钩3用3号钢制成,厚20 mm,嵌入支柱1终端的槽内并焊上。套钧4厚10 mm,装在横梁2的套筒上,也同样用电焊焊上。支柱1的两端挂着链条和钩子5。
用吊车起吊管节时,将横梁2穿进管节,然后把套钩4挂在钩子5上,管节用吊车吊起并安装在涵管的基础上。在管节准确安装就位后,将钩子5与套钩4脱离并把横梁2取出。管节间的缝隙应小于1 cm。
三、钢筋混凝土管涵施工注意事项
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