箱涵施工方法

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箱涵施工方法

山东茂隆新材料 2023-02-21 2425


箱涵是涵洞的一种,在进行它的施工时经常会用到沥青麻絮,那么它的具体施工方法有哪些呢?下面一起看一下吧。

随着我国经济的高速发展、贸易运输规模及机动车保有量的持续提升,高等级公路建设占基础设施建设的比例逐年增加。涵洞通道作为穿越高速公路的主要形式,一般采用现场绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土的施工工艺,施工作业时间长、湿作业工作量大,需较长的混凝土养护时间,开槽后较长时间不能回填,受天气影响较大,施工质量不易控制,给人身和财产安全带来巨大隐患。而采用预制装配化箱涵施工则具有机械化程度高、施工工艺先进、生产周期短、安全性高等优点,有效避免了现浇通道施工工艺的一系列弊端。

许昌至信阳高速公路第3合同段工程,采用预制装配化箱涵进行涵洞通道施工。项目预制装配式箱涵采用全断面闭合框架型式,由箱涵配送中心完成预制任务,预制标准节段采用立式预制方式,侧墙对称预留吊装孔,同时满足水平运移、构件翻转和竖向吊装。预制箱涵拼接口形式为企口承插式,承口内端面粘贴20*15mm遇水膨胀胶条,通过预应力挤压遇水膨胀止水条来实现防水抗渗性能,外侧铺设防水卷材封闭拼缝,内侧使用双组份聚硫密封胶嵌缝。节段连接方式采用精轧螺纹钢张拉连接,预应力筋采用直径25mm无粘接预应力精轧螺纹钢,锚具连接器材为Q345钢,垫板为Q235B钢板。压浆完成后,封堵每段两端的张拉预留槽,最后处理沉降缝。沉降缝贯穿整个涵洞(通道)断面,缝内填塞沥青麻絮。

工法特点

1、结构质量高,整体性能好

箱涵预制为全断面闭合框架型式,节段箱涵采用全断面整体预制,整个预制过程处于严格的质量控制状态,钢筋骨架尺寸准确,焊接牢固,振捣棒和振动器,确保混凝土表面平整、无蜂窝、麻面,保证箱涵整体的结构质量。预制箱涵拼接口形式为企口承插式,承口内端面粘贴遇水膨胀胶条,通过预应力挤压遇水膨胀止水条来实现防水抗渗性能,外侧铺设防水卷材封闭拼缝,内侧使用双组份聚硫密封胶嵌缝,防水抗渗性能好。节段连接方式采用精轧螺纹钢张拉连接,预应力筋采用直径25mm无粘接预应力精轧螺纹钢,整体性能好,抗地基沉降能力强。

2、简化施工程序、提高施工效率

现浇通道施工工艺一般采用现场绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土等施工流程,其施工作业时间长,湿作业工作量大,需较长的混凝土养护时间。而采用预制装配化箱涵施工工艺,简化了施工程序,箱涵可随时在预制厂内提前进行生产,预制完成经检验合格后即可运至现场拼装,从基础开挖到安装完成,相较于现浇通道施工大大减少了施工时间,施工周期短,并且受天气影响较小,阴雨天气也可在预制厂内施工。

3、绿色施工、环保无污染

现浇通道施工需要在现场完成全部的施工工序,现场有大量湿作业,污水、噪音等污染严重,对周围环境影响较大。同时现场施工需要投入大量材料,施工过程中极易造成设施损坏,产生大量资源浪费。

采用预制装配化箱涵施工时箱涵在箱涵预制中心完成预制任务,无需现场浇筑,减少扬尘和噪音污染,箱涵在预制过程中产生的废水废物均经统一集中处理后再利用或排放,对周围环境无污染,符合绿色施工要求。同时箱涵统一集中预制,减少了材料浪费,节约能源,具有良好的节能环保效益。

工艺原理

预制箱涵为全断面闭合框架型式,预制标准节段采用立式预制方式,侧墙对称预留吊装孔,同时满足水平运移、构件翻转和竖向吊装。预制箱涵在预制过程中,节段钢筋笼起吊采用由框架悬吊机构、连接固定机构和上部连接机构组成的装置,能够满足不同尺寸节段钢筋笼的起吊,具有快速固定,施工效率高,安全性强,可循环利用等优点。安装预制箱涵模板时,为保证预制箱涵的施工质量,更好的固定模板,防止浇筑过程中出现涨模现象,采用一定长度的螺杆、与螺杆尺寸相配套的螺母、端部封头板等钢构件组成的装置,通过顺时针或逆时针旋转支撑横梁上的简易横杆扳手,转动支撑横梁端部的封头板及封头板上螺母,使得螺杆加长或缩短,进而调整整个拉杆长度,适应不同尺寸的箱涵模板。现场吊装采用由支撑悬吊机构、固定机构和可调节翻转连接机构三个构件组成的装置,完成现场箱涵平移翻转吊运,且在水平和竖直方向均可以调节翻转连接机构的位置,满足对不同型号箱涵的吊装和翻转,结构简单,通用性好,循环利用性强,有利于降低生产成本。箱涵拼接口形式为企口承插式,承口内端面粘贴20*15mm遇水膨胀胶条,通过预应力挤压遇水膨胀止水条来实现防水抗渗性能,外侧铺设防水卷材封闭拼缝,内侧使用双组份聚硫密封胶嵌缝。节段连接方式采用精轧螺纹钢张拉连接,压浆完成后,封堵每段两端的张拉预留槽。沉降缝贯穿整个涵洞(通道)断面,缝内填塞沥青麻絮。

施工工艺流程及操作要点

1、施工工艺流程

施工准备→测量放样→基坑开挖→碎石回填→碾压→垫层浇筑→箱涵节段安装→张拉压浆。

2、基础开挖及基底处理

2.1施工放样

依据逐桩坐标、涵洞中心桩号及路线方位角算出涵洞中心坐标,然后根据基础平面尺寸及涵洞轴线方位角计算,用测量仪器放出涵洞的中心点位,最终确定基础范围。经复核无误后报监理工程师检查验收,检查无误后将上述各点设骑马桩引到基坑以外,以便后续检验校核。

2.2 基坑开挖

采用挖掘机开挖,至基底标高以上20cm后由人工挖除剩余土方,并整平至符合规范要求。边坡根据地质情况确定开挖坡度,一般边坡按1:1放坡,基坑底部宽度为碎石垫层宽度,开挖时应按施工图设计和有关规定的长度、宽度、高度进行,开挖前应配足机械设备和劳力,以保证开挖的连续性。

开挖后基坑尺寸应满足基础施工操作的要求,每侧比基础宽出60cm的施工空间。基坑顶面有动载时,其边缘与动荷载之间必须留有1米以上宽的护道,必要时采取加固措施,基坑挖出的弃土必须远离基坑,运到指定位置码方堆放,并进行覆盖,防止扬尘。

2.3 基底处理

基坑开挖完成后开始对基底进行处理,图纸设计处理方式为换填碎石垫层。

碎石应采用粒径在5~ 40mm之间的天然级配碎石,含泥量不大于5%,且垫层底的地基承载力容许值能达到设计要求。

碎石垫层采用小型震动设备碾压密实,人工找平。保证其压实度能满足设计及施工规范要求。

开挖基坑渗水时,则沿坑底四周基础范围以外设置宽30cm、深20cm集水沟,在低洼处设置50*50*50cm的集水坑并配备一台水泵,使渗水沿四周集水沟汇合于集水坑,然后用抽水泵排出坑外。抽水时应派专人负责维护集水沟和集水坑,使其不淤不堵,能不停地将水排出。此外为防止地表排水倒灌入施工基坑内,在基坑外两侧距坑边20cm处筑截面为20cm*20cm的小土堤截水。确保基坑无积水,开挖到达设计标高后,用轻型触探对基底承载力进行检测,符合设计要求并经监理工程师检验合格后才能进行基础的施工。

3、混凝土垫层浇筑

安装模板前根据图纸设计放出垫层边线,并在四角标注,同时测出四角标高,便于在施工时控制高程,经自检合格且监理工程师检验合格后方可进行下道工序施工。

混凝土垫层采用20槽钢作为侧模,并采用钢筋固定模板,安装要牢固、紧密,避免跑模现象出现,然后浇筑20cm厚C30混凝土。

混凝土在拌和站集中拌和,由混凝土运输车运至现场进行浇注,混凝土浇筑时严格控制基础顶面标高,振捣要密实。为保证垫层表面平整度,浇筑之前在垫层两侧及中线位置每5 m打入钢钎,并用双面胶粘贴在钢钎上标注高程,以双面胶底部为基准面,浇筑时挂线施工,严格按照基准线位置控制高程。垫层表面要求要平整,不得出现凹凸不平现象,根据图纸要求,严格控制垫层平整度在±5mm 以内,确保预制箱涵安装时拼缝平整。

混凝土强度取样试块应在混凝土的浇筑地点随机抽取,取样与试件留存应符合规范规定。混凝土垫层浇筑完毕后应及时进行养生,待浇筑的垫层混凝土强度达到1.2 MPa以后,才可允许人员在其上面走动和进行其他工序的施工。混凝土强度达到2.5 MPa可拆除模板,浇筑完成后及时洒水覆盖养生,一般养生期不低于7天,保证混凝土强度。

4、构件预制

箱涵预制节在箱涵预制中心进行预制,混凝土终凝后在结构外露表面覆盖塑料薄膜并洒水养护,侧面及底面采用带模养护。待混凝土强度达到设计和规范要求后进行模板拆除,拆除非承重模板时,混凝土强度达到2.5MPa以上且应保证其表面不受损伤。拆除承重模板时,混凝土强度应达到设计强度的75%以上且应保证混凝土在自重作用下不变形沉陷。拆模后对构件侧面及底部用土工布整体包裹并洒水养生。

待预制构件混凝土强度达到设计强度的90%以上方可采用龙门吊将构件吊至构件存放区,起吊时严格按照设计吊点位置进行试吊,认真检查吊装用钢丝绳受力状况以及吊点位置混凝土状况,确认无异常后方可进行吊运作业。

构件吊运至存放区后进行保湿养护,养护时间不低于14天。

5、构件运输

箱涵预制完成,验收合格后,经施工便道运送至对应施工场地,运输过程中,全程由安全保通人员进行指挥运输。涵节用龙门吊(人工配合)、平板运输车运至施工现场。起吊开始时应缓慢加力,待箱涵离地稳定后再以正常速度吊至运输车上,运输车上加橡胶垫块或枕木进行支垫。箱涵装车后应用钢丝绳牵拉固定,钢丝绳与涵节边角接触摩擦处用护角保护,防止运输过程中箱节受到损坏。运输时要控制车速,避免急刹,在运输经过被交道口时,每个路口设置两名安全保通人员,在施工便道运输过程中,由专人现场指挥行进,保证涵节无损伤到达施工现场。

6、预制节安装

6.1 安装顺序

吊装时应从一端开始依次吊装,先吊装图纸所示端部节段1(平口+插口),再吊装中间节段(插口+承口),最后吊装端部节段2(承口+平口)。

6.2 操作要点

箱涵安装前应对垫层平整度进行检查,安装时用钢锭穿过涵节预留孔(要保证穿入长度),采用专用吊具吊装,垫层顶面提前放好涵身中线、边线及沉降缝位置线。

安装前,首先沿放出的两条边线方向,每隔2m测量垫层顶面标高,选择一个基准点,每节涵节侧墙底部两端设置支点(共4个),支点脱空处摆放10*10cm薄钢板(钢板厚度根据空隙大小而定)作为支点。

安装时为了准确定位,每个断面按预制节中心点及两侧外墙内外侧点,既每断面采用5点布置法,对预制节拼装进行精确定位。

在首节涵节即将就位时(大约离支点顶面2cm左右),节段四角处安排四人辅助涵节就位。

第2节涵节安装时,第2段插口与第1段承口对接时,事先将遇水膨胀止水胶条贴在承口设计位置上,同时在张拉预留孔端口处粘贴环状密封橡胶圈,橡胶圈内径同预留孔直径(根据止水条的压缩性,橡胶圈厚度暂定10mm)。为使承插口贴合紧密,将涵节“虚落”在支点上,在涵节外侧用2条倒链分别挂在已就位的首节涵节外侧的预留吊装孔和第二节涵节的吊装轴上,两侧同时缓慢拉拢,然后指挥吊车,缓慢落下涵节。插口进入承口后,改变倒链固定点位置(采用地锚),仍利用涵节外侧预留孔穿钢锭,用倒链牵引第2节预留孔钢锭,将第2节涵节准确就位与第一节连接。在此过程中同时校准轴线点位,并用水平尺校正侧墙垂直度,用靠尺检测接缝处的平整度,如需调整,通过加垫或减少支点处的薄钢板来实现。

第3节涵节安装同上。

待一段(3节或2节)安装完成后,用高标号砂浆封闭箱涵底部四周,在两侧适当部位留一小孔,作为压浆时的出浆孔。利用底板预留孔进行灌浆,确保涵节底面与垫层顶面空隙充满水泥浆,以保证涵节底面受力均匀。水泥浆强度不低于涵节强度。

6.3 拼接缝处理及连接张拉

预制箱涵拼接口形式为企口承插式,承口内端面粘贴20*15mm遇水膨胀胶条,通过预应力挤压遇水膨胀止水条来实现防水抗渗性能,外侧铺设防水卷材封闭拼缝,内侧使用双组份聚硫密封胶嵌缝。

节段连接方式采用精轧螺纹钢张拉连接,预应力筋采用直径25mm无粘接预应力精轧螺纹钢,锚具连接器材为Q345钢,垫板为Q235B钢板。箱涵拼装应确保拼缝密闭、均匀。预应力筋张拉力为200KN,张拉时应单侧张拉,根据标定结果,同时控制油表读数及伸长量。张拉完成后进行精轧螺纹钢孔道灌浆,灌浆应饱满。

考虑到节段连接处的张拉预留孔道对接后可能会存在缝隙,在灌浆时会有漏浆现象发生,安装前在节段连接处的孔道口粘贴1cm 厚的密封圈,通过张拉挤压密封圈使孔道口封闭严密,防止灌浆时漏浆。为避免灌浆时浆液流在箱体表面影响外观质量,灌浆口及出浆口应用土工布遮盖,或采取其他措施对箱体进行保护,灌浆口及出浆口设置开关,出浆口可用管道连接开关直接将浆液排到箱体之外。

压浆完成后,封堵每段两端的张拉预留槽,但要保证涵节内部倒角处相应部位的平整光洁。

张拉压浆完成后,处理沉降缝。沉降缝贯穿整个涵洞(通道)断面,缝内填塞沥青麻絮。所有安装工作完成后,将涵节外侧预留吊装孔用高标号砂浆填塞。

6.4 施工技术控制要点

1)垫层平整度控制:由于预制节段直接坐落在垫层顶面,垫层的平整度将直接影响节断拼缝的顺直度及底部受力均匀程度,垫层施工时严格按照设计要求,将平整度控制在5mm以内。

2)节段拼装就位:预制节段最大重量达33吨,现场使用履带吊拼装就位时,连接处承、插头的精准对接及拼缝的顺直度,将影响整体安装成型后的外观质量。

3)节段张拉:节段拼装后,纵向每3个或2个标准节段纵向预应力钢筋张拉一次,张拉时严格控制张拉力,并以伸长值校核,张拉完成后应尽早进行孔道灌浆(一般应在张拉后48h内完成)。

7、预制节安装

构件自身的防漏由其预制厚度保证。通道采用双层防水构造,内部为挤压20*15mm遇水膨胀止水条,外部铺设防水卷材的方式,对箱涵结构的连接缝及沉降缝做进一步的防漏处理。

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