提高混凝土箱涵伸縮縫質(zhì)量的措施

孔 敏 潔

(合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041)

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提高混凝土箱涵伸縮縫質(zhì)量的措施

孔 敏 潔

(合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041)

分析了混凝土箱涵伸縮縫出現(xiàn)各種質(zhì)量問題的原因，從設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)角度，闡述了提高混凝土箱涵伸縮縫質(zhì)量的措施，并探討了新老箱涵接頭部位的處理技術(shù)，從而延長箱涵的使用年限。

箱涵，伸縮縫，止水帶，軟土地基

0 引言

在市政給排水工程中，磚混箱涵和鋼筋混凝土箱涵是經(jīng)常采用的附屬構(gòu)筑物形式。這種箱涵通常由一個(gè)或多個(gè)方形及矩形斷面組合而成，其中鋼筋混凝土箱涵具有整體性好、強(qiáng)度高、施工便捷、成本低等特點(diǎn)，因此應(yīng)用十分普遍。目前磚混箱涵和鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平及質(zhì)量都能得到保證。然而設(shè)計(jì)人員往往對(duì)箱涵的伸縮縫構(gòu)造設(shè)計(jì)重視不夠，施工中對(duì)伸縮縫質(zhì)量控制不嚴(yán)等，使得箱涵在運(yùn)行使用過程中，伸縮縫部位容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。在已建成的箱涵檢查中，發(fā)現(xiàn)大量的伸縮縫處出現(xiàn)拉裂、錯(cuò)臺(tái)、滲水漏土等病害，影響到箱涵的安全正常使用。因此，應(yīng)該在設(shè)計(jì)、施工、管理等方面，提高箱涵伸縮縫的質(zhì)量，采取切實(shí)可行的預(yù)防措施。

1 箱涵伸縮縫出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因

考慮到混凝土?xí)驗(yàn)闇夭钭饔枚l(fā)生伸縮變形、因地基土變化而發(fā)生沉降變形等等，所以在箱涵縱向每隔20 m～30 m處就要設(shè)置一道伸縮縫，并將特制的整個(gè)橡膠質(zhì)地的止水帶預(yù)埋在伸縮縫中，這樣就達(dá)到了防滲和適應(yīng)變形的目的。

然而，設(shè)計(jì)時(shí)往往重視箱涵斷面尺寸是否滿足過流要求，配筋是否滿足強(qiáng)度及剛度要求，忽略了箱涵伸縮縫接頭的構(gòu)造處理。有些圖紙中伸縮縫詳圖未出，箱涵分段長度考慮也不盡合理，新老箱涵接頭未采取有效措施使其順接，這些都會(huì)造成箱涵伸縮縫存在缺陷，埋下隱患。

如果設(shè)計(jì)圖紙交底不清楚，施工中又沒有進(jìn)一步的溝通及補(bǔ)充說明，再加上施工中混凝土澆筑不到位，振搗不密實(shí)，橡膠止水帶安裝不規(guī)范，基礎(chǔ)施工、臺(tái)背回填土施工不規(guī)范等等原因，那么，箱涵伸縮縫這個(gè)重要部位將會(huì)發(fā)生質(zhì)量問題。

2 設(shè)計(jì)方面采取的措施

2.1 伸縮縫的間距

箱涵伸縮縫是結(jié)構(gòu)受力和滲漏水的薄弱部位，留設(shè)位置不合理或接頭處處理不當(dāng)都會(huì)影響整個(gè)箱涵的性能與安全，而處理“后遺癥”不僅花費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，還因施工難度大，處理效果也很難保證。因此，設(shè)計(jì)中需加以重視。箱涵伸縮縫的間距應(yīng)根據(jù)箱涵的受力情況及地基土的特性綜合考慮。按照規(guī)范要求，一般情況下，磚混箱涵其伸縮縫間距取15 m，現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵伸縮縫間距取20 m～30 m，當(dāng)構(gòu)筑物的地基土有顯著變化或承受的荷載差別較大時(shí)，伸縮縫的間距應(yīng)適當(dāng)減小。

箱涵橫穿道路時(shí)，宜將伸縮縫設(shè)置在中央綠化帶或機(jī)非分隔帶下；在箱涵轉(zhuǎn)彎處，宜設(shè)伸縮縫；根據(jù)地勘報(bào)告，遇地基承載力變化處，應(yīng)增設(shè)伸縮縫。另外，在遇到軟土地基的地區(qū)，應(yīng)縮短伸縮縫的間距，以降低因地基沉降引起涵身的縱向應(yīng)力，從而避免出現(xiàn)箱體裂縫以及伸縮縫的破壞。

2.2 伸縮縫的構(gòu)造要求

1)伸縮縫應(yīng)做成貫通式，其縫寬為20 mm～30 mm。2)縫處的防水構(gòu)造應(yīng)設(shè)置止水板材、填縫材料和嵌縫材料。3)止水帶與混凝土表面的距離不宜小于止水帶埋入混凝土內(nèi)的長度，否則，宜在縫的端部局部加厚。4)填縫材料應(yīng)采用具有適應(yīng)變形功能的板材。5)嵌縫材料應(yīng)采用具有適應(yīng)變形功能及能與混凝土表面粘結(jié)牢固的柔性材料，且具有不老化不變質(zhì)的性能。

2.3 伸縮縫的斷面設(shè)計(jì)

磚混箱涵(蓋板、底板為混凝土結(jié)構(gòu)，側(cè)墻為磚砌體結(jié)構(gòu))伸縮縫平面詳圖見圖1。

在磚混箱涵的伸縮縫位置，將箱涵的側(cè)墻和底板斷開，在側(cè)墻上留出滿足安放橡膠止水帶的企口斷面。墻體中設(shè)置預(yù)埋鋼筋，企口斷面中布置構(gòu)造鋼筋。其目的是加強(qiáng)伸縮縫端部承載能力，使伸縮縫的質(zhì)量得到保證，也便于安裝橡膠止水帶。

鋼筋混凝土箱涵伸縮縫詳圖見圖2。

在箱涵的端部，將頂板、側(cè)墻、底板的縱向鋼筋彎折成圖2b)中形狀，以利于安放橡膠止水帶，增設(shè)直徑12 mm附加鋼筋。迎水面可選擇雙組分聚硫密封膠嵌縫，填縫材料可選擇瀝青麻絲。為了適應(yīng)地基的不均勻沉降，在箱涵的外側(cè)加400×400的鋼筋混凝土抱箍，上下配置3根直徑20 mm、中間配置2根直徑16 mm的環(huán)向主筋；以及直徑10 mm、間距200 mm的箍筋。抱箍與箱涵之間用瀝青麻絲填縫，兩側(cè)用砂漿抹三角。通過采取以上設(shè)計(jì)措施，充分保證了伸縮縫的質(zhì)量。

2.4 軟土地基的處理

軟土地基對(duì)箱涵的沉降影響較大。在施工過程中和通車運(yùn)行以后，都會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，對(duì)給排水箱涵工程造成危害。為了控制沉降量，必須對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。常采用的工程措施有水泥攪拌樁復(fù)合地基、換填灰土和碎石、打復(fù)合樁等。利用置換、擠密、排水膠結(jié)、加筋等方法對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，以改善軟土地基的強(qiáng)度、壓縮性、滲透性等特性，使得處理后的地基滿足箱涵承載力的要求。

3 施工工藝方面采取的措施

3.1 基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)開挖后，要對(duì)地基進(jìn)行保護(hù)，采取有效排水措施，避免地基浸泡在水中。機(jī)械開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高附近時(shí)，保留25 cm左右土層厚度，采用人工開挖找平。對(duì)于超挖部分，用素土或素混凝土等材料回填，并振搗密實(shí)。

3.2 注重止水帶的安裝

橡膠止水帶是呈柔性的，其安裝固定比較困難，混凝土澆筑時(shí)在振搗力作用下易受擠壓變形移位，甚至倒伏，形成混凝土澆筑的空隙，從而容易造成局部滲漏。為了使其與混凝土良好結(jié)合，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)利用附加鋼筋固定止水帶，或采取其他可靠措施，但不得損壞本體的部分。

2)在定位止水帶時(shí)，一定要使其在界面部位保持平展，不能讓止水帶翻滾、扭結(jié)，如發(fā)現(xiàn)有扭結(jié)不展等現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)順。

3)止水帶接頭必須粘結(jié)牢固，接縫不得設(shè)在轉(zhuǎn)角處。施工中，盡可能采用溶接法拼接，不得采用不加任何處理的“搭接”。

4)在固定止水帶時(shí)，應(yīng)防止止水帶偏移，要求中間空心圓環(huán)與伸縮縫中心重合，以免單側(cè)縮短，影響止水效果。

5)混凝土澆筑時(shí)，先將止水帶下面的混凝土填滿、振實(shí)、再澆筑止水帶上面的混凝土。掌控澆搗的沖擊力，避免力量過大而損壞橡膠止水帶。

3.3 填縫、嵌縫材料

為確保伸縮縫尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，在箱涵支設(shè)模板及澆筑混凝土過程中，在伸縮縫處放置3 cm泡沫板，待混凝土終凝7 d后拆除泡沫板，并人工填塞瀝青麻絲。先將瀝青麻絲原料控制成繩狀，然后浸泡液體瀝青。取出預(yù)留泡沫板，縫壁涂熱瀝青，植入瀝青麻絲，壓實(shí)緊密。在縫的迎水面用雙組分聚硫密封膠作為嵌縫材料。

4 新老箱涵接頭部位采取的措施

在工程建設(shè)中，常遇到箱涵分期分批施工。已建成箱涵出口臨時(shí)就近將水排入溝、塘。等該地塊有新的項(xiàng)目上馬，又要將已建

成的箱涵延長。這就出現(xiàn)了如何處理新老箱涵接頭設(shè)計(jì)、施工問題。

新老箱涵接頭伸縮縫詳圖見圖3。

4.1 減少不均勻沉降

新老箱涵接頭處，往往是已建箱涵出水口位置，這里的地基長年累月浸泡在水下，形成了淤泥質(zhì)軟土，應(yīng)加以處理。若厚度不深，可采用換填灰土或級(jí)配碎石的方法；對(duì)厚度較深淤泥質(zhì)軟土，可采用樁基對(duì)地基進(jìn)行加固處理。

在伸縮縫基礎(chǔ)位置，加大新老箱涵底板厚度。用C25混凝土澆筑一個(gè)頂寬600 mm，高450 mm的倒梯形斷面，中間留一個(gè)100×100矩形溝槽，灌入熱瀝青，提高新老箱涵的整體性。

另外，也可縮短首節(jié)新箱涵的長度，提高箱涵抵抗不均勻沉降的能力。

4.2 解決防滲方法

不少已建箱涵在末端未設(shè)置橡膠止水帶。即使設(shè)置了止水帶，也因?yàn)槠湟话肼懵对谕?，?jīng)日曬雨淋，已老化、破損，無法利用。而新的止水帶安裝困難。可采用圖3中的方法，能起到一定的防滲效果。

1)在新老箱涵伸縮縫中，用瀝青麻絲填實(shí)。2)箱涵斷面內(nèi)側(cè)底板和側(cè)墻，先將兩端各500 mm范圍清理干凈；后用素水泥漿打底10 mm；再用1∶2水泥砂漿抹面10 mm；最后用SBS高聚物改性瀝青防水卷材4 mm鋪平。3)箱涵頂板外側(cè)貼1 m寬的二氈三油防水層。4)箱涵溝槽用2∶8灰土回填，且兩側(cè)對(duì)稱回填，高差不得大于500 mm，壓實(shí)度應(yīng)不小于95%。

5 結(jié)語

混凝土箱涵伸縮縫因各種因素影響，在使用運(yùn)行過程中，常常發(fā)現(xiàn)有漏土、滲水等病害，危及路基安全，給維護(hù)工作帶來一定困難。因此，無論設(shè)計(jì)還是施工方面，都應(yīng)當(dāng)注重細(xì)節(jié)，防患于未然。只有正確設(shè)計(jì)、精心施工，才能保證伸縮縫的工程質(zhì)量，延長箱涵的使用年限。

[1] GB 50069—2002,給水排水工程構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50268—2008，給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] 劉偉旺.鋼筋混凝土箱涵伸縮縫滲漏治理技術(shù)探討[J].海河水利，2011(1)：35-37.

On measures for extension joint quality of concrete box culvert

Kong Minjie

(HefeiCityPlanningDesignandResearchInstitute,Hefei230041,China)

The paper analyzes the reasons for quality problems in the extension joint of the concrete box culvert, illustrates the measures to improve its quality from the design and construction, and explores the treatment techniques for the joints of the old and new box culverts, so as to prolong the lifespan of the box culvert.

box culvert, extension joint, waterproof belt, soft-soil foundation

1009-6825(2016)22-0122-02

2016-05-26

孔敏潔(1959- )，女，高級(jí)工程師

TU755

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