西非馬里公路箱涵常用施工方法簡(jiǎn)介

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

1 馬里公路涵洞現(xiàn)狀與發(fā)展

馬里為世界最不發(fā)達(dá)國(guó)家之一，其經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平較低，以往修建的公路技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)較低，涵洞主要以圓管涵和蓋板涵為主。馬里現(xiàn)有公路圓管涵主要有鋼管結(jié)構(gòu)和預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)兩種形式，管徑較小，在60cm～80cm之間，一般不超過(guò)1m，多設(shè)置在橫穿公路的小排水溝處，但因馬里地面各種垃圾太多，雨季垃圾隨著水流迅速就將管涵堵塞，導(dǎo)致雨水迅速淤積漫過(guò)路面，造成路面水毀嚴(yán)重。而蓋板涵則一般用于橫穿公路排水量較大的溝渠處，多采用漿砌塊石墻身，現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋板或者吊裝預(yù)制蓋板。近些年，馬里經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較快，道路運(yùn)輸?shù)闹匦徒煌坎粩嘣黾?，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)原來(lái)修建公路等級(jí)的承載極限，致使馬里現(xiàn)有道路損毀嚴(yán)重，路面坑坑洼洼，尤其是在雨季時(shí)，時(shí)常出現(xiàn)涵洞坍塌事故，嚴(yán)重影響道路運(yùn)輸?shù)男逝c安全。

馬里作為一個(gè)內(nèi)陸國(guó)家，公路運(yùn)輸幾乎把控著整個(gè)國(guó)家的命脈，因此，隨著馬里經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，當(dāng)?shù)卣睬逍颜J(rèn)識(shí)到公路發(fā)展的重要性。近些年馬里政府不斷加大公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資，不僅對(duì)原有公路進(jìn)行改擴(kuò)建升級(jí)，同時(shí)還新建了多條連接周邊國(guó)家的主要邊境公路，其公路等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也明顯提高，涵洞全部提升為鋼筋混凝土箱涵，這不僅提高了涵洞的排水能力，而且還使涵洞本身的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性都得到明顯增強(qiáng)。

2 馬里箱涵常用施工方法

箱涵是一種閉合式鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)，由一個(gè)或多個(gè)方形或矩形斷面組成，適用于跨徑大于1m的涵洞。鋼筋混凝土箱涵具有整體性能好，剛度大，經(jīng)久耐用，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但其造價(jià)較高，施工也較為復(fù)雜，以下結(jié)合馬里當(dāng)?shù)貙?shí)際，著重介紹幾種當(dāng)?shù)叵浜Ｓ檬┕し椒ā?/p>

2.1 現(xiàn)澆法

現(xiàn)澆法是箱涵最為常用的施工方法，其施工步驟為：測(cè)量放線(xiàn)→基槽開(kāi)挖→墊層混凝土澆筑→底板和側(cè)墻下部鋼筋綁扎→底板模板安裝→底板混凝土澆筑→側(cè)墻上部鋼筋綁扎→側(cè)墻和頂板底模安裝→頂板鋼筋綁扎→頂板外側(cè)模板安裝→側(cè)墻和頂板混凝土澆筑→灑水養(yǎng)護(hù)與模板拆除。

2.1.1 測(cè)量放樣

用全站儀放出箱涵中心線(xiàn)和道路中心線(xiàn)，用水準(zhǔn)儀測(cè)出地面高程；核對(duì)設(shè)計(jì)提供地質(zhì)資料，決定開(kāi)挖坡度，排水方案和支護(hù)方案，定出開(kāi)挖范圍；根椐箱涵中心線(xiàn)和道路中心線(xiàn)用全站儀、鋼尺放出基坑底線(xiàn)和基坑上口開(kāi)挖線(xiàn)，并撒白灰標(biāo)出。

2.1.2 基槽開(kāi)挖

基坑采用人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖，基坑開(kāi)挖邊坡坡度采用1∶0.5，基底四周考慮0.5m寬工作面；根據(jù)測(cè)量放出的涵洞基礎(chǔ)開(kāi)挖邊線(xiàn)及開(kāi)挖深度，采用挖掘機(jī)開(kāi)挖至基底標(biāo)高以上10cm～20cm處，然后檢測(cè)基底承載力，滿(mǎn)足要求后，再人工清理基坑至設(shè)計(jì)開(kāi)挖高程。

2.1.3 墊層混凝土澆筑

涵洞基底通過(guò)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，安裝墊層側(cè)模板，采用1015鋼模板用螺栓連接，短鋼筋打入基底固定，檢查模板安裝位置、平面尺寸、軸線(xiàn)偏位、相鄰模板高差滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范要求后，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)，驗(yàn)收合格后進(jìn)行混凝土澆筑?；炷涟凑赵囼?yàn)室提供的配合比在現(xiàn)場(chǎng)用移動(dòng)式攪拌機(jī)拌制，采用裝載機(jī)端料入倉(cāng)，平板振動(dòng)器振搗密實(shí)，澆筑完成后用木抹子搓平。

2.1.4 鋼筋加工及綁扎

鋼筋的表面確保潔凈、無(wú)損傷，油漬、漆污和鐵銹等在使用前清除干凈，不使用帶有顆粒狀或片狀老銹的鋼筋；鋼筋必須平直，無(wú)局部曲折；鋼筋加工的形狀、尺寸必須符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋綁扎嚴(yán)格按圖紙要求進(jìn)行施工，所有伸入涵身基底的鋼筋一次性綁扎成型；在基礎(chǔ)混凝土澆筑后綁扎側(cè)墻剩余鋼筋和頂板鋼筋；支模板前安設(shè)混凝土墊塊以控制鋼筋保護(hù)層，墊塊采用箱涵同標(biāo)號(hào)混凝土制作，墊塊布設(shè)橫向間距0.7m，縱向間距1.5m。鋼筋安裝綁扎要求橫平豎直，鋼筋的規(guī)格、形狀、間距必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2.1.5 模板安裝

模板安裝前，放出模板安裝控制線(xiàn)。涵身內(nèi)、外側(cè)及頂板模板采用標(biāo)準(zhǔn)鋼模板進(jìn)行拼裝，倒角處采用訂做的倒角鋼模板，鋼模板之間采用螺栓連接緊固，外側(cè)采用鋼管加固支撐牢固。模板分兩次安裝，第一次模板安裝至基礎(chǔ)倒角以上10cm，倒角模板與墻身鋼筋之間橫向加焊鋼筋固定，加焊橫向鋼筋間距70cm，然后澆筑基礎(chǔ)及倒角混凝土。在基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足要求后，再支剩余外墻和內(nèi)模板，內(nèi)模采用滿(mǎn)堂紅支架支撐，外設(shè)雙排腳手架支撐固定就位后，通過(guò)內(nèi)外腳手架和對(duì)拉螺桿調(diào)整模板的垂直度與平整度及穩(wěn)定性，模板采用螺栓連接。在澆筑混凝土前緊固模板，避免混凝土澆筑時(shí)漏漿。

2.1.6 混凝土澆筑

箱涵混凝土分兩次澆筑，第一次先澆至基礎(chǔ)倒角以上10cm，第二次澆筑剩余部分。兩次澆筑的接縫處鑿毛處理，保證銜接面的粗糙干凈，無(wú)散落的混凝土。兩次澆筑的接縫處保證有良好的銜接面，涵身混凝土施工時(shí)采用從一端開(kāi)始水平分層連續(xù)澆筑至另一端，每層不超過(guò)30cm。兩層混凝土澆筑時(shí)間間隔不大于45min，兩側(cè)墻混凝土澆筑高度基本保持平衡，避免壓偏變形，混凝土采用吊車(chē)配料斗方式澆筑。振動(dòng)棒振搗時(shí)不能觸及模板，與模板的距離不小于150mm，移動(dòng)間距不超過(guò)振動(dòng)器作業(yè)半徑的1.5倍；模板角落以及振搗器不能達(dá)到的地方，輔以插針振搗，以保證混凝土密實(shí)及其表面光滑。

2.2 預(yù)制拼裝法

預(yù)制拼裝法具有施工速度快的特點(diǎn)，主要用于改擴(kuò)建公路項(xiàng)目箱涵施工，以便及早開(kāi)放交通。箱涵預(yù)制拼裝法的施工步驟為：預(yù)制臺(tái)座制作→鋼筋加工與安裝→模板制作與安裝→混凝土澆筑→拆模并養(yǎng)護(hù)→箱涵吊裝運(yùn)輸→箱涵拼裝。為突出箱涵預(yù)制快速施工的特點(diǎn)，其預(yù)制方式優(yōu)先考慮涵節(jié)豎向預(yù)制方案。

2.2.1 預(yù)制臺(tái)座制作

箱涵預(yù)制臺(tái)座在制作前必須對(duì)場(chǎng)地夯實(shí)處理，保證其密實(shí)、穩(wěn)定、不沉陷；然后根據(jù)箱涵的斷面尺寸，用C25片石混凝土澆筑厚20cm的預(yù)制臺(tái)座，在臺(tái)座表面混凝土開(kāi)始初凝時(shí)，在頂面鋪設(shè)厚度不小于6mm的鋼板；注意預(yù)留模板加固拉桿孔和涵節(jié)吊裝孔。

2.2.2 鋼筋加工與安裝

(1)鋼筋加工采用數(shù)控彎曲機(jī)，為確保鋼筋尺寸的準(zhǔn)確度，鋼筋綁扎時(shí)采用定位架綁扎成型，成型后采用整體吊裝的方式進(jìn)行安裝。定位架上要準(zhǔn)確標(biāo)記構(gòu)造鋼筋的位置，確保安裝位置準(zhǔn)確并避免鋼筋缺失；

(2)鋼筋骨架安裝時(shí)采用隨車(chē)吊一次性吊裝入模，吊裝過(guò)程中注意吊點(diǎn)的加強(qiáng)和吊點(diǎn)位置的控制，防止鋼筋骨架變形；

(3)鋼筋安裝時(shí)應(yīng)與模板準(zhǔn)確定位，保護(hù)層采用專(zhuān)門(mén)制作的混凝土墊塊進(jìn)行支墊，混凝土墊塊與模板接觸面面積盡可能??；墊塊應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，分散設(shè)置在鋼筋與模板之間，布設(shè)數(shù)量不少于3個(gè)/m2，墊塊與鋼筋應(yīng)邦扎牢固，綁扎的絲頭不得進(jìn)入混凝土保護(hù)層內(nèi)。

2.2.3 模板制作與安裝

模板采用整體鋼模制作，以保證其具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能夠承受施工過(guò)程中所產(chǎn)生的各種荷載；模板背面應(yīng)設(shè)置主肋和次肋作為支撐梁，起到加強(qiáng)模板的整體剛度，模板厚度不小于6mm；為避免箱涵預(yù)制內(nèi)側(cè)發(fā)生脹?，F(xiàn)象，內(nèi)模組裝應(yīng)采用鋼管對(duì)撐加固牢靠；為防止模板接縫漏漿，所有模板接縫處均采用雙面膠處理。

2.2.4 混凝土澆筑

混凝土采用HZ50型攪拌站嚴(yán)格按照試驗(yàn)配合比進(jìn)行集中拌制，然后用混凝土攪拌車(chē)運(yùn)送至箱涵預(yù)制場(chǎng)；混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)分層進(jìn)行，分層厚度不超過(guò)30cm；采用插入式振動(dòng)棒振搗，振動(dòng)棒應(yīng)快插慢提，直至混凝土表面泛出浮漿，無(wú)明顯氣泡冒出，且混凝土不顯著下沉為止，以確?；炷琳駬v均勻密實(shí)。

2.2.5 拆模并養(yǎng)護(hù)

當(dāng)箱涵涵節(jié)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%，且能保證構(gòu)件棱角完整時(shí)，方可拆除模板，模板拆除時(shí)，嚴(yán)禁重?fù)艋蛘哂睬?，避免造成模板局部變形或損壞混凝土棱角。混凝土終凝后，則可以開(kāi)始灑水保濕養(yǎng)護(hù)，涵節(jié)澆筑完拆模后，及時(shí)用土工布覆蓋，并安排專(zhuān)人灑水保濕養(yǎng)護(hù)，保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于10d。

2.2.6 箱涵吊裝運(yùn)輸

箱涵強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)內(nèi)容為：尺寸規(guī)格、澆筑日期、應(yīng)用涵洞里程及涵節(jié)編號(hào)等；涵節(jié)的吊運(yùn)采用吊車(chē)配合拖車(chē)進(jìn)行，涵節(jié)起吊前用護(hù)角對(duì)箱涵邊角進(jìn)行保護(hù)，起吊開(kāi)始時(shí)應(yīng)緩慢加力待箱涵離地穩(wěn)定后，再以正常速度吊至拖車(chē)上，拖車(chē)上加枕木進(jìn)行支墊。涵節(jié)吊放至拖車(chē)上后，應(yīng)用葫蘆牽拉固定，接觸處應(yīng)加橡膠保護(hù)墊，防止運(yùn)輸過(guò)程中涵節(jié)碰撞損壞。

2.2.7 箱涵拼裝

箱涵拼裝前，接觸面應(yīng)洗刷干凈，同時(shí)在涵洞墊層上進(jìn)行橫、縱向放樣，畫(huà)出各編號(hào)涵節(jié)的安放位置；拼裝時(shí)先對(duì)涵洞墊層進(jìn)行找平，再用吊車(chē)按照預(yù)先放出的各涵節(jié)安放線(xiàn)進(jìn)行拼裝，特別要注意箱涵就位后頂面和兩側(cè)面的錯(cuò)臺(tái)控制；拼裝完后應(yīng)對(duì)施工縫兩側(cè)混凝土表面沖洗濕潤(rùn)，然后用小碎石混凝土填塞密實(shí)。

2.3 預(yù)制現(xiàn)澆結(jié)合法

預(yù)制拼裝施工完成的箱涵的整體性和穩(wěn)定性較現(xiàn)澆施工箱涵差得多，在長(zhǎng)期的行車(chē)荷載作用下，箱涵的涵節(jié)易發(fā)生不均勻沉降，最終反射至路面，使路面出現(xiàn)開(kāi)裂、錯(cuò)臺(tái)和不均沉降等破壞，影響道路行車(chē)安全。因此，為提高箱涵的整體性和穩(wěn)定性，同時(shí)提高涵洞施工速度，馬里常采用預(yù)制和現(xiàn)澆相結(jié)合的施工方法。預(yù)制現(xiàn)澆相結(jié)合施工法實(shí)質(zhì)上是部分預(yù)制拼裝，部分現(xiàn)澆的施工過(guò)程，具體預(yù)制和現(xiàn)澆部分的比例根據(jù)涵洞基礎(chǔ)地質(zhì)情況、公路等級(jí)及現(xiàn)有的施工條件及材料情況等因素綜合確定，馬里常見(jiàn)預(yù)制現(xiàn)澆結(jié)合的形式有：墻身預(yù)制，底、頂板現(xiàn)澆；墻身和頂板預(yù)制，底板現(xiàn)澆；墻身和底板預(yù)制，頂板現(xiàn)澆等。現(xiàn)以墻身和頂板預(yù)制，底板現(xiàn)澆的結(jié)合施工方法進(jìn)行介紹，其施工步驟為：預(yù)制臺(tái)座制作→鋼筋加工與安裝→模板制作與安裝→混凝土澆筑→拆模并養(yǎng)護(hù)→涵洞基礎(chǔ)準(zhǔn)備→箱涵吊運(yùn)及拼裝→底板鋼筋綁扎→底板模板安裝→底板混凝土澆筑，其施工斷面見(jiàn)圖1。為避免重復(fù)，以下主要介紹預(yù)制涵節(jié)吊裝和現(xiàn)澆的施工方法。

圖1 預(yù)制現(xiàn)澆結(jié)合法施工斷面

2.3.1 箱涵吊運(yùn)及拼裝

預(yù)制涵節(jié)裝車(chē)前，需對(duì)預(yù)制涵節(jié)進(jìn)行驗(yàn)收，涵節(jié)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)方可吊裝運(yùn)輸，核對(duì)所需調(diào)運(yùn)涵節(jié)的編號(hào)、尺寸、質(zhì)量和數(shù)量。預(yù)制涵節(jié)的裝車(chē)，采用吊車(chē)配合平板拖車(chē)進(jìn)行，吊車(chē)按照涵節(jié)安裝的先后順序進(jìn)行裝車(chē)，拖車(chē)上提前放好枕木進(jìn)行支墊，涵節(jié)應(yīng)輕吊輕放，同時(shí)涵節(jié)接觸處加墊橡膠保護(hù)，并用手拉葫蘆牽拉固定好后再發(fā)運(yùn)，以避免涵節(jié)在起吊和運(yùn)輸中發(fā)生碰撞受損。

箱涵拼裝前，先在涵洞墊層上測(cè)量放出各涵節(jié)的拼放位置線(xiàn)，用石筆畫(huà)出實(shí)線(xiàn)，并標(biāo)出各編號(hào)涵節(jié)對(duì)應(yīng)安裝的位置；涵節(jié)拼裝應(yīng)先拼裝涵身涵節(jié)，再拼八字墻，由排水坡底向排水坡頂方向安裝；涵節(jié)拼裝時(shí)，人工拿撬棍配合吊車(chē)緩慢進(jìn)行，根據(jù)墊層上標(biāo)出的涵節(jié)安裝線(xiàn)精確定位下落安放就位，若發(fā)現(xiàn)墊層底部不平整，則采用高強(qiáng)砂漿調(diào)平后再落放涵節(jié)；為確保涵節(jié)拼裝施工安全和避免涵節(jié)拼裝發(fā)生碰撞掉角，整個(gè)吊裝期間，必須由專(zhuān)職安全員指揮吊車(chē)緩慢作業(yè)。

2.3.2 底板鋼筋綁扎

預(yù)制箱涵涵節(jié)時(shí)，底板的橫向鋼筋已經(jīng)安裝到位，故涵節(jié)現(xiàn)場(chǎng)拼裝完后，僅需安裝縱向鋼筋和豎向架立筋。底板鋼筋安裝前，應(yīng)對(duì)涵節(jié)底板側(cè)面進(jìn)行鑿毛處理，并將涵洞墊層混凝土沖洗干凈；為控制鋼筋的間距，在底板橫向鋼筋上用石筆標(biāo)出縱向鋼筋和架立筋布置線(xiàn)，并在橫向鋼筋上綁扎好方形混凝土保護(hù)層墊塊；最后根據(jù)鋼筋布置線(xiàn)布設(shè)鋼筋并綁扎牢固。

2.3.3 底板模板安裝

因箱涵涵節(jié)預(yù)制時(shí)已經(jīng)完成了部分底板混凝土的澆筑，所以現(xiàn)只需安裝底板兩端模板，端模板采用3015模板進(jìn)行拼裝，模板之間采用螺栓連接，模板外側(cè)用φ48鋼管進(jìn)行支撐；沉降縫處預(yù)埋一塊5mm厚的木夾板進(jìn)行隔斷，并用鋼筋頭點(diǎn)焊固定，以免混凝土澆筑時(shí)上浮或移位。

2.3.4 底板混凝土澆筑

底板混凝土澆筑前，先在底板鋼筋網(wǎng)上墊放木板(厚4cm)搭橋鋪路，以方便手推斗車(chē)推混凝土入倉(cāng)，從涵洞底板遠(yuǎn)端往近端澆筑?；炷翝仓r(shí)，采用移動(dòng)式攪拌機(jī)按照試驗(yàn)室提供的配合比現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土，由人工手推斗車(chē)接混凝土入倉(cāng)，用插入式振動(dòng)棒振搗密實(shí)?；炷翝仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，混凝土澆筑完后，應(yīng)及時(shí)對(duì)混凝土面進(jìn)行修整、收漿抹平，待定漿后再進(jìn)行二次抹面收光。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著非洲經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，非洲公路涵洞基本上都是以鋼筋混凝土箱涵為主，所以，本文結(jié)合馬里當(dāng)?shù)貙?shí)際，簡(jiǎn)要介紹了馬里箱涵常用施工方法，希望可供在非洲從事道路施工的同行們參考。