曾凡金
(湖南發(fā)通路橋集團(tuán)有限公司,湖南 郴州 423000)
經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)交通建設(shè)提出了新的要求,對(duì)新建、改造道路的需求不斷增加。而新建、改造項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)常在于路線交叉處構(gòu)造物的設(shè)計(jì)和施工。箱形框架式地道正是在鐵路與公路交叉、車站過人通道及公路人行地道中被廣泛應(yīng)用的一種涵洞結(jié)構(gòu)。
該地道施工中心樁號(hào)為K0+440,由2個(gè)框構(gòu)涵并置而成,間距1.5m。單個(gè)框構(gòu)全寬11.2m,凈寬10m,全高4.0m,凈空3.0m,軸長(zhǎng)36m,有0.5m厚的頂板,側(cè)墻厚0.4m,底板厚0.3m。頂板梗肋尺寸為0.6m×0.6m,底板倒角尺寸為0.5m×0.5m,頂板覆土層厚1.6~2.1m??驑?gòu)中心線和左右幅道路中心線重合。其斷面結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 地道設(shè)計(jì)斷面圖(單位:mm)
雙孔箱形框架式地道為整體澆筑式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為30cm厚C30混凝土,墻身設(shè)計(jì)為40cm厚C40混凝土箱,頂板設(shè)計(jì)為50cm厚C50混凝土。
基礎(chǔ)施工方法為機(jī)械施工和人工修整結(jié)合。開挖前,需清除表層雜草、樹根;開挖時(shí),對(duì)坑底土質(zhì)變化情況保持關(guān)注,一旦發(fā)現(xiàn)基底土與設(shè)計(jì)要求不符,立即叫停開挖工作;挖至高于設(shè)計(jì)基底標(biāo)高200mm時(shí),機(jī)挖停止,進(jìn)行人工開挖,此時(shí)要注意勿擾動(dòng)基底土[1]。
混凝土基礎(chǔ)施工使用商品混凝土。出廠后禁止在其中另行加水,施工前檢驗(yàn)好施工中所用的配合比[2]。另外,罐體在運(yùn)輸和等待澆筑時(shí)都要一直旋轉(zhuǎn)。搗筑時(shí)可使用平板振動(dòng)器搗實(shí),注意墊層的平整度和坡度。
(1)扎結(jié)底板和側(cè)板下部鋼筋、灌注底板混凝土。先等墊層混凝土凝固,再用全站儀交匯通道縱橫中線,放出設(shè)計(jì)好的箱體大樣和鋼筋大樣。底板鋼筋和側(cè)墻下部鋼筋根據(jù)鋼筋大樣安裝,外模則裝在底板往上墻體高30cm處。
(2)搭設(shè)箱涵支架。先等底板混凝土凝固,再放中線,搭設(shè)滿堂支架于混凝土底板上。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查情況和箱涵凈空高3m、涵長(zhǎng)每個(gè)單元長(zhǎng)10~11m的因素考慮,擬采用模板支撐系統(tǒng)和滿堂鋼管腳手架,涵洞鋼筋混凝土基礎(chǔ)是滿堂支架基底,符合要求。布置立桿為0.9m×0.9m,即橫縱向間距0.9m。此外,保持1.2m步距;支架最高3m,其高度通過可調(diào)托座進(jìn)行調(diào)節(jié)。頂托頂部距立桿頂部的懸空距離≤15cm,碗扣式鋼管的內(nèi)徑為Ф41mm、外徑為Ф48mm、壁厚3.5mm。涵洞橫向每4排立桿需搭設(shè)1排橫向剪刀撐,水平剪刀撐則沿掃地桿搭設(shè)1排。
(3)扎結(jié)頂板和側(cè)墻鋼筋、安裝外側(cè)模板。扎結(jié)在頂板鋼筋放大樣后進(jìn)行,需要將頂板鋼筋伸入側(cè)墻內(nèi)。為保證保護(hù)層厚度,應(yīng)墊齊墊塊。對(duì)于底板與側(cè)墻接頭處的混凝土,在外模安裝前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行鑿毛、沖洗、清除浮碴處理。安裝外模時(shí),需用拉桿與內(nèi)模聯(lián)結(jié),同時(shí)模板不能走樣,混凝土不可過厚。
(4)整體澆筑頂板及側(cè)墻混凝土?;炷劣蓴嚢柽\(yùn)輸車載至施工現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員進(jìn)行均勻性、坍落度檢驗(yàn),然后由監(jiān)理工程師鑒定合格與否。合格后才能卸混凝土到泵車內(nèi)(相應(yīng)的混凝土試件由試驗(yàn)員按規(guī)范要求制作)?;炷帘密囋跐仓r(shí)應(yīng)停在基坑兩側(cè)施工,將混凝土通過硬管導(dǎo)入基坑。混凝土自高處自由傾落的高度應(yīng)≤3m。一旦高度超過此數(shù)值,就要設(shè)料斗、漏斗、斜槽、溜管。為避免混凝土離析,在澆筑前應(yīng)在墻模板上預(yù)留孔洞[3]。澆筑時(shí),嚴(yán)禁在拌合物內(nèi)任意加水。在每個(gè)混凝土入模處配備2只插入式振動(dòng)器,按梅花狀布置,振動(dòng)器保持300mm間距,插入至下層5~10mm的深度。每一振動(dòng)部位都要保證快插慢撥,待混凝土振動(dòng)密實(shí)后(密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉,不再冒出氣泡,表面呈現(xiàn)平坦、泛漿)再停止。
(5)拆除模板,處理伸縮縫。完成混凝土施工36h后,拆除箱涵側(cè)墻模板,而頂板底模的拆除則要等到混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。工程中的箱涵變形縫每隔15m設(shè)1道,可通過內(nèi)填浸油木板、頂面塞瀝青麻絮再灌墊瀝青的方式處理。
(6)臺(tái)背回填及涵頂填土。臺(tái)背回填需要等主體結(jié)構(gòu)全部完成,且強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行?;靥钋?,應(yīng)先清理凈基槽內(nèi)的垃圾和雜物,排掉坑內(nèi)積水?;靥顣r(shí),臺(tái)背后填土在兩側(cè)對(duì)稱均勻地一起進(jìn)行。在臺(tái)背后2.5m及其向外,要按1∶1.5斜向上范圍用最大粒徑≤100mm的砂礫石換填到涵頂標(biāo)高,壓實(shí)度應(yīng)保證≥96%。為保證填土質(zhì)量,應(yīng)在背墻上劃線控制每層填厚,將每層填土壓實(shí)后的厚度控制在15cm以下。如果場(chǎng)地允許,可以用壓路機(jī)碾壓,用電動(dòng)夯夯實(shí)邊角部分。涵洞總體實(shí)測(cè)項(xiàng)目如表1所示。
表1 涵洞總體實(shí)測(cè)項(xiàng)目
根據(jù)當(dāng)前設(shè)計(jì),最大頂力約26610kN,布千斤頂12個(gè),頂進(jìn)設(shè)備選用200t油頂。為方便框架頂進(jìn)過程中的糾偏,在設(shè)置千斤頂時(shí)應(yīng)靠邊布設(shè),其在頂進(jìn)時(shí)的位置應(yīng)在傳力柱與后背分配梁之間。傳力桿選用T1、T3等T型桿件和各種頂鐵??蚣茼斶M(jìn)前需做好準(zhǔn)備工作,開挖橫槽探測(cè)管線選擇人工作業(yè)的方式,詳細(xì)調(diào)查對(duì)頂進(jìn)施工有影響的電氣化、電務(wù)、通信及水電設(shè)備。為保證框架頂進(jìn)施工順利進(jìn)行,使高速公路行車時(shí)更安全暢通,應(yīng)根據(jù)相關(guān)單位要求進(jìn)行保護(hù),選擇妥善措施。預(yù)制結(jié)束且框架強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的100%后,安裝頂進(jìn)設(shè)備并調(diào)試。完成線路的加固作業(yè)和框架之后,正式開始框架頂進(jìn)施工[5]。
選擇建筑木模板作為框架模板。加工、安裝模板時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)的形狀和尺寸嚴(yán)格進(jìn)行,用支頂對(duì)拉法定位側(cè)模,用滿堂紅門式腳手架支撐頂模,保證其牢固可靠。倒角模板開斜坡口,應(yīng)保證模板拼裝縫的嚴(yán)密平整,用玻璃膠處理模板縫隙,密封到位。安裝模板前要均勻涂刷脫模劑,混凝土澆筑前應(yīng)清理干凈模板表面的雜物。
混凝土澆筑需遵循由遠(yuǎn)而近、由下而上、先豎后橫的原則。澆筑分層、分區(qū)時(shí),其間隔時(shí)間應(yīng)盡量小于混凝土初凝的時(shí)間。澆筑時(shí),混凝土自由傾落的高度需≤2m,一旦超出就可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象,必須用串筒或溜槽進(jìn)行卸料。選擇高頻插入式振搗器搗固混凝土,每次振搗20~30s,用垂直點(diǎn)振的方法振實(shí);不要平拖振搗器,否則也會(huì)出現(xiàn)混凝土離析的問題,其移動(dòng)間距為40cm?;炷凉嘧⑼杲K凝后要保證混凝土表面濕潤(rùn),立刻蓋上麻袋灑水養(yǎng)護(hù),且至少持續(xù)14d。
框架涵的頂進(jìn)是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn),為保證該項(xiàng)工作進(jìn)行順利,可使用一些技術(shù)措施控制施工,具體如下:
(1)頂進(jìn)過程中,挖土作業(yè)要隨挖隨頂且不可超挖;整個(gè)施工期間要由專業(yè)線路工負(fù)責(zé),做好對(duì)鐵路線路的觀測(cè)、檢查、記錄等;保證線路良好,碰到安全隱患及時(shí)處理。
(2)頂進(jìn)過程中要跟蹤測(cè)量框架涵的軸線和標(biāo)高,并安排專人負(fù)責(zé),一旦發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)暫停頂進(jìn)作業(yè),及時(shí)糾偏。
(3)頂進(jìn)時(shí)“栽頭”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,可在頂進(jìn)滑板處設(shè)置5‰的縱坡,再設(shè)上仰坡度約1%、長(zhǎng)1m范圍內(nèi)的“船頭坡”于首節(jié)框架底板前端。
(4)基底暴露時(shí)間不要太長(zhǎng),處理結(jié)束后應(yīng)馬上頂進(jìn)。
(5)如果頂進(jìn)過程中框架軸線或標(biāo)高出現(xiàn)偏差,應(yīng)及時(shí)糾偏。糾偏實(shí)施依據(jù)為上一循環(huán)制訂好的相應(yīng)措施。
綜上所述,因雙孔箱形框架式地道涵結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu),在使用荷載作用下,其頂、底板在與立墻交叉處相當(dāng)于負(fù)彎矩,和同跨度簡(jiǎn)支板相比,跨中彎矩小很多。因此,此種結(jié)構(gòu)既使得整個(gè)框架的建筑高度降低,同時(shí)又讓自重減輕,從而使得施工更便利,應(yīng)用前景廣闊。