李紅賀
(中國路橋工程有限責(zé)任公司,北京100000)
本項目工程名稱為尼日利亞阿夸伊博姆州防洪減災(zāi)項目,位于阿夸依博姆州州府烏約市,阿夸伊博姆州位于尼國東南部,緊鄰西非幾內(nèi)亞灣,水系分布十分發(fā)達(dá),屬于非洲典型的熱帶雨林氣候,每年雨季降雨量極大,受洪災(zāi)影響嚴(yán)重,本項目實(shí)施的意義重大。
項目現(xiàn)場位于阿夸依博姆州烏約市, 城市具有丘陵或起伏的自然和半赤道型氣候。 該地區(qū)的主要植被帶為淡水沼澤林和雨林。 項目區(qū)域位于IBB 大道及近郊,區(qū)域包括:IBB 大道、 聯(lián)邦住宅小區(qū)、 州政府綜合大樓、 村鎮(zhèn)、Abak 路、Atiku Abubakar 大道、Aka 路和Aka Etinan 路的一部分。
烏約市距首都阿布賈直線距離約452 km, 距拉各斯直線距離約524 km,哈科特港距烏約直線距離約100 km。 本項目箱涵工程內(nèi)容如下:CH.0+013~0+375 雙室3.4 m 寬×2.5 m深,共362 m。在主排水渠和道路相交處還設(shè)置了12 道過路箱涵: 在0+800 有一個雙室3.75 m 寬×2.5 m 深×45 m 長過路箱涵, 在1+286 雙室3 m 寬×2.5 m 深×22 m 長、2+008 雙室3 m寬×3 m 深×25 m 長、2+178 雙 室3 m 寬×3 m 深×25 m 長,在2+675 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×28 m 長、3+370 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×55 m 長、3+768 三室3.8 m 寬×3.5 m 深×100 m 長、4+170 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×30 m 長、4+533 雙室3.2m 寬×3.5 m 深×30 m 長、4+937 雙 室3.2 m 寬×3.5 m 深×30 m 長、5+200 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×30 m 長、6+025 雙室3.2 m 寬×3.5 m 深×30 m 長。 主排水渠道共設(shè)置箱涵13 處, 全長累計812 m。 CH.0+013~0+375 段箱涵每隔100 m,設(shè)置檢修人孔,擬在CH.0+146、CH.0+246、CH.0+346 設(shè)置檢修人孔共6 個,CH.0+013~0+375 箱涵檢修人孔斷面圖如圖1 所示。
圖1 CH.0+013~0+375 箱涵檢修人孔斷面圖
本項目箱涵共有1 472 m,還有部分箱涵工作量,累計工程量有:模板沾灰面42 042 m2,鋼筋1 329 t,混凝土1 275 m3。工期安排從2020 年10 月到2021 年12 月, 按照有效作業(yè)時間253 d(有鋼板樁支護(hù)雨季連續(xù)作業(yè),扣除降雨天數(shù)后,按照90%有效作業(yè)天數(shù)統(tǒng)計),日均完成箱涵6 m。需完成工程量有模板支拆168 m2/d,鋼筋5.3 t/d,混凝土50 m3/d。
為了提升施工效率,在本項目中,采用了混凝土箱涵現(xiàn)澆施工技術(shù)+ 預(yù)制箱涵施工技術(shù)相結(jié)合的施工方案, 以下是對現(xiàn)澆施工和預(yù)制施工兩種施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析[1]。
3.1.1 施工工藝流程
混凝土箱涵的現(xiàn)澆施工技術(shù)的流程為: 施工放樣→基坑土方開挖→澆筑墊層混凝土→綁扎底板鋼筋→澆筑底板混凝土→綁扎側(cè)墻、 翼墻鋼筋→安裝模板→綁扎頂板鋼筋→澆筑混凝土側(cè)墻、頂板、翼墻→混凝土養(yǎng)護(hù)→拆除模板。
3.1.2 施工放樣
在開展施工放樣工作時,需要根據(jù)涵洞中心樁號、樁坐標(biāo)等,完成涵洞中心坐標(biāo)的計算。 然后再結(jié)合涵洞軸線方位角以及基礎(chǔ)平面尺寸,完成基礎(chǔ)施工坐標(biāo)點(diǎn)。 最后,還需要利用測量儀器放出涵洞的中心點(diǎn)位。 在通過檢查驗(yàn)收工作后,需要將施工測量點(diǎn)設(shè)置在騎馬樁處,引到基坑外,為后續(xù)的基坑開挖以及校核工作創(chuàng)造有利的條件。
3.1.3 基坑開挖
基坑開挖在該項目中按照人工開挖和機(jī)械設(shè)備開挖相組合的形式開展。先通過機(jī)械設(shè)備開挖,在開挖至設(shè)計標(biāo)高20 cm位置后,再通過人工開挖方式開挖至設(shè)計標(biāo)高,避免出現(xiàn)超挖問題。同時結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況,采用1∶1 形式進(jìn)行邊坡放坡。同時,基坑底部的寬度為碎石墊層的寬度。 在實(shí)際進(jìn)行基坑開挖的過程中,必須在設(shè)計圖的指導(dǎo)下,嚴(yán)格按照相應(yīng)的寬度、長度等進(jìn)行開挖。 開挖開始之前,還務(wù)必提前做好準(zhǔn)備,確保開挖施工有連續(xù)性。 在開挖完成以后,還要求開挖的尺寸必須滿足基礎(chǔ)施工的實(shí)際要求。 與基礎(chǔ)相比,基坑每側(cè)的寬度需要多出60 cm,為后續(xù)施工提供充足的施工空間。當(dāng)開挖后基坑上面存在活動荷載時, 還應(yīng)該注意在活動荷載與基坑邊緣之間預(yù)留1.5 m 寬的護(hù)道。 為必要性考慮,還應(yīng)該采取一定的加固手段,防止開挖后的基坑出現(xiàn)質(zhì)量方面的問題。 基坑開挖會產(chǎn)出很多棄土,需要統(tǒng)一運(yùn)輸至施工場地外堆放。 同時做好必要的覆蓋措施,避免出現(xiàn)大量的揚(yáng)塵。
3.1.4 墊層混凝土澆筑
在施工完成了開挖以后, 還需要進(jìn)行澆筑墊層混凝土施工。首先,需要進(jìn)行墊層側(cè)模板的安裝。模板計劃采用膠合板。根據(jù)前期調(diào)查,當(dāng)?shù)啬z合板質(zhì)量較好,可以周轉(zhuǎn)7~8 次。 本防洪減災(zāi)項目面板擬采用的是膠合板,5 cm×10 cm 的方木,間距是30 cm,方木后面采用60 cm 一道的水平雙鋼管加固。 轉(zhuǎn)角處用兩塊方木夾住橫豎方木, 方木連接處用1.5 cm 竹膠板加固釘牢。 本項目墊層厚度為10 cm,采用C150 混凝土進(jìn)行澆筑。 在混凝土進(jìn)入初凝狀態(tài)后,在墊層表面,通過刷毛提升墊層混凝土澆筑質(zhì)量。 養(yǎng)護(hù)時,為保障混凝土表面濕潤,避免表層脫皮干裂,需要覆蓋保水材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)[2]。
3.1.5 底板鋼筋綁扎施工
等待70%以上的墊層混凝土的強(qiáng)度達(dá)到時, 需要開展底板及洞口鋼筋綁扎施工。 在鋼筋綁扎施工過程中,還需要結(jié)合實(shí)際情況配置一些水泥砂漿墊塊,這種墊塊作為鋼筋保護(hù)層,可以有效提升鋼筋保護(hù)效果。 本防洪減災(zāi)項目的鋼筋保護(hù)層厚度約55 mm。
3.1.6 第一層混凝土澆筑
在本工程項目中,箱涵分兩層澆筑。 第一層澆筑底板及側(cè)墻下部30 cm,第二層澆筑側(cè)墻剩余部分及頂板。 完成混凝土澆筑后,需要等待混凝土進(jìn)入初凝狀態(tài),然后及時清除側(cè)墻表面浮漿,并進(jìn)行鑿毛處理。 澆筑完成后,同樣需要安排專人進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時間在7 d 以上,為了保障混凝土表面美觀性,注意覆蓋保水材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
3.1.7 側(cè)墻鋼筋及頂板鋼筋綁扎與模板安裝
在底板與部分側(cè)墻強(qiáng)度達(dá)到70%以上以后, 開始進(jìn)行側(cè)墻鋼筋及頂板鋼筋綁扎施工,然后配合完成模板的安裝。 對頂板模板而言,應(yīng)采用直徑150 mm 木樁進(jìn)行支撐。 木樁支撐間距設(shè)置為60 cm。 在木樁之間,還需要采用60 mm×60 mm 木條,通過進(jìn)行橫向連接,進(jìn)一步提升模板的穩(wěn)定性。 同時還應(yīng)注意,在連接過程中,需要采用鋼筋制作扒釘作為連接工具,可以提升連接的效果。 在進(jìn)行模板支設(shè)的過程中,還應(yīng)提高對接縫位置的關(guān)注,要求模板接縫應(yīng)對結(jié)緊密。 針對接縫較大位置處,為了防止后續(xù)發(fā)生漏漿問題,應(yīng)采取粘貼密封條等措施進(jìn)行封堵。 同時箱涵頂板模板采用腳手架進(jìn)行搭設(shè),腳手架立桿間距120 cm×120 cm,橫桿步距120 cm。
3.1.8 第二層混凝土澆筑
當(dāng)泵送混凝土高差在2 m 以上時, 為了防止混凝土出現(xiàn)離析,或者對模板造成嚴(yán)重的沖擊,或?yàn)榉乐鼓0灏l(fā)生位移,需要在泵送混凝土的過程中設(shè)置必要的導(dǎo)流裝置。 在混凝土進(jìn)入初凝后,注意控制過往車輛的速度,減少模板振動,提升混凝土澆筑質(zhì)量水平。
3.1.9 拆模養(yǎng)護(hù)與結(jié)構(gòu)物回填
在達(dá)到拆模時, 當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的70%后即可拆除側(cè)模,而對頂部模具,則必須要在強(qiáng)度達(dá)到80%以后才能拆除。 針對箱涵頂部位置,注意采用麻袋片或其他保水物品覆蓋養(yǎng)護(hù),其他部位拆模后,注意進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),保濕養(yǎng)護(hù)不低于7 d。
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)物回填時,回填材料采用開挖出來的材料或監(jiān)理批準(zhǔn)的取土坑材料。 同時還應(yīng)注意,回填材料應(yīng)與涵洞附近路堤填方材料保持一致。應(yīng)進(jìn)行分層回填,每回填一層,需要確保壓實(shí)十分充分。每層壓實(shí)厚度不超過150 mm,壓實(shí)度不小于93%,路基頂面標(biāo)高下300 mm 范圍內(nèi)壓實(shí)度不小于95%。 每側(cè)回填寬度不小于(3+1.5h)m,其中h 為涵身高度。
3.2.1 箱涵預(yù)制施工工藝流程
箱涵預(yù)制施工工藝流程如下: 施工放樣→基坑土方開挖→澆筑墊層混凝土→安裝箱涵預(yù)制件→澆筑接縫肋條混凝土→臺背回填→綁扎八字翼墻鋼筋→支護(hù)八字翼墻模板→澆筑混凝土→拆除模板→混凝土養(yǎng)護(hù)。
3.2.2 預(yù)制箱涵模板
在本項目中,箱涵預(yù)制目標(biāo)采用了定型鋼模,面板采用10 mm 鋼板及鋼管加工焊接, 要求模板按照圖紙要求進(jìn)行制作,模板的精度及強(qiáng)度符合要求。
3.2.3 箱涵預(yù)制場地道路硬化及排水
在本項目中, 箱涵預(yù)制場內(nèi)及進(jìn)出場地主要通道采用20 cm 厚混凝土完成了硬化場地建設(shè),在場地四周,設(shè)置了臨時排水溝。
3.2.4 箱涵預(yù)制
箱涵預(yù)制在預(yù)制場進(jìn)行。 在完成模板安裝后,需要先刷脫模劑,再固定內(nèi)外模板,從而有效保障管涵壁厚均勻。在內(nèi)模拼接結(jié)束后,綁扎箱涵鋼筋籠。隨后安裝外模并固定。由于項目所在地日照強(qiáng)烈,為保證混凝土強(qiáng)度,箱涵預(yù)制件從澆筑、養(yǎng)護(hù)(至少7 d)、存放應(yīng)在陰涼處,從預(yù)制到使用間隔至少21 d[3]。
3.2.5 箱涵運(yùn)輸及安裝
預(yù)制后的每節(jié)箱涵需要用拖板車小心運(yùn)送到現(xiàn)場, 預(yù)制件的底部放置橡膠墊塊,防止因顛簸造成損壞箱涵構(gòu)件,安裝時對接好承插口,一般采用吊車或隨車吊安裝,承插口處要確保完全接觸, 并采用遇水膨脹橡膠或密封膠圈等方式進(jìn)行防水。 兩塊箱涵安裝完畢后,接口處頂部澆筑一道加強(qiáng)肋條起到固定作用,同時預(yù)防上部對接縫處薄弱位置的位移或錯動。
3.2.6 結(jié)構(gòu)物回填
結(jié)構(gòu)物回填材料使用開挖出來的材料或監(jiān)理批準(zhǔn)的取土坑材料進(jìn)行回填, 回填材料應(yīng)與涵洞附近路堤填方材料保持一致。 在回填材料時還應(yīng)采用小型壓路機(jī)設(shè)備進(jìn)行碾壓密實(shí),以便達(dá)到壓實(shí)度的要求。
從實(shí)際施工完成情況來看, 通過對本項目關(guān)鍵工程混凝土箱涵施工的精心籌備和實(shí)施過程中的精細(xì)管理, 成功實(shí)現(xiàn)了項目在合同工期內(nèi)順利完工的既定目標(biāo), 得到了業(yè)主與當(dāng)?shù)孛癖姷囊恢潞迷u, 項目的實(shí)施也極大地改善了烏約市區(qū)的排水系統(tǒng),降低了烏約城區(qū)雨季內(nèi)澇的風(fēng)險,有力地保障了周邊居民的生命財產(chǎn)安全。 因此,在防洪排水工程中,混凝土箱涵施工是尤為重要的施工內(nèi)容, 通過加強(qiáng)對該項目施工內(nèi)容的分析, 明確相關(guān)的施工技術(shù)流程, 落實(shí)相關(guān)的施工內(nèi)容細(xì)節(jié),從而有效提升混凝土箱涵施工質(zhì)量水平,帶動海外同類項目建設(shè)更好地發(fā)展。