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淺談涵洞設(shè)計與施工中的質(zhì)量問題

所屬欄目:交通運輸論文 發(fā)布日期:2011-07-03 16:56 熱度:

  摘要:對于高等級公路建設(shè)中,涵洞設(shè)計是否合理及施工是否合格,將會直接影響到整條公路的造價與工程質(zhì)量。本文主要結(jié)合多年的工作實踐,闡述了涵洞設(shè)計與施工中基本問題進(jìn)行了分析,并對涵洞施工常見的質(zhì)量問題提出了具體解決措施。
  關(guān)鍵詞;路橋工程;涵洞;設(shè)計;施工質(zhì)量;措施
  1、涵洞的選型與孔徑確定
  1.1涵洞的選型
  1.1.1鋼筋混凝土圓管涵洞
  鋼筋混凝土圓管涵在公路中較少應(yīng)用,主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉。此種型式涵洞主要優(yōu)點為:結(jié)構(gòu)型式簡單,受力情況和適應(yīng)基礎(chǔ)性能良好。造價低,而且便于工廠批量預(yù)制;缺點主要表現(xiàn)為:過水能力較小,接縫處的防水構(gòu)造措施復(fù)雜,常常會因接縫處的漏水而影響路基的穩(wěn)定性。
  1.1.2箱涵
  其施工工序復(fù)雜、用鋼量大、造價高。一般用于軟弱地基地區(qū)或具有其它特殊要求的地區(qū)。
  1.1.3石拱涵洞
  主要被山區(qū)公路采用。主要優(yōu)點為:凈空高、過水能力大能經(jīng)的起山洪考驗,且可就地取材、造價便宜;當(dāng)跨徑比較大、承載能力大時結(jié)構(gòu)堅固。缺點:自重較大、對地基承載能力要求較高,且施工工序繁多、工期長。
  1.1.4涵式橋結(jié)構(gòu)
  涵式橋的提出是在設(shè)計涵洞無法滿足農(nóng)村生產(chǎn)設(shè)備通行要求,且設(shè)計成高架橋跨越時不經(jīng)濟(jì)的情況下提出的一種新型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的跨度介于涵洞與橋梁之間。涵式橋是指通道、小橋,單孔跨徑不小于6m的新型結(jié)構(gòu)形式。主要優(yōu)點有:能較好的適用于多種地形、地勢,且工程造價低;易于設(shè)計和施工;對環(huán)境破壞小,使總體設(shè)計更加合理。
  1.2涵洞孔徑的確定
  涵洞孔徑大小的設(shè)計應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)乜赡馨l(fā)生的洪水流量大小,河床地質(zhì)、平均流速等綜合考慮。涵洞孔徑的大小應(yīng)該滿足以涵內(nèi)流速不致沖刷河床或結(jié)構(gòu)物、設(shè)計洪水流量,并保證涵前涌水不致過高。要求跨徑與臺高之比限制在1:1~1:1.5之間。對于通道式涵洞,其孔徑大小應(yīng)該滿足公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)8.5.4規(guī)定的凈空要求。對于較長的涵洞,其孔徑的設(shè)計應(yīng)滿足如下要求:涵洞長度為15m~30m時,其孔徑大小應(yīng)大于1.0m;當(dāng)長度介于30m~40m之間時,其孔徑宜大于1.25m;長度大于40m時,則不宜小于1.50m。
  對于鋼筋混凝土涵式橋結(jié)構(gòu),其在山區(qū)高速公路中應(yīng)用廣泛。設(shè)計中應(yīng)考慮以下問題:1)在結(jié)構(gòu)受力計算時,土壓力應(yīng)考慮側(cè)摩阻力的影響;2)涵式結(jié)構(gòu)斜交角度不宜大于30°,同時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)物的分節(jié)長度,墻身水平的分布鋼筋宜選用小直徑鋼筋,加密間距形式布置;3)沉降縫應(yīng)每間隔6~10m設(shè)置一道,縫寬1cm~2cm。
  2、涵洞基礎(chǔ)施工
  基礎(chǔ)開挖完成,應(yīng)首先復(fù)核地質(zhì)情況是否與設(shè)計相符,并檢測地基承載力是否達(dá)到設(shè)計要求。檢查合格后,應(yīng)報送駐地監(jiān)理驗收,同意后及時封底或進(jìn)行基礎(chǔ)混凝土施工。應(yīng)嚴(yán)格控制基礎(chǔ)混凝土的質(zhì)量。基礎(chǔ)混凝土配料應(yīng)按審批的施工配合比進(jìn)料,嚴(yán)控混合料的攪拌時間小低于規(guī)定的最少攪拌時間,最好是集中攪拌。當(dāng)基礎(chǔ)的地基承載力達(dá)不到設(shè)計要求時,應(yīng)對基底進(jìn)行處理達(dá)到地基承載力要求后再澆筑混凝土。基底處理方法為:采用片石封底,再分層填筑碎石并碾壓。
  3施工質(zhì)量問題及解決措施
  3.1蓋板預(yù)制、安裝中常見問題及原因分析
  蓋板底部有橫向裂縫、涵蓋板頂覆土厚度薄,有重車通過或壓路機(jī)振動碾壓時,會造成蓋板底部出現(xiàn)橫向裂縫。原因有:
  1)蓋板預(yù)制時主受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不夠;
  2)主受力鋼筋加工時,端頭彎起的長度不夠,彎起角度不為直角,造成主受力鋼筋的錨固長度不夠;
  3)蓋板底模涂刷的隔離劑滲放混凝土內(nèi)部,降低了混凝土與鋼筋之間的摩擦力,使得混凝土與主受力鋼筋間的握裹力降低。
  3.2臺背填土施工常見問題
  臺背回填范圍不合格。引起回填范圍不合理的主要原因為:
  1)基坑沿坑壁垂直回填至原地面,未做成臺階狀連接;
  2)臺背回填材料與相接路基填筑材料壓縮模量差異大,易造路基不均勻沉降而發(fā)生橋頭跳車現(xiàn)象;
  3)原地面以上的臺背回填寬度未達(dá)到2倍臺身高。
  臺背回填料不合格。原因有:
  1)回填料采用了涵洞周圍非透水性材料;
  2)回填土方顆粒級配不良;
  3)采用的透水性材料0.074mm以下顆粒含量及液限指標(biāo)超限。
  臺背回填壓實度不合格。原因有:
  1)碾壓機(jī)具壓實功率不足;
  2)分層灑水不夠或超灑,填料壓實時不在最佳含水量,有回彈或翻漿現(xiàn)象發(fā)生;
  3)回填時分層填筑厚度超過20cm;
  4)臺背回填與土方路基連接段碾壓后未挖臺階;
  5)填料顆粒級配不均勻或有超過50mm的顆粒存在,造成大粒徑料周邊土體松散不密實;
  6)臺背回填壓實度檢測頻率低,代表性不足,將不合格的填筑層誤判斷為合格,致使填方壓實度不能達(dá)到95%的要求。
  3.3橋頭跳車原因及分析
  3.3.1橋頭跳車產(chǎn)生的原因
  1)壓實度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)而產(chǎn)生不均勻沉降
  臺背回填部位為碾壓的一個薄弱的部位,壓路機(jī)難以碾壓到位,且碾壓時機(jī)械振動不易過大,否則會影響結(jié)構(gòu)物臺身質(zhì)量。
  2)工后沉降產(chǎn)生的變形
  現(xiàn)階段由于公路建設(shè)需要趕工期,工后沉降量占總沉降量的比重越來越大,工后沉降不均勻引起的橋頭跳車現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重。
  3)橋頭路堤、錐坡范圍內(nèi)地基處理不徹底
  橋頭路堤及錐坡一般位于天然地基上,如果在施工前不處理或處理的不徹底,天然地基將會產(chǎn)生極大變形。施工完畢后,如果橋頭路堤重力產(chǎn)生的變形不能在橋頭路面鋪筑時基本完成,將會產(chǎn)生橋不下沉而路基下沉的現(xiàn)象,造成跳車。
  4)因高填土路基自身引起的變形
  在高路堤情況下,因路基填土較高,即便在施工時仍按規(guī)范要求逐層碾壓使壓實度達(dá)到要求,但仍可產(chǎn)生1%左右的壓縮量。使得與橋臺間將出現(xiàn)沉降差,引起跳車。
  5)環(huán)境天氣影響
  雨及雪融化后由路面滲入路基,造成路基土軟化,超成不均勻沉降,引起跳車現(xiàn)象。
  3.3.2橋頭跳車處理措施

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