混凝土箱涵顶进施工及质量控制措施分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 混凝土箱涵顶进施工及质量控制措 施分析 摘要：当在建公路从已建铁路、 公路路基下面通过时，为加固原有路线， 目前普遍采用顶入法施工混凝土箱涵。 由于该方法技术复杂，所以施工质量受 到影响，因此本文简单分析了混凝土箱 涵顶进施工及质量控制措施。 中国论文网 /2/view-12798279.htm 关键词：混凝土箱涵；顶进施工； 质量控制 中图分类号： O213.1 文献标识 码： A 文章编号： 在 20 世纪 70 年代，混凝土箱涵 顶进施工首先出现在日本，而且发展了 很多工法，在 70 年代末，比利时采用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 该方法修建地铁车站，到了 80 年代初， 新加坡也采用该方法修建地下通道。在 1994 年，美国才首次使用该方法。顶进 法在我国桥涵也有广泛应用。由于它具 有很多优点，并适合我国施工水平，受 到铁路、公路、市政等有关部门的普遍 欢迎，因此，天津建成多孔地道桥，随 后唐山、石家庄、北京、郑州等地先后 施工了多座大跨度箱涵，遂使该项施工 技术如雨后春笋般迅速在全国各地发展 起来。首先是在大、中城市改建平交道 口，逐步发展到铁路和公路沿线的重要 道口。座数逐渐增多，跨度逐渐增大， 长度也逐渐增加。箱涵顶进工艺不断地 改进和完善。顶进箱涵的尺寸由小到大， 孔数由单孔、双孔、三孔到四孔连续框 架。由横向分节顶进、纵向分节顶进到 四孔整体顶进。顶部覆土由厚到薄。箱 涵与公路的交角由正交发展到斜交，顶 进方法也由顶入法发展到对顶法、顶拉 法、牵拉法、中继间法等。 1、顶进法施工工艺流程 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 线路下顶进箱涵有四个施工阶段 需要关键控制，依次是开挖工作坑，预 制箱涵，线路架空以及箱涵顶进。如果 箱涵所处位置地下水位较高，则在开挖 工作坑前需要排水，一般可以使用井点 降水，以便于工作坑的开挖和箱涵的顶 进施工。 工作坑开挖前先对与箱涵中心线 相重合的工作坑中心线进行施放，并在 工作坑两侧距坑边一定距离处定基桩， 同时开挖线要用白灰进行标记，用挖掘 机开挖，人工配合清理，严禁超挖。工 作坑的尺寸除应根据结构尺寸确定外， 宜在涵身底板前留适当的空顶长度；在 涵身底板后部亦宜留适当的空地，布置 后背梁及其他顶进、装运、起吊设备。 开挖工作坑应与修筑后背统筹安排，当 采用钢板桩做后背墙时，应先打板桩再 开挖工作坑和填筑后背土。工作坑底应 密实平整，并有足够的承载力。 对工作坑滑板进行修筑时，首先 对预制桥涵，其主体结构必须有足够的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 强度和稳定性，其次与相关规定相符： 滑板中心线应与桥涵设计中心线相重合； 滑板与原地基接触部分应有防滑措施， 必要时在滑板下设锚梁；根据地质及线 路使用情况可将滑板顶面做成前高后低 的仰坡；当桥涵空顶时，可在滑板两侧 设方向支墩。 预制箱涵的施工顺序为：在工作 坑底板上测量定位放线，定位绑扎底板 钢筋及支底板模板，浇筑底板混凝土， 绑扎边墙钢筋，立边墙及顶板模型，绑 扎顶板及悬臂人行道钢筋，浇筑边墙、 顶板、悬臂人行道混凝土，箱涵混凝土 养护，做防水层。 线路架空一般采用 3 孔 100 号工 字钢梁，其中上、下行线间一片工字钢 梁共用，横抬梁一般采用 51 号工字梁， 每组 51 号工字钢采用两片并排放置。 横抬梁 5l 号工字钢支点在上下行线路外 侧的挖孔桩上，其上纵抬梁采用并排钢 枕。挖孔桩均采用混凝土灌注。 箱涵顶进施工一共包括 8 个工序， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 如图 1 所示。 图 1 箱涵顶进施工工序图 2、混凝土箱涵的施工病害 由图 1 得知，混凝土箱涵顶一共 包括 8 个工序，工序较多，导致施工周 期也相对较长，外界因素影响大，容易 出现一些施工病害。 1）混凝土箱涵裂缝 就结构形式而言，大型箱涵工程 属于薄壁结构，虽然施工较为容易，但 是施工质量要达到优良工程的标准比较 困难，因为钢筋混凝土箱涵易出现裂缝， 而裂缝可能引起渗漏，影响结构应力状 态，同时箱涵中的污水会通过裂缝浸入 周边环境中，容易引起钢筋锈蚀，继而 可能影响承载能力、构筑物安全。 众所周知，混凝土由于收缩的原 因，导致裂缝的产生，而收缩的过程是 一个物化过程，包含的影响因素较多。 综合起来混凝土的收缩变形主要有浇筑 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 初期(终凝前 )的塑性收缩变形、混凝土 干缩变形、硬化混凝土收缩变形、混凝 土自缩变形以及温度下降引起的冷缩变 形五种。塑性收缩发生在混凝土(或浆 体)处于塑性状态期间，其持续的时间 较短，大约 1h2h，开始于混凝土表面 光泽消失时，结束于混凝土凝结时。干 缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一 段时间或是混凝土浇筑完毕后的 1 周左 右，如果温湿度变化过快，则产生收缩 裂缝，通常发生在表面，这种裂缝宽度 小且没有规则。 对于硬化混凝土，其收缩变形又 称化学收缩，由于水泥的水化作用的反 应使混凝土的强度得到发展，同时，伴 随着放热和水泥浆体的体积减小。一般 来说，化学收缩大部分发生在混凝土硬 化前且数值较小，因此对于普通混凝土 一般可不予考虑。 混凝土初凝后，由于水泥水化作 用使胶凝材料宏观体积得到减小。自收 缩引起的体积变化的原因不包括以下几 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 种：温度发生变化，物质的损失或侵入， 有外部力量或限制物等。一般认为混凝 土在开始凝结后的几天或十几天内即可 完成，所以自收缩和干缩发生的时间在 一定范围内是重合的。 在形成强度期间，由于混凝土内 外存在较大的温差，从而出现降温收缩， 最终导致裂缝的出现。 2）混凝土箱涵顶进过程中抬(扎) 头 采用顶进法施工的涵体的底板与 涵体通常情况下为一个整体，由于土质 不同，涵体在顶进施工中会发生微倾， 而且随着施工的进行逐渐表现出抬(扎) 头现象，顶程长且未采取有效措施时都 可能发生抬(扎) 头现象，发生抬(扎) 头 现象得不到及时处理，必然超过设计及 规范要求甚至影响正常使用。 3）地基沉降过大 一般在软基地区，箱涵地基均经 过软基处理，诸如采用水泥搅拌桩复合 地基等，但是软土的固结不可能在短时 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 间内实现，而是一个长期的过程。而箱 涵建设周期较短，一般软基处理结束后 就会开始进行涵洞施工，随着施工的进 行，荷载不断增加，沉降在所难免。不 均匀沉降就会导致涵洞一系列病害的发 生，也是其最根本的原因。 3、质量控制措施 1）混凝土箱涵裂缝控制措施 对于混凝土的收缩变形，绝大部 分是干缩变形，而且随着时间的推移， 可以认为混凝土总的收缩变形近似等于 混凝土的干缩变形。因此箱涵裂缝控制 的重点在于控制干缩裂缝的产生，其具 体控制措施如下：研究表明，采用双掺 技术不但有利于混凝土的后期强度增长， 提高混凝土的抗渗性，也相应减小了其 收缩值。 水胶比也是影响干缩的重要因素。 研究表明：水胶比对混凝土 7cl 内的收 缩影响并不大，而且表现为水胶比越大， 其收缩越小；而在后期，则存在临界的 水胶比，当水胶比大于 047 时，水胶 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 比的变化并不影响它们的干缩值，但当 水胶比小于 047 时，则随水胶比的减 小而干缩值不断减小。如果温度场对混 凝土结构收缩的影响和相对湿度变化引 起混凝土的收缩变形较大时，上述的裂 缝综合防治措施就不起作用，因此有必 要界定裂缝综合防治措施的使用范围， 即混凝土结构的收缩应力是否超过混凝 土的抗拉应力，进一步分析并采取相应 的措施。 对大体积混凝土，如果能够将事 前准备、事中控制、事后养护 3 个阶段 的各种因素考虑充分，并采取相应施进 行控制，就能很好的控制裂缝的产生。 归纳起来，大体积混凝土裂缝的预防控 制可概括为 4 句话：优良配比是前提， 早期养护很关键，科学施工最重要，温 控检测不能少。 42 顶进过程中抬(扎)头防治措 施 如果尺寸较小的箱涵发生扎头现 象时，可采用改善土质、增大吃土量以 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 及往涵底塞废弃混凝土枕等方法进行调 整，使其恢复正常状态；涵体如发生抬 头现象也可以通过减小吃土量，挖短横 沟或加载(将弃土向涵头堆放)等方式来 调整涵体状态。大跨度涵体顶进时如发 生扎头现象可以通过打混凝土带来调整， 如发现扎头现象时涵体离到位还有一段 距离，施工中一般都采用打