26-第一部分-第三章-涵洞工程、桥涵工程质量通病及防治措施

第一部分 第三章 涵洞工程、桥涵工程质量通病及防治措施2B313020 涵洞工程2B313021 涵洞的组成和分类一、涵洞的组成涵洞是公路路基通过洼地或跨越水沟（渠）时设置的，或为把汇集在路基上方的水流宣泄到下方而设置的横穿路基的小型地面排水结构物，它是公路上广泛使用的一种人工结构物。涵洞由洞身和洞口两部分组成，洞口包括进口和出口。洞身是涵洞的主要部分，其截面形成有圆形、矩形、拱形、箱形等。洞口建筑设置在涵洞的两端，有一字墙接跌水井、一字墙接排水沟、八字墙、端墙式和平头式等结构形式。基础的形式分为整体式和非整体式两种。涵洞的附属工程包括：锥形护坡、铺砌、路基边坡铺砌及人工水道等。二、涵洞的分类根据桥梁涵洞按跨径分类标准，涵洞的单孔跨径小于5m，但圆管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少，均称为涵洞。1.按建筑材料分类常用的有石涵、砖涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵，有时也可以用木涵、陶瓷管涵、缸瓦管涵、铸铁管涵、波形钢涵洞等。2.按构造形式分类按构造形式不同，涵洞分为圆管涵、拱涵、盖板涵、箱涵等。3.按洞顶填土情况分类按洞顶填土情况涵洞可分为洞顶不填土的明涵和洞顶填土厚度大于50cm的暗涵两类。4.按断面形状和孔数分类按断面形状涵洞可分为圆形涵、卵形涵、拱形涵、梯形涵、矩形涵、箱形涵等。按孔数分为单孔、双孔和多孔等。5.按水力性能分按水力性能分为：无压涵、半压力涵、压力涵。2B313022 涵洞施工一、混凝土和钢筋混凝土圆管涵施工1.圆管涵施工主要工序。测量放线基坑开挖砌筑圬工基础或现浇混凝土管座基础安装圆管出入口浆砌防水层施工涵洞回填及加固。2.涵管预制为保证涵管节的质量，管涵宜在工厂中成批预制，再运到现场安装，预制混凝土圆涵管可采用振动制管法、离心法、悬辊法和立式挤压法。在运输条件限制时，也可在现场就地制造。钢筋混凝土圆管成品应符合下列要求：（1）管节端面应平整并与其轴线垂直。斜交管涵进出水口管节的外端面，应按斜交角度进行处理。（2）管壁内外侧表面应平直圆滑，如有蜂窝，蜂窝处应修补完善后方可使用。（5）管节外壁必须注明适用的管顶填土高度，相同的管节应堆置在一处，以便于取用，防止弄错。3.安装管节时的注意事项（1）管节应检查合格后方可使用。（2）各管节应顺流水坡度安装平顺，当管壁厚度不一致时应调整高度使内壁齐平，管节必须垫稳坐实。（3）对插口管。接口应平直，环形间隙应均匀。并应安装特制的胶圈或用沥青、麻絮等防水材料填塞，不得有裂缝、空鼓、漏水等现象；对平接管、接缝宽度应不大于1020mm，禁止用加大接缝宽度来满足涵洞长度要求；接口表面应平整，并用有弹性的不透水材料嵌塞密实，不得有间断、裂缝、空鼓和漏水等现象。4.质量检验（5）圆管涵质量检查项目主要包括混凝土强度、轴线偏位、涵底流水面高程、涵管长度、管座宽度与厚度、相邻管节底面错口等。二、波形钢涵洞施工1.波形钢涵洞施工主要工序测量放线基坑开挖管座基础施工安装管身出人口浆砌涵洞回填及加固三、倒虹吸管施工1.倒虹吸管施工主要工序测量放线基坑开挖基坑修整与检查铺设砂垫层和现浇混凝土管座安装管节接缝防水施工竖井、出入口施工防水层施工回填土及加固。2.倒虹吸管施工注意事项（1）倒虹吸管宜采用钢筋混凝土或混凝土圆管，进出水口必须设置竖井，包括防淤沉淀井。施工时管节接头及进出水口砌缝应特别严格，不漏水。填土覆盖前应做灌水试验，符合要求后方可填土。3.质量检验（3）倒虹吸管质量检查项目主要包括混凝土强度、轴线偏位、涵底流水面高程、相邻管节底面错口、竖井尺寸、竖井高程、井壁与井底厚等。四、拱涵、盖板涵施工1.石拱涵或钢筋混凝土拱涵施工主要工序测量放样基坑开挖、排水及换填混凝土基础或浆砌基础施工拱涵涵身、台座立模灌注支立拱架，安装拱模对称灌注拱圈混凝土或浆砌拱圈养护拱圈混凝土或砂浆强度达85%设计值对称拆除拱架、拱模施做防水层涵顶对称填土夯实出入口、八字墙等附属工程施工。2.盖板涵（预制吊装）施工主要工序测量放线基坑开挖下基础浆砌墙身现浇板座吊装盖板出入口浆砌防水层施工涵洞回填及加固。3.拱涵、盖板涵的施工要求（1）拱圈和出入口拱上端墙的施工，应由两侧向中间同时对称进行。（2）钢筋混凝土、混凝土拱圈和盖板混凝土的现场浇筑施工宜连续进行，避免施工接缝，当涵身较长时，可沿长度方向分段进行，接缝应设在涵身沉降缝处。（3）就地浇筑的拱涵和盖板涵，宜采用组合钢模板，在缺乏钢木材料的情况下，可采用全部土胎。（4）拱圈砌筑砂浆或混凝土强度达到设计强度的85%时，方可拆除拱架；达到设计强度100%后，方可进行拱顶填土。（5）在拱架未拆除的情况下，拱圈砌筑砂浆或混凝土强度达到设计强度的85%时，可进行拱顶填土，但在拱圈强度达到设计强度100%后，方可拆除拱架。4.预制拱圈和盖板的安装注意事项（1）钢筋混凝土拱圈和盖板的预制，应按相关规范要求进行施工。（2）成品混凝土强度达到设计强度的85%时，方可搬运安装。（3）拱座与拱圈、拱圈与拱圈的拼装接触面，应先拉毛或凿毛（沉降缝处除外），安装前应浇水湿润，再以M10水泥砂浆砌筑。五、箱涵施工钢筋混凝土箱涵主要有预制安装和现浇施工工艺。1.现浇箱涵施工主要工序基坑开挖与基础处理砂砾垫层施工基础模板安装基础混凝土浇筑墙身及顶板混凝土施工拆模与养护进出口及附属工程施工台背填土及加固。2.箱涵施工注意事项（1）预制钢筋混凝土箱涵节段宜采用钢模板。受条件限制时，可采用木模板，但应保证足够的刚度。（2）预制钢筋混凝土箱涵节段拼装时，接缝两侧的混凝土表面应用清水冲洗干净，再按设计要求进行拼接施工。（3）预制钢筋混凝土箱涵节段的安装应注意下列事项：设计无具体要求的，成品混凝土强度达到设计强度的85时，方可搬运、安装；成品安装前，应完成成品、地基、定位测量等的验收工作。（4）涵身混凝土现场浇筑可视具体情况分为两阶段施工。先进行底板和梗肋的混凝土浇筑，然后再完成剩余部分的混凝土浇筑。当混凝土浇筑量较大，两阶段施工有困难时，也可分为三个阶段进行施工。本阶段施工的前一阶段的混凝土强度要求以及施工缝的处理，必须按相关规定办理。（5）设计无具体要求的，混凝土强度达到设计强度的85时，方可拆除支架，达到设计强度的100后，方可进行涵顶回填。3.质量检验箱涵质量检查项目主要包括混凝土强度、高度、宽度、顶底板及侧墙厚度和平整度等。六、桥涵及结构物的回填施工技术1.填筑要求桥涵台背、锥坡、护坡及拱上各种填料，宜采用透水性材料，不得采用含有泥草、腐殖物或冻土块的土。透水性材料不足时，可采用石灰土或水泥稳定土回填；回填土的分层厚度宜为0.10.2m。台背和涵洞洞身两侧的填土应分层夯实，其压实度不应小于96。台背填土顺路线方向长度，应自台身起，顶面不小于桥台高度加2m，底面不小于2m，拱桥台背填土长度不应小于台高的34倍。锥坡填土应与台背填土同时进行，并应按设计宽度一次填足。台背填土的顺序：梁式桥的轻型桥台台背填土，宜在梁体安装完成以后，在两侧平衡地进行；埋置式桥台台背填土，宜在柱侧对称、平衡地进行。2.台背及与路堤间的回填施工应符合以下规定：（1）二级及二级以上公路应按设计做好过渡段，过渡段路堤压实度应不小于96%，并应按设计做好纵向和横向防排水系统。（2）二级以下公路的路堤与回填的联结部，应按设计要求预留台阶。（3）台背回填部分的路床宜与路堤路床同步填筑。（4）桥台背和锥坡的回填施工宜同步进行，一次填足并保证压实整修后能达到设计宽度要求。3.涵洞回填施工应符合以下规定：（1）洞身两侧，应对称分层回填压实，填料粒径宜小于150mm。（2）两侧及顶面填土时，应采取措施防止压实过程对涵洞产生不利后果。4.填筑方法（1）桥台台背填筑的方法采用水平分层填筑的方法，人工摊铺为主，分层松铺厚度宜小于20cm。当采用小型低等级夯具时，一级以上公路松铺厚度宜小于15cm。压实尽量使用大型机械，在临近桥台边缘或狭窄地段，则采用小型夯压机械，分薄层认真夯压密实。为保证填土与桥台衔接处的压实质量，施工中可采用夯压机械横向碾压的方法。（2）涵洞回填一般要求涵洞完成后，当涵洞砌体砂浆或混凝土强度达到设计强度的85时，方可进行涵洞洞身两侧的回填。涵洞洞身填土每侧长度不应小于洞身填土高度的一倍，亦不应小于设计值，应同时、水平、分层、对称地进行填筑，压实度不应小于96%。涵洞两侧紧靠涵台部分的回填土不得用大型机械施工，宜采用人工配合小型机械的方法夯填密实。用机械填土时，除应按照上述规定办理外，应视通过涵顶筑路机械重力的大小确定涵顶最小的填土厚度，一般情况下，涵顶填土厚度必须大于0.51.0m时，方允许机械通过。（3）拱涵的填筑方法回填土时，拱圈粘土保护层做好后，于拱涵两侧进行填筑，按层厚1020cm对称水平摊铺压实；当填筑到拱脚处时，先填筑拱涵孔径宽度的拱顶部分，然后自对称水平层填筑压实两侧缺口部分。填筑拱顶3m以下时，只可采用无振动碾压。回填石时，可采用分层填筑法和片石套拱法。分层填筑法是在20cm粘土保护层外的拱涵两侧各3m及拱顶以上1.8m范围内，选用粒径不大于1.5cm的混合料，先填两侧至拱脚，再填拱顶至一定高度，然后填拱脚以上的两侧缺口。（4）涵管处的填筑方法涵管两侧对称水平分层填筑，层铺厚度以15cm为宜。填土初期轻压，采用小型夯压机或人工夯实，至管顶填高60cm后，按一般路基压实要求碾压。（5）挡土墙墙背的回填方法挡土墙墙趾部分的基坑，应及时回填压实，并做成向外倾斜的横坡。填土过程中防止水的侵害。回填结束后，顶部应及时封闭。【例-多选题】圆管涵质量检查项目除混凝土强度、轴线偏差外，还包括（）。A.涵管长度B.涵管厚度与涵顶填土厚度C.管座宽度与厚度D.相邻管节底面错口E.涵底流水面高程网校答案：ACDE2B313030 桥涵工程质量通病及防治措施2B313031 钻孔灌注桩断桩的防治一、原因分析1.混凝土坍落度小，离析或石料粒径过大，导管直径较小（一般为2035cm），在混凝土浇筑过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前未能疏通好，当提导管时，形成断桩。2.由于测量及计算错误，致使导管底口距孔底距离较大，使首批灌注的混凝土不能埋住导管，从而形成断桩。3.在导管提拔时，由于测量或计算错误，或盲目提拔导管使导管提拔过量，从而使导管拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆或泥浆与混凝土的混合层中，形成断桩。4.提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。5.导管接口渗漏致使泥浆进入导管内，在混凝土内形成夹层，造成断桩。6.导管埋置深度过深，无法提起或将导管拔断，造成断桩。7.由于其他意外原因（如机械故障、停电、塌孔、材料供应不足等）造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管内混凝土初凝堵管或孔内顶面混凝土初凝不能被新灌注混凝土顶升而被顶破，从而形成断桩。二、防治措施1.混凝土要求和易性好，坍落度要控制在1822cm，对混凝土方量大，浇筑时间长的大直径长桩，混凝土配合比中宜掺加缓凝剂。导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定，尽量采用大直径导管。2.认真测量和计算孔深与导管长度，下导管时，底口距孔底的距离控制在2540cm之间（注意导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中），同时要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1.0m。3.在提拔导管时要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管的长度，认真计算提拔导管的长度，严禁不经测量和计算而盲目提拔导管。4.在钢筋笼制作时，一般要采用对焊，以保证焊口平顺。当采用搭接焊时，要保证焊缝不要在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡住导管。5.导管使用前，要对导管检漏和抗拉力试验，以防导管渗漏。6.在灌注过程中，导管的埋置深度一般控制在2.06.0m的范围内，防止导管埋置深度过深。7.关键设备（混凝土搅拌设备、发电机、运输车辆）要有备用，材料（砂、石、水泥等）要准备充足，以保证混凝土能连续灌注。2B313032 钢筋混凝土梁桥预拱度偏差的防治一、原因分析1.现浇梁：由于支架的形式多样，对地基在荷载作用下的沉陷、支架弹性变形混凝土梁挠度等计算所依据的一些参数均是建立在经验值上，因此计算得到预拱度往往与实际发生的有一定的差距。2.预制梁：一方面由于混凝土强度的差异、混凝土弹性模量不稳定导致梁的起拱值的不稳定、施加预应力时间差异、架梁时间不一致，导致预拱度计算各种假定条件与实际情况不一致，造成预拱度的偏差，另一方面理论计算公式本身是建立在一些试验数据的基础上的，理论计算与实际本身存在细微偏差。第三是施工工艺的原因，如波纹管竖向偏位过大，造成零弯矩轴偏位，则最大正弯矩发生变化较大，导致梁的起拱值过大或过小。二、预拱度偏差防治措施1.提高支架基础、支架及模板的施工质量，确保模板的标高无偏差；2.加强施工控制，及时调整预拱度误差；3.严格控制张拉时的混凝土强度，控制张拉的试块应与梁板同条件养护，对于预制梁还需控制混凝土的弹性模量；4.要严格控制预应力筋在结构中的位置，波纹管的安装定位应准确；控制张拉时的应力值，按要求的时间持荷；5.张拉千斤顶定期标定，钢绞线伸长值的计算应采用同批钢绞线弹性模量的实测值；6.预制梁存梁时间不宜过长，控制预制梁与桥面系铺装的龄期差。2B313033 钢筋混凝土结构构造裂缝的防治一、原因分析1.材料原因（1）水泥质量不好，如水泥安定性不合格；浇筑后导致产生不规则的裂缝；（2）骨料含泥料过大时，随着混凝土干燥、收缩，出现不规则的花纹状裂缝；（3）骨料为风化性材料时，将形成以骨料为中心的锥形剥落。2.施工原因（1）混凝土搅拌时间过长，运输时间过长，导致整个结构产生细裂缝；（2）模板移动鼓出将使混凝土浇筑后不久产生与模板移动方向平行的裂缝；（3）基础与支架的强度、刚度、稳定性不够引起支架下沉、不均匀下沉，脱模过早，导致混凝土浇筑后不久产生裂缝，并且宽度也较大；（4）接头处理不当，导致施工缝变成裂缝；（5）养护问题，塑性收缩状态将会在混凝土表面发生方向不定的收缩裂缝，这类裂缝尤以大风、干燥天气最为明显；（6）在混凝土高度急变以及钢筋保护层较小部位，由于振捣或析水过多造成沿钢筋方向的裂缝；（7）大体积混凝土未采用缓凝和降低水泥水化热的措施、使用了早强水泥的混凝土，受水化热的影响浇筑后23d导致结构中产生裂缝；同一结构物的不同位置温差大，导致混凝土凝固时因收缩所产生的收缩应力超过混凝土极限抗拉强度或内外温差大，表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度而产生裂缝；（8）水灰比大的混凝土，由于干燥收缩，在龄期23个月内产生裂缝。2B313034 桥面铺装病害的防治一、原因分析桥面铺装病害形成原因：梁体预拱度过大，桥面铺装设计厚薄难以调整施工允许误差；施工质量控制不严，桥面铺装混凝土质量差；桥头跳车和伸缩缝破坏引起的连锁破坏；桥梁结构的大变形引起沥青混凝土铺装层的破坏；水害引起沥青混凝土铺装的破坏；铺装防水层破损导致桥面铺装的破坏等。桥面铺装常规性破坏与一般路面破坏原理相同。二、防治措施1.常规破坏同路面通病防治。2.加强对主梁的预拱度控制，避免出现预拱度过大。3.加强桥面铺装施工质量控制，严格控制钢筋网的安装。4.提高桥面防水混凝土的强度，避免出现防水混凝土层破坏。5.应严格按桥面排水设计进行施工；优化桥面铺装的混凝土配合比设计，选用优质集料，提高桥面铺装的施工和养护质量。2B313035 桥梁伸缩缝病害的防治一、原因分析桥梁伸缩缝是使车辆平稳通过桥面并且满足桥梁结构变形的一整套装置，由于它是桥梁结构间过渡以及桥梁结构与桥台过渡的可伸缩连接装置。一方面要满足桥梁结构伸缩功能；另一方面要满足车辆通行的承载需要。桥梁伸缩缝受力复杂，是结构中的薄弱环节，经常出现竣工后不久即发生损坏。导致损坏的因素有：1.交通流量增大，超载车辆增多，超出了设计。2.设计因素包括：将伸缩缝的预埋钢筋锚固于刚度薄弱的桥面板中；伸缩设计量不足，以致伸缩缝选型不当；设计对伸缩装置两侧的填充混凝土、锚固钢筋设置、质量标准，未做出明确的规定；对于大跨径桥梁伸缩缝结构设计技术不成熟；对于锚固件胶结材料选择不当，导致金属结构锚件锈蚀，最终损坏伸缩缝装置。3.施工因素包括：施工工艺缺陷；锚件焊接内在质量；赶工期忽视质量检查；伸缩装置两侧混凝土强度、养护时间、粘结性和平整度未能达到标准。伸缩缝安装不合格。4.管理维护因素包括：通行期间，填充到伸缩缝内的外来物未能及时清除，限制缩缝功能导致额外内力形成；轻微的损害未能及时维修，加速了伸缩缝的破坏；超重车辆上桥行驶，给伸缩缝的耐久性带来威胁。2B313036 桥头跳车的防治一、原因分析桥头跳车原因是桥台为刚性体，桥头路基为塑性体，在车辆长期通过的影响及路基填土自然固结沉降下，桥台与桥头路基形成了高差导致桥头跳车。主要影响因素有：1.台后地基强度与桥台地基强度不同，台后