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增大截面法在涵洞加固中的應(yīng)用

所屬欄目:建筑設(shè)計論文 發(fā)布日期:2012-11-12 09:55 熱度:

  摘要:本文就福建省浦城至南平高速公路K1728+038處1-4×4m鋼筋混凝土蓋板通道涵利用增大截面的方法加固,既通過增大原構(gòu)件截面面積并增配鋼筋,以提高其承載力和剛度的方法。闡述了增大截面法在涵洞加固中的施工工藝流程和方法,以供各位同行共同探討和借鑒。

  關(guān)鍵詞:增大截面,涵洞加固,應(yīng)用

  1、工程概況

  福建省浦城至南平高速公路K1728+038鋼筋混凝土蓋板通道涵,設(shè)計為l0×h0=4.0m×4.0m,正交,分離式C20混凝土基礎(chǔ),C25混凝土墻身厚1.1m,C30鋼筋混凝土蓋板厚40cm,洞頂最大填土高度3.69m。建成通車后出口段第1、2、3節(jié)蓋板下沉,墻身錯位,最大下沉10cm,錯臺達20cm。為保證其處于完好的受力工作狀態(tài),延長使用年限,保證車輛安全通行,必須進行加固處理。設(shè)計采用L型角鋼聯(lián)接相鄰錯位涵節(jié),對涵壁鑿毛,植入HRB335Φ16鋼筋,固定HRB335Φ12@20cm×20cm鋼筋網(wǎng)片后,進行全斷面C30混凝土封閉處理。截面圖如下:

  2、施工工藝流程及施工方法

  2.1工藝流程

  施工準備→L型角鋼加固錯臺涵節(jié)→洞身側(cè)墻和蓋板底面鑿毛→澆筑底板混凝土→澆筑側(cè)墻混凝土→澆筑頂板混凝土→拆模和養(yǎng)護→澆筑通道路面→沉降縫瀝青麻筋填塞。

  2.2施工方法

  2.2.1施工準備

  1)、施工場地必須做到“三通一平”。

  2)、交通管制:涵洞上方行車道實行交通管制,避免車輛荷載影響施工和安全。

  3)、原材料檢驗:鋼筋主要采用HRB335Φ12鋼筋,水泥采用P.O42.5級水級,粗集料采用4.75~16mm和16~31.5mm(方孔篩篩孔尺寸)兩粒級摻配,細集料采用中砂。使用前各原材料必須取樣進行質(zhì)量檢驗,合格后報監(jiān)理工程師批準使用。

  4)、混凝土配合比設(shè)計:開工前必須進行混凝土配合比設(shè)計試驗,經(jīng)試配確定每立方米水:水泥:砂:4.75~16mm碎石:16~31.5mm碎石用量=175:357:633:498:747kg。

  2.2.2 L型角鋼加固錯位涵節(jié)

  對涵身錯位的沉降縫進行清理后,采用L200(寬)×20mm(厚)型角鋼聯(lián)接相鄰錯位的涵節(jié),每根角鋼長度從原涵頂至涵底,L型角鋼采用膨脹螺絲固定于相鄰臺壁,膨脹螺絲水平向為兩排,水平間距10cm,豎向間距50cm。

  2.2.3洞身側(cè)墻和蓋板底鑿毛

  為保證新舊混凝土面良好結(jié)合,以提高抗彎剛度達到補強效果,必須對原涵洞側(cè)墻面和蓋板底面進行鑿毛處理。施工時使用沖擊鉆在表面打毛坑深3~20mm,然后用水將浮塵沖洗干凈。

  2.2.4澆筑底板混凝土

  混凝土澆筑前用噴壺灑水濕潤承層面,先攤鋪一層約20cm厚混凝土,用插入式振動器振搗,再用表面振動器縱橫各一遍振平。將預(yù)先加工好的HRB335Φ12@20cm×20cm鋼筋網(wǎng)片放置在混凝土面上,再攤鋪振搗第二層混凝土至設(shè)計厚度后抹平。使用插入式振動器時,移動間距不應(yīng)超過振動器作用半徑的1.5倍,與側(cè)模應(yīng)保持5~10cm的距離,插入下層混凝土5~10cm。每一處振動完畢后應(yīng)邊振動邊徐徐提出振動棒,應(yīng)避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件。每一振動部位振搗延續(xù)時間為20~30s,以混凝土停止下沉,不再冒出氣泡,表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。使用表面振動器時,移位間距應(yīng)使振動器平板能覆蓋已振實部分10~20cm,振動板在一個位置的持續(xù)振搗時間不少于15s。振動板須由兩人提拉和移位,不得自由放置或長時間持續(xù)振動,移位控制以振動板底部和邊緣泛漿厚度3±1mm為限。

  2.2.5澆筑側(cè)墻混凝土

  1)鋼筋加工和安裝

  用沖擊鉆在側(cè)墻鉆孔植入HRB335Φ16鋼筋,間距為縱50×100cm成梅花型布置,然后將加工好的HRB335Φ12@20cm×20cm鋼筋網(wǎng)片固定在植入鋼筋上。

  2)模板安裝

  考慮到頂板混凝土施工需要,采用1.25m(縱) ×1.2m(橫)鋼模板。因為涵洞每5m一節(jié),縱向剛好分為4塊,頂板橫斷面3.6m,正好分為3塊。安裝前對底板接口處混凝土進行鑿毛和沖洗,安裝時可用已鉆孔植入的Φ16鋼筋作為內(nèi)撐,外撐用鋼管配合頂托支撐加固模板。模板不應(yīng)與腳手架發(fā)生聯(lián)系,以免腳手架上運存材料和人工操作引起模板變形。澆筑混凝土期間,設(shè)專人檢查支架和模板的穩(wěn)固情況,當發(fā)現(xiàn)有松動、變形、移位時及時處理。

  3)澆筑混凝土

  混凝土分層對稱連續(xù)澆筑,人工將混凝土送入模板內(nèi),控制混凝土自落高度不超過2m,以防止粗細集料離析。由于是薄壁結(jié)構(gòu),工作面狹小,故每塊鋼模安裝一個附著式振動器將混凝土振搗密實。

  2.2.6澆筑頂板混凝土

  由于頂板混凝土呈仰面,工作面又狹小,澆筑難度較大,因此施工時邊綁扎鋼筋邊支模邊澆筑。將端頭模板和第一片模板(橫向安裝3塊,縱向安裝1塊鋼模為一片,一個涵節(jié)正好安裝4片)固定后,將混凝土送入模板內(nèi)振搗密實,安裝第二片模板并澆填混凝土。如此連續(xù)安裝第三、四片模板澆填混凝土,直至在另一端頭封模,按此法此完成每個涵節(jié)頂板混凝土的施工。混凝土澆筑須連續(xù)進行,其綁扎鋼筋和支模等中斷時間應(yīng)小于先前混凝土的初凝時間或重塑的時間。

  由于混凝土振搗后自行坍落,新舊混凝土層間不可避免形成間隙。為了消除間隙,必須進行注漿回填。注入水泥凈漿強度等級為M30,每立方米配合比水泥:水:膨脹劑用量=1446:504:144.6kg。澆筑時在每一涵節(jié)的四角距邊緣1m和正中央處各預(yù)埋1個鋼管,共預(yù)埋5個鋼管。鋼管外徑D與注漿管直徑d相匹配,且D-d=1~2mm,其長度同混凝土厚度,拆模后將鋼管從混凝土中取出。為防止注漿時水泥漿從兩端頭間隙中溢出,端頭模板拆模后用高標號砂漿將間隙封填密實。若注漿過程還有漿液從間隙中溢出,應(yīng)及時采取封堵措施。當混凝土強度達到設(shè)計強度75%時注漿回填間隙。注漿先從四個邊角預(yù)留孔開始,最后再補注中間孔。將注漿管接入一個邊角預(yù)埋孔上,當水泥漿從相鄰的邊角預(yù)埋孔溢出,則暫停注漿,用圓狀木塞封堵注漿孔,將注漿管接在鄰孔上繼續(xù)注漿,最后再將注漿管接入中間預(yù)埋孔注漿后用木塞封堵。在不會回復(fù)壓力,確保水泥漿不會從孔中流出時,將木塞拔除,用水泥砂漿將注漿孔封嚴。

  2.2.7拆模和養(yǎng)護

  側(cè)墻混凝土強度達到2.5MPa,頂板混凝土強度達到設(shè)計強度的50%后方可脫模。脫模后灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護期為7~14天。每天灑水次數(shù)以能保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)為度,當氣溫低于5℃時,不得向混凝土面上灑水。

  2.2.8澆筑通道路面

  待現(xiàn)澆鋼筋混凝土強度達到設(shè)計強度的80%后,采用小型機具鋪筑方法進行通道混凝土新路面施工。

  2.2.9沉降縫瀝青麻筋填塞

  為防止沉降縫水分滲漏,須將沉降縫全斷面填塞瀝青麻筋。將混凝土內(nèi)預(yù)埋的2cm厚泡沫板剔除5cm后,清除縫內(nèi)浮漿、雜物并保持干燥,用浸制好的瀝青麻筋填塞沉降縫。

  3、結(jié)語

  本文所述的增大截面加固涵洞的方法經(jīng)濟、實用,它對老涵洞既沒有破壞,還能與老涵洞共同承受荷載,其安全系數(shù)大,是行之有效的方法。加固通車后,涵洞未發(fā)生任何變形和開裂,其受力性能和使用質(zhì)量大大提高。

  參考文獻

  [1] 中華人民共和國行業(yè)推薦性標準JTG/T J23-2008.公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范[S]. 北京:人民交通出版社,2008.

  [2] 中華人民共和國行業(yè)標準JTG/T F50-2011.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]. 北京:人民交通出版社,2011.

  [3] 中華人民共和國行業(yè)標準JTJ073.1-2001.公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范[S]. 北京:人民交通出版社,2001.

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