公路预制装配式混凝土箱涵施工技术

张海刚

（张家口路桥建设集团有限公司，河北 张家口 075000）

0 引言

公路沿线往往存在很多箱涵，以往多采用现浇箱梁，不仅施工效率低、质量差，而且会给当地自然环境造成很大影响。预制装配式箱梁技术的出现从根本上改善了现浇技术存在的问题，在保证质量的前提下，能有效缩短工期，减少或避免环境污染。

1 工程概况

某公路工程在当地路网中占据十分重要的地位，共设置296 道预制装配式箱涵，主要有以下3 种结构形式：单构件，尺寸为2.0m×1.5m；四构件，尺寸为3.0m×2.2m；四构件，但尺寸和第二种有所不同，为4.0m×3.0m。所有构件均包含长度为3m的标准节与长度为1m的调节段。

2 地基处理与垫层施工

地基处理与垫层施工按照以下工艺流程进行：场地平整→测量放线→基坑开挖换填砂与水泥搅拌桩施工→砂垫层施工→垫层模板支设→垫层混凝土浇筑→模板拆除与混凝土养护。施工开始前，将箱涵所在位置地表存在的杂草清理干净，并做好场地平整。施工前应先检测地基承载能力，若不达标，应采用换填的方法进行处理，必要时也可采用水泥搅拌桩的方法处理。如果采用换填的方法，则应严格按照图纸要求进行基坑开挖，其间注意放坡，采用砂砾进行换填，换填完成后用小型压路机连续碾压，对压路机难以到达的部位需要由人工夯实。换填应分层进行，分层厚度按照不超过30cm 控制；如果采用水泥搅拌桩技术进行处理，需结合桩长与超灌数量对施工所需水泥数量进行计算，以保证桩长和桩径及成型后强度都能达到设计要求。将砂垫层铺设完成后，应将其压实平整。当采用浇筑垫层时，需做好测量放样与模板支设，并在浇筑施工中做好伸缩缝留设，严格控制进出口的实际标高[1]。

3 箱涵预制

箱涵预制严格按照以下工艺流程进行：模板进场→底部模板安装与调平→钢筋绑扎与钢筋骨架吊装→外模安装→预埋件安装→内模安装→混凝土浇筑→模板拆除与混凝土养护→成品保护与翻转。

在实际箱涵预制施工中，应严格注意以下几方面要点：

（1）按照设计图纸，对全体人员开展详细的技术交底，确保全体作业人员熟悉施工技术及要求。

（2）模板进场后做好检查验收，经检验确认合格后进行试验性拼装，对于检查及试验拼装不合格的模板需实施优化处理，或直接予以退场。将检查合格的底部模板按照编号放置到要求的位置，并做好调平，使其横纵方向均处于同一个水平面。

（3）利用胎架进行钢筋笼绑扎施工，绑扎完成后从胎架上吊离，对搭接接头予以翻转焊接，并按照要求绑扎好混凝土垫块，最后将成品吊装到底部模板上。

（4）安装外模前应先做好打磨，并均匀涂刷一层脱模剂，经检查无误后再进行吊装，将外模吊装到指定位置后，安装弯螺栓套管及吊环[2]。

（5）安装内模前也要做好打磨和涂刷脱模剂，将内模安装完成后，应检查其垂直度和对角线尺寸。经检查确认合格后，方可开始下一道工序的施工。

（6）混凝土坍落度应严格控制在160～200mm 范围内，如果坍落度过大，可能在顶部聚集大量水泥浆，对箱涵强度造成不利影响；浇筑应使用料斗进行，每片箱涵的浇筑都应保持连续；在浇筑的同时做好振捣，具体采用插入式振捣，并遵循快插慢拔原则，确保混凝土内部气泡全部排出，并防止过振与漏振。完成浇筑与振捣进行压光收面，使顶面保持平整。

（7）在拆模过程中，应进行分块拆除，不可使用蛮力，以免造成构件损坏。模板拆除完成后应及时包裹一层土工布和塑料膜，并设置喷淋管道，派专人进行养生[3]。

（8）待箱涵浇筑完成的混凝土实际强度满足设计要求后，对竖立构件沿水平方向进行翻转，然后将设置在端头的吊环切除，放到指定地点存放。

4 箱涵安装

（1）垫层施工完成且强度达到要求后，将其表面清扫干净，然后开始测量放样，并浇筑一层C30混凝土作为找平层，以准确找出各箱涵的具体位置，做好明显的标记。

（2）在连接缝与沉降缝处铺设一道橡胶止水带，并在顶面均匀涂刷一层黏结胶；箱涵吊装按照从高到低的方向进行，并逐节段安装到位；运输到现场的箱涵应尽快吊装到指定位置，在吊装过程中要做到轻拿轻放，以免造成箱涵损伤；所有连接缝都应达到对口整齐，使螺栓杆可以顺利穿入，最后装好垫板，并将螺栓拧紧。

（3）箱涵的内外缝中都应按照要求塞入沥青麻絮，之后用强度不低于M15 的砂浆进行封堵，并将其抹平。螺栓口也要使用砂浆做好封堵，并粘贴一道橡胶止水带。完成以上步骤后需将箱涵顶部的吊环拆除，并打磨平整，最后用砂浆进行必要的防腐处理[4]。

（4）在箱涵外侧连续涂刷3层沥青油。

5 关键工序施工控制

5.1 模板制作与安装

在模板制作与安装施工中，应注意以下各项技术要点：

（1）模板设计过程中要注意钢板和槽钢的厚度，其中槽钢主要用作模板背楞。除此之外，应尽可能减小背楞之间的距离，采用提高模板刚度的方式使浇筑完成的混凝土有良好的平整度。

（2）模板要采用专门的定型模板，准确放出弯螺栓槽口与铰接缝面，所有模板都要有良好的刚度、洁净度及平顺度。

（3）模板在每次使用前都要进行除锈，无论底部模板、侧面模板，还是内侧模板，都应均匀涂抹一层脱模剂，以防止浇筑完成后的混凝土和模板表面发生粘贴，导致拆模后混凝土产生麻面。

（4）模板必须有足够刚度，以防在施工中发生变形，同时应保证构件预制成型后的精度。为防止漏浆给箱涵外观质量造成影响，还需在模板之间的接缝上粘贴一层2cm宽的胶条。

（5）将内、外模板均安装到位后，检查模板及箱涵尺寸，确认是否保持一致，同时检查模板的实际垂直度。此外，内模应利用可调支撑杆予以加固，避免模板在施工中产生变形[5]。

5.2 钢筋施工

在钢筋施工中，应注意以下各项技术要点：

（1）主筋连接方式为气体保护焊，焊缝长度应严格按照相关规范来确定和控制。

（2）为了使骨架中所有钢筋间连接紧固，应保证十字交叉部位牢固相连，每个连接点都应使用气体保护焊的方法相连。

5.3 混凝土施工

在箱涵混凝土施工中，应注意以下各项技术要点：

（1）为有效保证箱涵外观质量，尽可能地减少施工缝数量，在浇筑的同时做好振捣，使浇筑保持连续，做到一次性成型。

（2）在浇筑施工中，需在模板周围均匀布料，分层厚度一般按照不超过30cm 控制。实际布料速度应和振捣良好配合，具体振捣持续时间以混凝土不再下沉和表面保持平坦为准。振捣棒和侧模之间应有一定间隔距离。对上层进行振捣时，要将振捣棒插入到下层内部一定深度，以免振捣完成后产生明显的接缝。

（3）待混凝土振捣结束且达到收浆以后做好覆盖与洒水养生。浇筑完成的混凝土实际强度不低于2.5MPa后，方可拆除模板，一般需要1.5d的时间[6]。

（4）在模板拆模过程中应派专人监督、指挥，确保箱涵表面与棱角处不受损坏。

（5）在养生过程中应先用塑料薄膜进行包裹，然后覆盖一层土工布，同时通过洒水确保混凝土表面始终处于湿润状态，注意不可干湿交替。

（6）当施工必须在冬季进行时，应借助保温棚与蒸汽发生器实施保温养护，并安排专人做好温度记录，以免温度剧烈变化导致箱涵开裂。

5.4 构件存放和运输

在箱涵构件存放与运输过程中，应注意以下各项要点：

（1）在构件装车过程中，需要在构件与车厢之间的接触处设置垫木，以免发生磕碰；在预制构件的实际强度符合设计要求后，即可进行运输；在构件运输中，应采取有效的缓冲和加固措施，同时依据吊环位置适当调整运输方式，严格防止损坏或磕碰[7]。

（2）将构件运输到存放区后，需在枕梁和构件之间的接触点上设置木板，以免构件之间发生碰撞与挤压。

5.5 构件组装

在箱涵构件组装过程中，应注意以下各项要点：

（1）构件组装要严格按照方案和计划进行，在正式组装之前要做好试验性组装，同时制定详细的方案，并做好交底，必要时可通过设置脚手架或采用手拉葫芦加以固定，以确保构件保持稳定。

（2）将构件组装完成后，应做好质量检查，具体检查项目与要求为：①构件长度，偏差不能超过0～5mm 范围；②壁厚，偏差不能超过-3～5mm 范围；③轴线偏位，不能大于50mm；④结构长度，偏差不能超出-50～100mm范围；⑤底面高程，偏差不能超出-10～10mm范围；⑥垫层宽度与厚度，均不能小于设计值[8]。

5.6 回填施工

回填施工应注意以下各项要点：

（1）待构件强度符合设计要求后，才能开始回填施工。

（2）在结构撑脚区进行回填施工时，应使用密度较高的砂，将其压实。

（3）在结构侧墙区进行回填施工时，需在侧面1m内借助小型压实机具进行分层碾压，这一区域内一般不可使用大型机具进行碾压。

（4）在实际回填过程中，只有在填土厚度达0.5～0.8m的情况下才能借助小型压路机实施碾压。

（5）对侧墙区与顶部填土进行碾压时，具体碾压方向应和箱涵中轴方向保持平行。

5.7 施工技术水平提升方法

在实际施工中，可采取以下方法提高施工技术水平，保证工后效果：

（1）对于混凝土凿毛，以抛丸方式的效果较好。

（2）采用气体保护焊方法进行施工时，能避免采用电弧焊施工存在的烧伤及焊渣等方面的问题。

（3）混凝土养生方法以蒸汽发生器为主，只有在连续养生6h，使混凝土强度达到设计要求至少80%后，才能对构件实施吊装与移存。

（4）箱涵侧板与顶板的存放可引入二维码识别技术。

（5）通过在穿模板钢筋周围设置橡胶皮或在安装完成后打入发泡胶的方式来防止漏浆现象的发生。

6 结语

综上所述，装配式箱梁在我国公路工程建设中属于一项创新技术，能良好地适应当前的标准化与工厂化等主流发展方向，可以提高工程的建设质量、效率与效益，在除公路工程以外的很多领域都有广泛的应用及发展前景。相较于传统意义上的现浇箱梁，装配式箱涵更加符合创新性思维与绿色交通理念，通过在工厂中预制，能减小环境污染，并缩短工期，对我国交通行业打造科技示范工程、建设绿色公路均有重要意义。