淺談涵洞設(shè)計(jì)與施工中的質(zhì)量問題
摘要：對于高等級公路建設(shè)中，涵洞設(shè)計(jì)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(jià)與工程質(zhì)量。本文主要結(jié)合多年的工作實(shí)踐，闡述了涵洞設(shè)計(jì)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(jì)；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(diǎn)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(jià)低，而且便于工廠批量預(yù)制；缺點(diǎn)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(jià)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(diǎn)為：凈空高、過水能力大能經(jīng)的起山洪考驗(yàn)，且可就地取材、造價(jià)便宜；當(dāng)跨徑比較大、承載能力大時(shí)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。缺點(diǎn)：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(jì)涵洞無法滿足農(nóng)村生產(chǎn)設(shè)備通行要求，且設(shè)計(jì)成高架橋跨越時(shí)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(diǎn)有：能較好的適用于多種地形、地勢，且工程造價(jià)低；易于設(shè)計(jì)和施工；對環(huán)境破壞小，使總體設(shè)計(jì)更加合理。
1.2涵洞孔徑的確定
涵洞孔徑大小的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)應(yīng)滿足如下要求：涵洞長度為15m～30m時(shí)，其孔徑大小應(yīng)大于1.0m；當(dāng)長度介于30m～40m之間時(shí)，其孔徑宜大于1.25m；長度大于40m時(shí)，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(jì)中應(yīng)考慮以下問題：1）在結(jié)構(gòu)受力計(jì)算時(shí)，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(shí)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(jì)相符，并檢測地基承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢查合格后，應(yīng)報(bào)送駐地監(jiān)理驗(yàn)收，同意后及時(shí)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(shí)間小低于規(guī)定的最少攪拌時(shí)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(jì)要求時(shí)，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�；滋幚矸椒椋翰捎闷獾�，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(shí)，會造成蓋板底部出現(xiàn)橫向裂縫。原因有：
1）蓋板預(yù)制時(shí)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(shí)，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?yàn)椋?/p>
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(shí)度不合格。原因有：
1）碾壓機(jī)具壓實(shí)功率不足；
2）分層灑水不夠或超灑，填料壓實(shí)時(shí)不在最佳含水量，有回彈或翻漿現(xiàn)象發(fā)生；
3）回填時(shí)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(shí)；
6）臺背回填壓實(shí)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(shí)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(shí)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(gè)薄弱的部位，壓路機(jī)難以碾壓到位，且碾壓時(shí)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(shí)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(shí)仍按規(guī)范要求逐層碾壓使壓實(shí)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
