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摘要:钢筋混凝土圆管涵不仅力学性能好,而且构造简单、施工方便、工期短、造价低。但在交付使用后,绝大多数圆管涵在不同程度上发生了多种病害.从结构与工艺、施工两方面分析钢筋混凝土圆管涵病害产生的原因,并提出相应的防治措施。
关键词:钢筋混凝土圆管涵;病害分析;防治
1 钢筋混凝土圆管涵的结构特点及使用要求
钢筋混凝土圆管涵是常用于排泄公路两侧水流及疏导水流进行灌溉的人工构造物,受到垂直土压力、施工荷载、运营期间的行车荷载、管节自重、侧向约束力的共同作用。因此涵洞必须具备如下特点:①应有足够的洪水排泄能力。保证在设计洪水水位的情况下,顺利、快捷地排除公路两侧的水流,不使路基长时间受到水的浸泡和冲刷。②应有坚固的整体强度和具有一定刚度。保证在设计荷载的作用下,构件不被破坏、产生位移和变形。③应有较高的可靠性和耐久性。
2 钢筋混凝土圆管涵常见的病害形式
2.1 管节贯通性(径向、纵向)裂纹或断裂、边缘破损、缺口。
2.2 管节一端或整个沉陷、错口、分裂,管节缝隙的沥青麻絮脱落。
2.3 有裂缝、沉陷等原因造成水从管节接口处渗漏,流水冲刷垫层、基座和路基,形成洞外排水。
2.4 端墙或翼墙向外倾斜、断裂、破碎,表面脱落,向外渗漏水。
2.5 洞口铺砌破裂、倒塌,水从涵底铺砌层下面水流出,造成涵底空洞,在行车荷载作用下,导致涵洞整体下沉。
2.6 涵洞两侧路基沉陷,出现跳车现象。
3 钢筋混凝土圆管涵病害产生原因分析
3.1 结构与工艺的原因 ①钢筋混凝土圆管涵为刚性管节,其强度只能依靠管节下的垫层或基座来保持,当有不均匀沉降时,就会造成管节接头错口,或由于管节接口处抗剪能力很小,当涵管两侧路基土在填筑和夯实不均匀时,在行车荷载作用下,致使某此管节产生侧向位移,于是管节接口部位就产生错口,水就从此错口中渗漏出去。②翼墙、端墙的墙体厚度偏薄,墙背面坡比小,墙体自重轻,抗倾覆力距小,在墙后路基压力之下,特别是当涵洞偏短、路基边坡陡,路肩上有重车行驶时,或由于墙体基础入土深度浅,造成墙的冻土和冲刷,致使墙体向外倾斜,直至倒塌。
3.2 施工原因 ①采购劣质钢筋混凝土管节,由于强度低,多数管材在运输和安装过程中就出现径向和纵向贯通的大裂纹,使涵洞还未交付使用留下病害隐患。②施工单位不按设计文件和施工规范要求,违章操作。如洞身两侧路基土不对称,又不均衡分层填筑和夯实,过早通车或单侧通车等。③施工时偷工减料。如水泥砂浆标号低于设计要求,基础入土深度浅等。④施工单位对洞口铺砌的施工,思想上不重视,认为是小工程,采取应付、马虎等态度。
4 钢筋混凝土圆管涵病害的预防措施
4.1 为保证管节质量,购买时应注意以下几个方面问题: ①管径及长度尺寸是否符合设计要求。②是否有破损或贯通裂缝,表面是否有严重的蜂窝孔、麻面和混凝土松散现象及钢筋外露。 ③管节两端是否平整。 ④管节强度是否达到设计强度。
4.2 满足上述所有要求,经施工单位自检和监理工程师验收合格后,方可吊装。吊装工作由人工配合挖掘机完成,管节的安装由下游涵节向上游推移,每节涵管应紧贴与基座上,使涵管受力均匀。且所有管节应按正确的轴线和坡度敷设。在吊装过程中应注意避免人为的损伤和破坏。
4.3 涵管之间的接缝不大于10mm,禁止加大接缝宽度来满足涵长的要求。用沥青麻絮填接缝的内外侧,形成柔性封闭层。在用两层15mm宽的浸透沥青的油毛毡包缠接缝部位。
4.4 合理选择钢筋混凝土圆管涵管座型式。对比公路圆管涵一般采用的120°弧形混凝土管座(图1)与市政排水管通常采用的180°管座(图2)可知,采用120°的管座管底受负弯矩,只能防止不均匀沉降,并不能改善管的受力情况,故建议采用市政排水管通常采用的180°管座,因为横向边界变形的制约是抑制圆管涵开裂的关键,180°的管座能提供横向水平向内制约力。
4.5 洞口铺砌用钢筋混凝土板代替目前的浆砌块(片)石,并保证与端墙、翼墙连接牢固,缝隙紧密。端墙、翼墙的厚度尺寸与墙背面坡度应以保证墙体具有足够的抗倾覆力距。
4.6 当墙体的强度达到设计强度的70%以上时,方可按规范要求进行对称回填,回填时采用分层回填,每层松铺厚度15cm,夯实后压实度应达到95%。www.tmgc8.com
4.7 对文件设计中的不适之处,及时与设计人员协调,消除先天性的隐患。
4.8 施工单位必须严格按照《桥涵施工技术规范》和设计文件中的要求进行施工,杜绝偷工减料和使用不合格材料。
参考文献
[1] JTJ021-89公路桥涵设计通用规范[M].北京:人民交通出版社,1998.
[2] JTJ041-89公路桥涵施工技术规范[M].北京:人民交通出版社,1998.
[3]王革立. 控制钢筋混凝土圆管涵裂缝产生的对策[J].岩土工程界,2001,9.
王金彪
(甘肃省建设监理公司, 甘肃兰州 730000)