[分享]城市地下管廊预制箱涵设计、制造、施工手册(一)

发表于2017-09-30     3532人浏览     2人跟帖     总热度:983  

  
箱涵设计

1.箱涵的壁厚
    箱涵壁厚对承载能力、材料用量、产品重量、施工工法、工程成本等有很大的影响。因此,合理确定箱涵的壁厚较为重要。
    对箱涵壁厚影响因素最大的是箱涵内宽和箱涵使用中埋设的深度。箱涵在地下综合管廊中应用最多的管顶埋设深度是3~4m,故箱涵多以3~4m 的埋设深度来确定箱涵的壁厚。
    目前工程设计中常存在箱涵壁厚设计过厚的情况,如图所示。在3~4m 的埋设深度范围内,单舱箱涵内宽2400mm,壁厚400mm,断面尺寸明显与工况不匹配,壁厚定得过厚。
城市地下管廊预制箱涵设计、制造、施工手册(一)_1
    参照几年来的工程实践,笔者推荐选用表中的箱涵壁厚,再根据具体工程条件适当进行调整。
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    侧板的厚度从结构受力上可以比顶板、底板减薄,内侧板因基本为受压结构,故可以更多地减薄,以利于减轻构件的总重量。但在单舱混凝土箱涵生产中,为了提高钢模的利用率,一套钢模可以调整高、宽制作多种规格的箱涵,单舱箱涵侧板通常采用与顶板、底板相同的壁厚。
    底板厚度不宜大于顶板厚度,一般取相同厚度。
2. 箱涵接口设计
(1)端面密封接口设计
   纵向锁紧端面密封接口如图2、图所示。和工作面密封接口一样,箱涵一端为承口,另一端为插口(也可为平面),承口和插口尺寸偏差精度要求不高,但两端端面既有平整度的要求,又有平行度的要求。
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    端面接口密封材料常用弹性胶条,其宽度为20×30mm、高为20mm25mm。胶条的性能与用于混凝土管胶圈相似,为弥补箱涵构件端面混凝土存在的气泡或小凹坑,弹性胶条的对接表面可胶接5mm厚的遇水膨胀胶料,使其水胀性能填充气泡和凹坑,防止接口渗水。

(2)工作面密封接口设计
    工作面密封接口在圆形混凝土管中广泛应用,但箱涵为矩形接口,与圆形相比,安装较为困难,对中不易,接口间隙偏差会加大,因而,应针对箱涵特点,改进工作面密封接口的设计。
    要保持柔性接口在使用寿命期内具有足够的闭水性,应使胶圈工作状态的物理性能保持在一个合理水平上,这与设计的接口工作面间隙(简称接口间隙)、胶圈直径及胶圈压缩率密切相关。
    接口间隙大则胶圈尺寸规格也大,相同的压缩率下在工作面上可产生较大的压缩接触面和接触压力,对接口的变位适应性强,增大接口的密封效果、减小胶圈使用的物理疲劳,有利于管道长期保持良好的闭水性能。因此,箱涵工作面密封接口设计中应加大工作面的间隙和胶圈高度,
    带胶圈槽接口如图所示。胶圈三相受挤,增加反力PS,加大了胶圈对工作面表面的挤压接触应力,有利于提高接口的抗渗能力。因此,在接口抗渗要求严格的管道中建议采用带胶圈槽接口。在中、大型地下综合管廊工程中应优先选用带胶圈槽楔形胶圈密封接口。
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(3)多功能密封接口设计
    为了提高箱涵接口密封的可靠性,发挥端面密封和工作面密封各自的优点,设计了多功能接口,如图所示。
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多功能接口在接口工作面及端面都安装了胶圈,经压缩分别形成工作面密封及端面密封,提高了接口密封的可靠性。多功能接口还具有以下优点:
①在二个胶圈间的适当位置,安装带螺纹的连接接头,上下各一个,在生产工厂或工地现场与水泵连接后可对胶圈之间的空腔充水和加压,检验接头的抗渗密封效果。
地下综合管廊的设计使用年限为100 年,密封胶圈的耐老化性能成为关键,使用数十年后,橡胶的应力松弛、物理性能变化、弹性对混凝土面的挤压应力是否还能满足接口抗渗要求等成为疑问,而多功能接口不但具有现时接口质量可检性,而且还具备接口质量的可补性。当接口中使用的胶圈性能不能满足接口抗渗要求时,可拧开上下接口检验进水通道的螺帽,吹净其中水分和杂物,接上灌浆设施,向两个胶圈之间的空腔内灌注防水密封胶液,形成二次柔性密封接口。
地基基础的沉降或地震等因素都具有不可完全预见性,尽管设计中做了充分的考虑,但意外事故还是时有发生。当管道发生不均匀沉降、接口产生超出设计允许的位移变量时,原先的柔性接口可能不再能达到抗渗漏要求。此时,多功能接口可发挥其接口质量可补性作用,按上述中的操作过程,即可形成二次柔性密封接口。因而,多功能接口特别适用于软弱地基地区和地震多发地区。
箱涵生产流程
1.流程图
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制作工艺流程图

2.图示生产步骤和细节操作

钢筋下料

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钢筋固定绑扎
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钢筋焊接
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钢筋网片存放
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钢筋吊装放入模具内
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模具组合
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混凝土浇筑
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蒸养后吊出
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人工修补
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喷绘标识
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芯模震动工艺生产混凝土箱涵
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改进后的弯起筋配置方法
箱涵生产易出问题解决办法
一、蜂窝
  1. 现象
    混凝土结构局部出现酥松、砂浆少、石子多、石子之间形成空隙类似蜂窝状的窟窿。
2.产生的原因
(1)混凝土配合比不当或砂、石子、水泥等到材料计量不准,造成砂浆少、石于多;
(2)混凝土搅拌时间不够,未拌合均匀,和易性差,振捣不密实;
(3)下料不当或下料过高,未设串通使石子集中,造成石子砂浆离析;
(4)混凝土未分层下料,振捣不实,或漏振,或振捣时间不够;
(5)模板缝隙未堵严,水泥浆流失;
(6)钢筋较密,使用的石子粒径过大或坍落度过小;
(7)基础、柱、墙根部未稍加间歇就继续灌上层混凝土。
3.防治的措施
(1)认真按设计要求,严格控制混凝土配合比,经常检查,做到计量准确,混凝土拌合均匀,坍落度适合;混凝土下料高度超过2m应设串筒或溜槽;浇灌应分层下料,分层振捣,防止漏振;模板缝应堵塞严密,浇灌中,应随时检查模板支撑情况防止漏浆;基础、柱、墙根部应在下部浇完间歇1~1.5h,沉实后再浇上部混凝土,避免出现“烂脖子”。
(2)小蜂窝:洗刷干净后,用1:2或1:2.5水泥砂浆抹平压实;较大蜂窝,凿去蜂窝处薄弱松散颗粒,刷洗净后,支模用高一级细石混凝土仔细填塞捣实,较深蜂窝,如清除困难,可埋压浆管、排气管,表面抹砂浆或灌筑混凝土封闭后,进行水泥压浆处理。
二、麻面
  1. 现象
    混凝土局部表面出现缺浆和许多小凹坑、麻点,形成粗糙面,但无钢筋外露现象。

2.产生的原因
(1)模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理干净,拆模时混凝土表面被破坏;
(2)模板未浇水湿润或湿润不够,构件表面混凝土的水分被吸去,使混凝土失水过多出现麻面;
(3)摸板拼缝不严,局部漏浆;
(4)模扳隔离剂涂刷不匀,或局部漏刷或失效.混凝土表面与模板粘结造成麻面;
(5)混凝土振捣不实,气泡未排出,停在模板表面形成麻点。
3.防治的措施
(1)模板表面清理干净,不得粘有干硬水泥砂浆等杂物;浇灌混凝土前,模板应浇水充分湿润;模板缝隙,应用油毡纸、腻子等堵严;模扳隔离剂应选用长效的,涂刷均匀,不得漏刷;混凝土应分层均匀振捣密实,至排除气泡为止;
(2)表面作粉刷的,可不处理,表面无粉刷的,应在麻面部位浇水充分湿润后,可用1:2或1:2.5水泥砂浆,将麻面抹平压光。
三、孔洞
  1. 现象
    混凝土结构内部有较大尺寸的空隙,局部没有混凝土,钢筋局部或全部裸露。
2.产生的原因
(1)在钢筋较密的部位或预留孔洞和预埋件处,混凝上下料被搁住,未振捣或振捣不实就继续浇筑上层混凝土;
(2)混凝上离析,砂浆分离,石子成堆,严重跑浆,又未进行振捣。
(3)混凝土一次下料过多,过厚,下料过高,振捣器振动不到,形成松散孔洞;
(4)混凝土内掉入木块、泥块等杂物,混凝土被卡住。
3.防治的措施
(1)在钢筋密集处及复杂部位,采用细石混凝土浇灌,认真分层振捣密实;预留孔洞处,应两侧同时下料,严防漏振;砂石中混有粘土块、木块等杂物掉入混疑土内,应及时清除干净;
(2)将孔洞周围的松散混凝土和软弱浆凿除,用压力水冲洗,充分湿润后用高强度等级细石混凝土浇灌、捣实 。
四、露筋
1.现象
混凝土内部主筋、副筋或箍筋局部裸露在结构构件表面。
2.产生的原因
(1)灌筑混凝土时,钢筋保护层垫块位移或垫块太少或漏放,致使钢筋紧贴模板外露;
(2)结构构件截面小,钢筋过密,石子卡在钢筋上,使水泥砂浆不能充满钢筋周围,造成露筋;
(3)混凝土配合比不当,产生离析,模板部位缺浆或模板漏浆;
(4)混凝土保护层太小或保护层处混凝土振捣不实;或振捣棒撞击钢筋或踩踏钢筋,使钢筋位移,造成露筋;
(5)木模板未浇水湿润.吸水粘结或脱模过早,拆模时缺棱、掉角,导致漏筋
3.防治的措施
(1)浇灌混凝土,应保证钢筋位置和保护层厚度正确;并加强检验查,钢筋密集时,应选用适当粒径的石子,保证混凝土配合比准确和良好的和易性;浇灌高度超过2m,应用串筒或溜槽进行下料,以防止离析;模板应充分湿润并认真堵好缝隙;混凝土振捣严禁撞击钢筋,操作时,避免踩踏钢筋,如有踩弯或脱扣等现象及时调整;正确掌握脱模时间,防止过早拆模,碰坏棱角。 
(2)表面漏筋处应冲刷洗净后,在表面抹1:2或1:2.5水泥砂浆,将漏筋部位抹平;漏筋较深的凿去薄弱混凝上和突出颗粒,洗刷干净后,用比原来高一级的细石混凝土填塞压实 。
五、缝隙、夹层
1.现象
混凝土内存在水平或垂直的松散混疑土夹层。
2.产生的原因
(1)施工缝未经接缝处理、未清除水泥表面的松动石子,未除去软弱混凝土层并充分湿润就灌筑混凝土;
(2)施工缝处锯屑、、泥土、砖块等杂物未清除或未清除干净;
(3)混疑土浇灌高度过大,未设串简、溜槽,造成混凝土离析;
(4)底层交接处未灌接缝砂浆层,接缝处混凝土未很好振捣。
3.防治的措施
(1)认真按施工验收规范要求处理施工缝表面;接缝处锯屑、泥土砖块等杂物应清理干净并洗净;混凝土浇灌高度大于2m应设串筒或溜槽;接缝处浇灌前应先浇50一100mm厚原配合比无石子砂浆,以利结合良好,并加强接缝处混凝土的振捣密实.
(2)缝隙夹层不深时,可将松散混凝土凿去,洗刷干净后,用1:2或1:2.5水泥砂浆填密实;缝隙夹层较深时,应清除松散部分和内部夹杂物,用压力水冲洗干净后支模,灌细石混凝土或将表面封闭后进行压浆处理
六、缺棱掉角

1.现象
结构或构件边角处混凝土局部掉落,不规则,棱角有缺陷
2.产生的原因
(1)木模板未充分浇水湿润或湿润不够,混凝土浇筑后养护不好,造成脱水,强度低,或模板吸水膨胀将边角拉裂,拆模时,棱角被粘掉;
(2)低温施工过早拆除侧面非承重模板;
(3)拆模时,边角受外力或重物撞击,或保护不好,棱角被碰掉;
(4)模板未涂刷隔离剂,或涂刷不均。
3.防治措施
(1)木模板在浇筑混凝土前应充分湿润,混凝土浇筑后应认真浇水养护,拆除侧面非承重模板时,混凝土应具有1.2N/mm2以上强度;拆模时注意保护棱角,避免用力过猛过急;吊运模板,防止撞击棱角,运输时,将成品阳角用草袋等保护好,以免碰损。
(2)缺棱掉角,可将该处松散颗粒凿除,冲洗充分湿润后,视破损程度用1:2或1:2.5水泥砂浆抹补齐整,或支模用比原来高一级混凝土捣实补好,认真养护。
七、表面不平整
1.现象
混凝土表面凹凸不平,或板厚薄不一,表面不平。
2.产生的原因
(1)混凝土浇筑后,表面仅用铁锹拍子,未用抹子找平压光,造成表面粗糙不平;
(2)模板未支承在坚硬土层上,或支承面不足,或支撑松动,致使新浇灌混凝土早期养护时发生不均匀下沉;
(3)混凝土未达到一定强度时,上人操作或运料,使表面出现凹陷不平或印痕
3.防治措施
严格按施工规范操作,灌筑混凝土后,应根据水平控制标志或弹线用抹子找平、压光,终凝后浇水养护;模板应有足够的强度、刚度和稳定性,应支在坚实地基上,有足够的支承面积,以保证不发生下沉;在浇筑混凝土时,加强检查,凝土强度达到1.2N/mm2以上,方可在已浇结构上走动。
八、强度不够,均质性差
1.现象
同批混凝土试块的抗压强度不符合混凝土强度评定规定。
2.产生的原因
(1)水泥过期或受潮,活性降低;砂、石集料级配不好,空隙大,含泥量大,杂物多,外加剂使用不当,掺量不准确;
(2)混凝土配合比不当,施工中计量不准,随意加水,使水灰比增大;
(3)混凝土加料顺序颠倒,搅拌时间不够,拌合不匀;
(4)冬期施工,拆模过早或早期受冻;
(5)混凝土试块制作未振捣密实,养护管理不善,或养护条件不符合要求,在同条件养护时,早期脱水或受外力砸坏 。
3.防治措施
(1)水泥应有出厂合格证,新鲜无结块,严禁使用过期水泥;砂、石子粒径、级配、含泥量等应符合施工规范要求,严格控制混凝土配合比,保证计量准确;混凝土应按顺序拌制,保证搅拌时间和搅拌均匀;防止混凝土早期受冻;按施工规范要求认真制作混凝上试块,并加强对试块的管理和养护。
(2)当混凝土强度偏低,可用非破损方法(如回弹仪法,超声波法)来测定结构混凝土实际强度,如仍不能满足要求,可按实际强度校核结构的安全度,研究处理方案,采取相应加固或补强措施。总之,混凝土严重的质量通病,影响结构安全,一般的质量通病,影响混凝土的外观评定质量。在混凝土的施工中,各工序应严格把关,克服人为的不定影响,按规范、规程进行操作,把混凝土的质量通病降低到最低限度。
箱涵闭水检测

 
(1) 综合管廊注水
注水前综合管廊堵板封堵密实,经检验合格,向综合管廊内注水。水自综合管廊低端注入,水注满后为使综合管廊内壁及接口材料充分吸水,浸泡时间不少于规范规定的时长。
(2)试验
a.综合管廊浸泡符合要求后,进行试验,试验水头为综合管廊顶以上2m,如上游综合管廊内顶至检查口的高度小于2m时,根据《市政工程质量检查验收标准》闭水试验水位至井口为止,可满足施工要求。
b.当试验水头达到规定时开始计时,观察综合管廊渗漏量,直至观测结束,此时应不断向综合管廊内补水,保持试验水头恒定,渗水量观测时间不小于30分钟。
c.按下式计算实测渗水量:
q=W/TL
式中  q——实测渗水量[L/(min.m)];
      W——补水量(L);
      T——观测时间(min)
      L——试验管端的长度(m)。
c.综合管廊铺设完毕后要及时通知甲方指定的第三检测方和现场监理进行综合管廊系统的闭水试验工作,实验合格后由土方施工方进行综合管廊管沟回填。
(3)检查要点
a.综合管廊必须逐节检查;
b.综合管廊及检查井外观质量已验收合格,以无漏水和无严重渗水为合格;
c.综合管廊灌满水后浸泡时间,钢筋混凝土管浸泡时间不得少于规范规定的时长;
d.综合管廊闭水试验,在现场实测实量、实地计算,并填写相关表格,作为隐蔽验收记录。
(4)闭水试验注意事项
闭水段封口不密实,又因其在井内而常被忽视,如果采用砌砖墙封堵时,应注意做好以下几点:
砌堵前应把管口0.5m左右范围内的管内壁清洗干净,涂刷水泥原浆,同时把所用的砖块润湿备用。
砌堵砂浆标号应不低于M7.5,且具良好的稠度。
勾缝和抹面用的水泥砂浆标号不低于M15。管径较大时应内外双面较小时只做外单面勾缝或抹面。抹面应按防水的5层施工法施工。
条件允许时可在检查井砌筑之前进行封砌,以利保证质量。预设排水孔应在管内底处以便排干和试验时检查。
(5)对综合管廊渗水情况的处理
闭水试验是对综合管廊施工和材料质量进行全面的检验。如出现渗漏,这时应先在渗漏处一一做好记号,在排干综合管廊内水后进行认真处理。处理后再做试验,如此重复进行直至闭水合格为止。

城市地下管廊预制箱涵设计、制造、施工手册(一)-T12YhTBCET1RCvBVdK.png
 

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 发表于2017-09-30   |  只看该作者      

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箱涵壁厚对承载能力、材料用量、产品重量、施工工法、工程成本等有很大的影响。因此,合理确定箱涵的壁厚较为重要。

 发表于2017-10-08   |  只看该作者       筑龙币+20

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图文并茂的对地下管廊生产进行了讲解,供大家参考学习。

byyhgd

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