摘要：箱涵作为一种新型施工技术，在工程建设中，尤其是考虑立体交叉方案过程中得到广泛应用。本文结合某机厂工程实例，对大型地下箱涵工程施工技术展开了研究，对箱涵主要施工技术的难点及措施进行了介绍，并对该大型地下箱涵工程的施工进行了详细的介绍，为类似工程提供参考。
关键词：箱涵；施工技术；措施
0 引言
箱涵是指洞身以钢筋混凝土箱形管节修建的涵洞，由一个或多个方形或矩形断面组成。箱涵施工技术是工程建设中常见的工程技术，有利于解决工程中涉及的立体交叉式工程。但由于箱涵工程结构特殊，这要求施工人员要熟练掌握箱涵工程施工的相关技术，严格按照施工工序进行施工。鉴于此，笔者对大型地下箱涵工程的施工技术进行了详细的介绍。
1 工程概况
1.1 新建箱涵概况
某新建箱涵长42m，分为2孔，每孔宽4m，基础开挖深为4.7m（箱涵顶面至坑底深度），结构采用C30钢筋混凝土，基础下采用厚50cm砾石砂加固。
由于新建箱涵东侧边距离厂门卫外墙为3.5m，对基坑围护结构要求较高，为确保机厂门卫在施工期间的安全，东侧拟采用12m拉森钢板桩，西侧采用长9m普通钢板桩围护加2道钢围檩支撑（首层支撑为双拼400mm×400mmH型钢支撑、2层支撑为φ609mm钢管柱支撑）施工方案。
1.2 主要施工技术难点
1.2.1 深基坑施工对邻近建筑物和管线的影响
整个基坑长约50m，宽约11.5m，开挖深4.7m，基坑东侧2m处有一φ1000mm给水管，东侧3.5m处是机厂门卫室，且基坑东西侧均需保证道路通畅，如此复杂的环境一次性开挖后，土体卸载后极易造成基坑变形，基坑变形对周边环境影响将非常大，尤其是紧邻的建筑物和管线，一旦施工对建筑物或管线造成破坏，后果将不堪设想，因此保证邻近建筑物和管线的安全是此项工程的重中之重。
1.2.2 需在汛期前完成，工期紧
本工程需断流施工，所以务必在汛期前施工完成并通水，否则对该市水网将造成较大压力。
1.2.3 需保证机厂员工正常通行
本工程施工期间，需保证机厂员工正常通行，需在新建箱涵南侧老河道上新建一条横穿河道的人非通道，这对施工安全以及施工组织安排上提出了较高的要求。
2 主要施工技术措施
2.1 机厂出入口设置
施工箱涵前，先在新建箱涵南侧15m处设置1条顶宽2.5m的人非通道，便于厂内人员进出。便道设置为东西走向，横跨原有河浜，人非通道采用厚15cm混凝土面层，厚5cm碎石垫层，下面用素土填筑并夯实。
2.2 机厂箱涵围护
箱涵结构采取整体一次性实施，围护结构采取整体封闭施工。钢板桩施工前在现有地面开槽，沉桩后钢板桩顶标高与现场地面保持平齐。同时在箱涵东侧有一机厂门卫房，距离箱涵基础边3.5m，为确保箱涵施工期间三星厂门卫室的安全，东侧需用长12m的拉森钢板桩（SKSP-Ⅳ型）进行围护，西侧用32b#长9m钢板桩围护，并用400mm×400mmH型钢围檩及支撑（首层支撑400mm×400mmH型钢，2层支撑φ609mm钢管柱）。箱涵支撑在开挖前设置第1道，第1道支撑顶高程为2.5m，因西侧钢板桩是在老箱涵破碎后才打入的，因此边钢板桩外面为空缺部分，所以待第1道支撑撑好以后，将西侧钢板桩外的空当部分填土密实后再开挖基坑，确保钢板桩围护牢固，第2道支撑在开挖后及时支撑。
2.3 老箱涵拆除
箱涵破除前需在东侧拉森钢板桩打设以后方可施工，老箱涵采用镐头机破除，先破除箱体顶板，清除箱体内淤泥，然后对需打设西侧钢板桩部位的老箱涵基础进行破除，待西侧钢板桩打设完成以后，对上部进行支撑，破除钢板桩围护内的老箱涵并挖除。
3 实施过程
3.1 拉森钢板桩围护材料选择
3.1.1 长12m拉森钢板桩入土深度及钢板桩长度计算
因开挖深度为4.7m，为确保基坑稳定及机厂门卫安全，东侧钢板桩采用长12m的拉森钢板桩（SKSP-Ⅳ型），围檩采用400mm×400mmH型钢及2道支撑（首层双拼400mm×400mmH型钢，2层φ609mm钢管柱撑）。地面荷载q=1kPa，拉森钢板桩的抵抗矩W=2043cm3，应力σ=205MPa。
钢板桩穿过厚4440mm的黏土，进入粉土层7560mm。黏土层重度为17.2kN/m3，内摩擦角为9.2°，内聚力为13.3kPa，粉土层重度为17.9kN/m3，内摩擦角为12.6°，内聚力为14.8kPa。
经计算，东侧长12m拉森钢板桩符合要求。
3.1.2 长9m钢板桩入土深度及钢板桩长度计算
因开挖深度为4.7m，西侧采用长9m32b#槽钢钢板桩围护。地面荷载q=10kPa，32b#槽钢钢板桩的W=503.55cm3，σ=205MPa。
经计算，西侧钢板桩长度可选9m。
3.1.3 钢板桩支撑验算
（1）经计算，400mm×400mmH型钢支撑验算合格。
（2）经计算，φ609mm×14mm钢管柱支撑验算合格。
3.1.4 二道支撑拆除换撑验算
经计算，二道支撑拆除换撑验算合格。
3.1.5 钢筋选择
经计算，确定钢筋截面积及配筋。
3.1.6 跨中挠度计算
经计算，跨中挠度计算合格。
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3.2 整体稳定性、坑底抗隆起、抗倾覆验算
基坑开挖深为4.7m，采用板桩作围护结构，桩长为9m，桩顶标高为1.5m。计算时考虑地面超载10kPa。经计算，整体稳定性、坑底抗隆起、抗倾覆均符合要求。
3.3 测量及开挖施工
复核设计道路中线，施工过程中根据断面对箱涵中心线进行测量放样，报监理工程师复测后，开挖工作采用人工配合挖掘机进行，先用挖掘机沿开坑线挖至基底设计标高上20cm，然后用人工将剩余部分清理至基底设计标高，并整平。
根据设计图纸，箱涵基层宽9.11m，垫层宽9.51m，因此开挖宽度控制在11.5m，采用长12m拉森钢板桩围护施工。
3.4 基层施工
根据设计，箱涵底部基层为50cm砂砾垫层+10cmC20素混凝土垫层。在开挖、整平工作完成后，随即进行垫层施工工作，在左半箱涵、右半箱涵底部每10m沿箱涵中线对称钉木桩，将高程引至各木桩，在木桩上画红线控制垫层厚度。
砂砾垫层采用机器+人工摊铺、夯实并找平，高程、坡度等满足设计要求后方可进行素混凝土垫层施工。素混凝土使用预拌混凝土，人工收浆找平。
3.5 立模
基础高度中间为37cm，斜角处为70cm，墙身浇筑至三角上30cm处。浇筑基础时模板采用木胶板，一次成形。为了防止模板受到混凝土内应力的影响而变形，保证箱涵基础的线形与美观，在模板纵向每0.3m加竖向肋骨1根，横向每0.5m加1条横向肋骨。两侧模板采用对拉螺栓对拉，外侧模板支撑在拉森钢板桩上。模板内涂刷脱模剂并安装严密，严禁使用废机油代替。
3.6 沉降缝
按设计位置设置沉降缝，沉降缝宽度为2cm缝内填沥青木板，设置在挡墙与箱体、相邻箱体之间。沉降缝设置做到两端竖直、平整、上下贯通，沉降缝的填塞符合设计及规范要求。
3.7 底板混凝土浇筑
箱涵底板采用C30混凝土现浇而成。采用预拌混凝土，当混凝土到现场时，检查其坍落度、均匀性等指标，合格后方可使用。混凝土振捣采用插入式振捣器，混凝土振捣应充分密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆现象为止。
混凝土基础南半幅不间断浇筑一次成型。当混凝土达到2.5MPa时，则进行箱涵基础模板的拆除与墙身模板的安装。
3.8 墙身施工
墙身及顶板采用一次浇筑成形的施工方法。板安装时，墙身模板沉降缝按设计位置设置，做到两端竖直、平整、上下贯通，沉降缝的填塞符合设计及规范要求。
在施工墙身混凝土时，混凝土按一定厚度、顺序和方向分层浇筑。混凝土浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应不大于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间，并且不能形成明显的施工冷缝。
当混凝土强度达到2.5MPa时，则进行箱涵墙身模板的拆除，顶板模板待混凝土强度达到100%时拆除。
3.9 基坑回填
墙身混凝土模板拆模后，先清除基坑内的碎木屑、垃圾及表面虚土。基底先洒水润湿，再用小型冲击式夯实机夯实。然后采用6%灰土分层回填，压实机械采用小型冲击式夯实机，每层松铺厚度为30cm，分层回填时，每层压实度须达到96%以上。分层回填至箱涵顶。
3.10 搭板施工
箱涵施工结束后，在箱涵东西两侧各浇筑一块搭板，东侧搭板长8m，宽3.5～5.0m，共计5块；西侧搭板长4.305m，宽3.0～5.5m，共计8块。
每块搭板纵向缝之间采用钢筋拉杆进行连接，搭板采用C30钢筋混凝土浇筑。
钢筋在加工场地集中加工，加工前应对钢筋进行检验，合格后才能使用。严格按设计图纸对钢筋放样加工，加工成型备用。钢筋绑扎应按图纸要求进行绑扎。钢筋长度、间距等应满足设计和规范要求，并保证纵、横向钢筋直顺。搭板钢筋共2层，下层纵向钢筋为φ20mm，上层纵向钢筋为φ12mm，为保证上下层钢筋的间距和2层间的整体强度，预先焊接梯形支架。绑扎上层钢筋前将梯形支架安装好。
立侧模时务必保证模板的稳定性，混凝土浇筑前，严格控制每辆车混凝土的坍落度，对不合格的坚决退回。采用混凝土泵送车进行浇筑。首先由人工将混凝土摊平，摊铺厚度一般高出设计厚度1cm。由于搭板厚35cm，采用插入式振捣棒振捣。移动间距不应大于30cm，与模板保持5～10cm的距离。插入时宜快进慢出，表面泛浆，不再冒气泡时才能徐徐拔出振捣棒。
振捣完成后，用木抹子进行抹平，并进行顶面高程的检测，符合要求后将表面抹平。浇筑混凝土时，严禁施工人员踩踏和下压钢筋网，保证钢筋位置准确。混凝土养护采用土工布覆盖，浇水养生。养护期间，严禁上人踩踏，防止出现脚印。
搭板的表面应平整，边缘顺直。混凝土强度达到设计强度的80%以上时才能进行路面结构的施工。
4 实施效果
（1）测量检测情况：比较实测坐标与设计坐标，最终的各项点位差均控制在5mm以内；比较实测标高与设计标高，最终差值均控制在3mm以内，且以上数据均符合设计规范要求。
（2）经济效果：通过严格计算，采取单边采用普通钢板桩的形式，从而减少对钢板桩的使用。通过此项措施为项目直接节约成本10%左右（主要包括人工费以及钢板桩费用），间接减少了钢材、电、油的能源损耗。
（3）进度效果：通过严格计算，采取单边采用普通钢板桩的形式，加快了钢板桩搭设拆卸流程。通过采用该项措施，提前1个月完成了施工任务。
（4）质量安全效果：根据规范要求，项目部建立质量管理体系，全面对工程的施工进行质量管理与监督，消除质量隐患，施工中无任何安全事故发生，确保施工质量。
5 结语
综上所述，箱涵施工技术是一种新型的施工技术，在许多工程中得到应用。在地下箱涵工程施工过程中，施工人员要采用合理的施工技术，灵活应用不同的施工方法进行施工，同时还要严格按照施工规范标准工序进行施工，严格控制施工的质量，从而保证地下箱涵工程的施工质量，缩短施工工期，提高工程的经济效益。
参考文献：
[1]吴争艳.刍议箱涵施工技术在市政道路工程中的应用[J].科技与企业.2016（01）
[2]邓齐伟.关于市政工程中箱涵施工技术的研究[J].低碳世界.2016（06）
论文作者:张盈
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2017/8/24
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