软土地基箱涵施工质量病害及防治措施浅析

软土地基箱涵施工质量病害及防治措施浅析
【摘要】本文结合沿海某省道工程软基地段箱涵施工中发生的一些质量病害，进行探讨，分析其成因，提出了处理对策，以减轻病害对路基产生的危害。

【关键词】软土地基；沉降缝拉裂；错台；防治措施；沉降缝处理
0.前言
箱涵是公路的主要小型构造物之一，在各种小型构造物中其数量较多，其主要起沟通地方水系，便于农田灌溉的作用。

在软土地基上修建箱涵，其质量病害除了施工的原因产生外，还受到软土地基的影响比较大，在施工过程中及通车以后往往会产生不均匀沉降、涵身产生裂纹、涵身侧向不均匀位移、沉降缝拉裂、错台、渗水漏土等病害，而且有些是很难避免的，给运营期间的公路维护与保养工作带来较大的麻烦。

本文结合沿海某省道工程软基地段箱涵施工中发生的一些质量病害，进行探讨，分析其原因，提出了处理措施，以减轻病害对路基产生的危害。

1.病害产生的原因分析及防治措施
软土地基箱涵质量病害一般表现为不均匀沉降、墙身产生裂纹、涵身侧向不均匀位移、沉降缝拉裂、错台、漏水等，究其原因，主要是软土地基承载力过小导致沉降量过大、箱涵沉降缝分段长度过长、基础施工不规范、台背回填施工不规范等原因。

1.1软土地基沉降过大
通常在软基地段，小型结构物地基均经过软基处理，诸如采用水泥搅拌桩复合地基、换填灰土和碎石、打复合桩等，利用置换、挤密、排水胶结、加筋等方法对软土地基进行加固，以改善一部分或全部软基土的强度、压缩性、渗透性等特性，但是软土的固结是一个长期的过程，不可能在短期内完全固结。

但公路建设周期较短，一般软基处理结束后就会开始进行涵洞施工，随着施工的进行，荷载不断增加，沉降在所难免。

不均匀沉降就会导致涵洞一系列病害的发生，也是其最根本的原因。

根据设计文件，某沿海省道工程箱涵地基换填5%石灰土处理后，总沉降量达32-56㎝，其中预压期末沉降量11-15㎝，工后沉降量7.37-8.69㎝，施工过程沉降量达13.7-32.3㎝（20天内），沉降量远大于设计控制标准（构造物≤0.2m），对箱涵质量的威胁也必定很大。

措施：在有可能的情况下，采用沉降量较小的其它软基处理方式处理地基，施工箱涵前先对地基进行超载预压，让地基沉降提前趋于稳定，然后再进行下一步施工。

1.2沉降缝分段长度过长
在某沿海地区，我们先后承担了两条高等级公路两个标段的施工任务，其中YH高等级公路设计所有涵洞仅设置一道沉降缝，沿涵洞的中心位置；2××省道设计是所有涵洞每6~9m设置一道沉降缝。

设计单位考虑方便施工因素较多，比如出厂钢筋的9m定尺长度。

沉降缝过长，在软土地区，由于不均匀沉降，很容易产生箱涵墙身裂纹。

某沿海省道工程箱涵施工结束后20天内在沉降缝处发生不均沉降及侧向位移，板缝错台最大处达8.6㎝（见下图）
其实，为了防止涵洞地基发生不均匀沉陷时基础、涵身产生裂缝而漏水，《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ022）规定涵长每4~6m设置沉降缝，缝内用沥青麻絮或其他具有弹性的不透水材料填塞。

因此，应在设计规范的基础上，通过理论计算与实物验算分析，确定箱涵沉降缝的合适设置间距，降低地基沉降引起涵身纵向应力，从而避免涵身出现竖向不规则裂纹。

1.3箱涵基础施工不规范
基坑开挖时，局部超挖，且超挖后处理不当，造成地基承载力不均匀，是引起箱涵沉降缝拉裂和墙身出现裂纹的原因之一。

措施：通过标高测量、土层承载力测试工作准确确定涵底施工标高。

开挖到基础底面标高附近时，保留一定厚度的土层（一般为３０ｃｍ）作为涵底地基土的保护土层，待基础施工准备就绪后，开始基础施工或换填施工前突击挖除剩余部分。

对于超挖部分，应采用混凝土、砂砾、低级配碎石等材料回填，并振捣密实。

基础受水浸泡，也容易造成地基承载力降低，引发一些病害。

箱涵的功能是排水，连接横穿路基的沟渠。

其基础位于沟渠底部，大部分有长期淤积的淤泥，在软土地基地区更是如此，还有大量地下水渗入。

因而基础垫层回填一定要及时到位，基坑验收完毕后立即进行回填，并且填料和密实度要符合设计及验收标准要求。

基坑回填时，还应注意对涵洞两侧低洼地带进行处理，防止积水后渗泡基底。

曾有涵洞，由于一侧积水渗泡基底，致使基础不均匀下沉，造成主体的纵向开裂。

措施：在基坑四周修建截水沟，避免地表水排入基坑、冲塌坑壁。

基坑开挖时对坑底适当超宽开挖，并在坑底四周挖排水沟，在低处设集水井，用潜水泵集
中排水。

发生基底遇水泡软的情况时，基础施工前适当挖除地基的软化表层。

箱涵完工后，要及时清理，使纵横向排水通畅，避免箱涵受水浸泡，常年流水的，应特别处理涵底铺砌与沉降缝，使水不能渗入到基础周边的地基土中。

1.4台背回填不规范
台背回填施工中不严格按施工技术规范操作，是造成箱涵沉降缝错台的主要原因，在软土地基地区对称回填显得更为重要。

本身地基软弱，再加上重型压路机的碾压，如果不是对称填筑，很容易造成沉降缝处错台情况发生，而且想让其复位还非常困难，施工中这种情况为数不少，要引起特别注意。

措施：台背填土严格按施工规范操作，执行施工工艺和设备要求。

①台背原地面以下部分回填，采用小型机具配合人工认真夯实；②原地面以上部分台背回填宜尽量扩大施工场地，以便台背与路基相接部填方一同作业，充分发挥大型压实机械的作用，使台背回填得以充分压实。

涵身两侧2-3m宽范围填土可采用横向碾压法，以使压路机尽量靠近涵身碾压，但不能振动，同时要特别注意对称回填，避免涵身部分节段单侧受力偏压，造成沉降缝处发生错台现象。

对压路机碾压不到的点，用小型机具配合人工夯实；③台背回填应严格控制分层厚度（松铺厚度和压实后厚度），可在涵身上每10-15cm用红油漆划一道填土分层厚度控制线；小型机具配合人工夯实的分层松铺厚度控制在12cm以内，压路机碾压的分层松铺厚度控制在15-20cm。

④台背回填压实度标准比同层次路基提高2个百分点，加强检测，以保证回填质量。

⑤台背回填的速率不宜过快，每天施工2～3层及30㎝-40㎝，否则容易引起地基失稳。

1.5对于已经拉裂沉降缝的处理
对于沉降缝已经拉裂漏土和已经受到渗水影响的涵洞必须进行处理，以保证路基安全和正常营运的需要。

在××省道工程上，相继发生一些软基病害，建设单位、设计单位、施工单位联合对涵洞等小型结构进行了全面调查，发现部分箱涵沉降缝拉裂宽度达到20cm，错台达8.6㎝如下图现场实拍照片，裂缝漏土，路基受水侵蚀，已严重威胁台背稳定，危及路基安全，需要及时采取补救措施。

我们采取处理措施是：①封堵涵洞进出水口，排除箱涵内积水，②立模板在开裂沉降缝处填塞钢筋混凝土封堵裂缝，其间仍然按沉降缝设置油浸木板。

1.6对沉降缝进行特殊处理，减少沉降缝开裂后渗水漏土对路基的影响
在软土地基上修建箱涵，无论地基如何处理，沉降不可避免，或大或小，沉降缝拉裂情况也会随之发生，有鉴于此，我们在箱涵施工时可以针对性采取相应的防范措施和对策。

措施：为了减少沉降缝拉裂后产生的台背漏土、涵洞渗水等侵害路基稳定和安全的情况发生，我们可以在箱涵施工时采取一些必要的措施。

在Y高速公路上我们的做法是：①在箱涵沉降缝处顶板上，除了常规两油一毡施工外，在其上增加一层3mm厚钢板，并在沉降缝的一侧固定。

钢板铺设前须喷刷一层防锈漆或采取其它的防腐措施，一般在涵顶土方填筑前铺设。

②在箱涵涵身沉降缝的外侧槽口增加一道两油一毡和一层0.5mm厚的镀锌铁皮，紧贴着槽口混凝土壁，均呈U型，镀锌铁皮在沉降缝的一侧用水泥钉或其它方法固定。

沉降缝中木板使用加防腐掺料的沥青麻絮，上下两层两油一毡和中间一层镀锌铁皮施工要连续，保证粘结紧密。

2.结束语
软土地基上的箱涵施工，由于多方面的原因，在建设过程中及通车以后容易产生不均匀沉降、涵身侧向不均匀位移、墙身产生裂纹、沉降缝拉裂、错台、漏土渗水等病害，危及路基安全，给运营期间的公路维护工作带来一定的困难。

而在箱涵的设计、施工中若能做到前述几点，加强软基处理后地基的承载力检测，规范化施工，就可以提高箱涵的工程质量，大大减少软基地区箱涵的一些病害，减轻通车后的维护工作量。

【参考文献】
［１］公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）．
［２］公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）．
［３］公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）．
［４］公路工程质量通病防治指南．交通部公路司．人民交通出版社，2003，6．。