裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口及施工方法與流程

本發明涉及涵洞、通道結構工程領域，具體地指一種裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口及施工方法。

背景技術：

我國公路涵洞和通道的洞口型式主要包含一字墻型和翼墻型。一字墻型主要在過人過車通道、隧道以及人工窄渠涵洞中廣泛使用。翼墻型包括八字墻式、直墻式、錐坡式等，其中八字墻式的翼墻應用最為廣泛，適用于各種水利條件的通道涵洞，是公路涵洞洞口最常見的形式。

目前，現有的常規八字墻均為現場澆筑的重力式結構，由于通道結構的點式分布特點，現場澆筑的方法存在質量不宜保障、施工工期長、工序繁瑣等缺點。近年來，隨著工程建設領域的需求和規模的擴大，預制涵洞領域得到了巨大的發展。但是，現有裝配化技術僅僅對涵洞洞身進行了預制構件工廠化和安裝裝配化的改進，有關通道結構洞口裝配化的資料還處于空白。因此，研制一種裝配式鋼筋混凝土八字墻洞口形式就顯得尤為必要。

技術實現要素：

本發明的目的在于，提供一種裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口，能夠保證構件施工質量、有效節省工期。

為實現上述目的，本發明所設計的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口包括設置在涵洞出入口兩側的翼墻，每側的所述翼墻包括預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻，多個所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻與所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻自洞口向外向兩側依次組合拼裝，所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻由立墻、立墻踵板、立墻趾板和扶壁預制成一體，所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻由立墻、立墻踵板和立墻趾板預制成一體，所述立墻踵板從所述立墻的下邊緣垂直向后延伸形成，所述立墻趾板從所述立墻的下邊緣垂直向前延伸，所述立墻的背面靠近側邊緣處設有預埋螺桿，相鄰的二個所述立墻之間通過所述預埋螺桿固定節段間連接鋼板連接裝配。

作為優選方案，所述立墻踵板與所述立墻垂直方向的長度大于立墻趾板與所述立墻垂直方向的長度。

作為優選方案，所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻的所述立墻踵板與所述立墻平行方向的橫截面為兩邊向中間漸增的非等厚度截面，所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻的所述立墻踵板與所述立墻平行方向的橫截面為矩形截面。

作為優選方案，所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻的所述立墻在與所述立墻踵板連接處設有倒角。

作為優選方案，所述扶壁垂直連接所述立墻的背面與所述立墻踵板的上表面，所述扶壁在與所述立墻踵板連接處的兩側設有倒角。

作為優選方案，所述扶壁的下后邊沿與所述立墻踵板的后邊沿之間具有一定間隔。

作為優選方案，所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻在所述立墻的頂部和側面、所述立墻踵板和所述立墻趾板的側面以及所述立墻踵板的上表面上均設置有鋼筋吊環，所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻在所述立墻的頂部和所述立墻踵板的上表面上均設置鋼筋吊環。

為實現上述目的，本發明所設計的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口的施工方法，包括以下步驟：(a)工廠內采用直立方式預制所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻和所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻；(b)在施工現場進行地基處理，使處理后的地基滿足涵洞設計承載力要求；(c)通過所述立墻側面和頂部的鋼筋吊環將所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻由直立方式翻轉至側臥方式；(d)通過所述立墻、所述立墻踵板和所述立墻趾板側面的鋼筋吊環將所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻起吊至運輸車上運輸，通過所述立墻和所述立墻踵板頂部的鋼筋吊環將所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻起吊至運輸車上運輸，在所述運輸車到達施工現場后利用同樣方式將所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻或預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻從所述運輸車上卸下；(e)通過所述立墻側面和頂部的鋼筋吊環將所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻由側臥方式翻轉至直立方式，并將所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻起吊放至施工現場的指定存放位置；(f)在所述地基的頂面所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻或預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻安裝寬度范圍內澆筑水泥砂漿，并在所述水泥砂漿表面刮平后且砂漿凝固前通過所述立墻和所述立墻趾板頂部的鋼筋吊環將所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻或所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻吊裝就位；(g)重復步驟(f)，直至組成洞口八字墻的所有預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻均安裝就位；(h)在相鄰兩所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻或者相鄰的所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻與所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻背后的所述預埋螺桿處安裝并固定節段間連接鋼板形成連接；(i)在相鄰兩所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻或者相鄰的所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻與所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻之間的節段縫隙內進行防水處理；(j)所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻和所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻的背后回填土，回填區內采用砂礫石填充。

作為優選方案，在所述步驟(b)中，地基處理包括底基層和碎石層的施工，所述底基層和碎石層每邊均比結構寬50cm，所述碎石層施工應先人工整平，后采用不小于8T的振動碾和平板振動器壓實。

作為優選方案，在所述步驟(d)中，所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻在運輸車上與車身斜交放置，所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻在運輸車上與車身平行放置，且設置有固定緩沖措施防止構件損傷。

作為優選方案，在所述步驟(f)中，所述水泥砂漿的澆筑厚度為5cm，根據墻高由洞口向外向兩側依次吊裝預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻和所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻，先吊裝一個或多個所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻，最后在最外側吊裝一個所述預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻。

本發明的有益效果是：本發明的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口采用集中化制作預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻，通過不同組合適用于不同尺寸的各類型涵洞通道。通過預埋螺桿固定連接相鄰擋土墻的節段間連接鋼板實現裝配，其主要部件采用預制構件不受外界環境影響也能夠提高工程質量，縮短施工工期，降低工程造價，減少土地占用和環境污染，體現良好的經濟及社會效益。

附圖說明

圖1為采用本發明的優選實施例的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口的涵洞結構示意圖。

圖2為本發明的優選實施例的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口的一側翼墻及基礎的背面結構示意圖。

圖3為圖2中的一側翼墻及基礎的正面結構示意圖。

圖4為圖2中的一側翼墻的內側擋土墻(扶壁式擋土墻)的結構示意圖。

圖5為圖2中的一側翼墻的外側擋土墻(懸壁式擋土墻)的結構示意圖。

圖6為圖4的扶壁式擋土墻側臥方式起吊的示意圖。

圖7為圖4的扶壁式擋土墻運輸示意圖。

圖8為圖4的扶壁式擋土墻的翻轉示意圖。

圖9為圖4的扶壁式擋土墻的吊裝示意圖。

圖10為圖5的懸臂式擋土墻運輸示意圖。

圖11為圖5的懸臂式擋土墻的吊裝示意圖。

圖中各部件標號如下：預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1、預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2、立墻3、立墻踵板4、立墻趾板5、扶壁6、預埋螺桿7、節段間連接鋼板8、鋼筋吊環9、底基層10、碎石層11、水泥砂漿12。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，本發明的優選實施例的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口包括設置在涵洞出入口兩側的翼墻(八字墻)。

請結合參閱圖2和圖3，每側的翼墻包括內側的多個預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1與外側預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2，多個預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2自洞口向外向兩側依次組合拼裝形成翼墻。預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1的個數由涵洞的高度以及預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1的節段長度共同決定。

請參閱圖4，預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1包括立墻3、立墻踵板4、立墻趾板5和扶壁6。

請參閱圖5，預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2包括立墻3、立墻踵板4和立墻趾板5。

立墻踵板4、立墻趾板5分別從立墻3的下邊緣向后、向前延伸而出，立墻踵板4、立墻趾板5與立墻3垂直，立墻踵板4的長度大于立墻趾板5的長度。立墻踵板4與立墻3的底部的連接處設有倒角，以增強立墻3與立墻踵板4之間連接強度，同時在滿足受力要求的前提下可減小立墻的厚度，改善立墻根部的應力分布，減小約9％的立墻鋼筋配置量。

從圖4和圖5中可清楚看到，預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1的立墻踵板2的橫截面為兩邊向中間漸增的非等厚度截面形式，而預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2的立墻踵板2的橫截面為矩形截面。預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1因高度較高，其擋土量較大，立墻踵板2向中間處的厚度漸增可增加立墻踵板2自身的強度以及與立墻3的連接強度。而預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2因其高度較小，其擋土量也相應較小，因此立墻踵板2可不做額外的加強結構。

預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1的扶壁6垂直連接立墻3的背面與立墻踵板4的上表面。扶壁6的設置有效地減小了擋土墻構件的整體尺寸，改善了擋土墻構件的應力分布，同時也加強了立墻3與立墻踵板4之間的連接，提高了擋土墻構件的穩定性，實現了輕便型擋土墻構件在高填土中的應用。扶壁6在與立墻踵板4連接處的兩側設有倒角，在增強扶壁6的加強效果的同時，有效地減少了約10％的扶壁厚度值和約7％的鋼筋用量，使擋土墻構件更為輕便。扶壁6的下后邊沿與立墻踵板4的后邊沿之間隔有一定間隔，如此，立墻踵板4上扶壁6下邊沿的兩側及后端均被土埋，增加了立墻踵板4的埋土面積，也增強了整體的強度和擋土墻構件的穩定性。

預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2的立墻3背面靠近側邊緣處設有預埋螺桿7，相鄰的兩個擋土墻之間通過預埋螺桿7來固定節段間連接鋼板8進行連接裝配。

預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1在其立墻2的頂部和側面、立墻踵板4和立墻趾板5的側面以及立墻踵板4的上表面均設置有鋼筋吊環9。側向起吊時通過立墻3、立墻踵板4和立墻趾板5側面的三個鋼筋吊環9進行。預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2在其立墻3的頂部和立墻踵板4的上表面設置鋼筋吊環9。

預制構件翻轉時通過立墻3側面和頂部的三個鋼筋吊環9進行，豎向起吊時通過立墻3的頂部和立墻踵板4的上表面的四個鋼筋吊環9進行。

請結合參閱圖1至圖11，本發明的優選實施例的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口的施工方法，具體包括以下步驟：

(a)在工廠內采用直立方式預制預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2。

在所述步驟(a)中，首先搭設預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1或預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2內鋼筋骨架；然后，根據設計圖紙搭設相應鋼模板，模板在所述鋼筋吊環9和預埋螺栓7處均需做相應的開孔措施；最后，澆筑混凝土完成預制。

(b)對施工現場進行地基處理，地基處理后應滿足涵洞設計承載力要求。地基處理包括底基層10和碎石層11的施工，底基層10和碎石層11每邊均比結構寬50cm，碎石層11施工應先人工整平，后采用不小于8T的振動碾和平板振動器壓實。

(c)通過所述立墻3側面和頂部的鋼筋吊環9將所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1由直立方式翻轉至側臥方式。

在預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1運輸之前，需要先利用立墻3側面和頂部的鋼筋吊環9將預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1由直立方式翻轉至側臥方式，墻高的一側朝下，扶壁6底下需設置臨時支撐措施以保障預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1側臥放置的穩定。

(d)通過立墻3、所述立墻踵板4和所述立墻趾板5側面的鋼筋吊環9將所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1起吊至運輸車上運輸。在所述運輸車到達施工現場后，利用同樣方式將預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1或預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2從所述運輸車上卸下。

在所述步驟(d)中，首先通過立墻3、立墻踵板4和立墻趾板5側面的鋼筋吊環9將預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1起吊至側臥于運輸車上與車斜交，通過立墻3和立墻踵板4頂部的鋼筋吊環9將預制懸臂式鋼筋混凝土擋土墻2起吊平放至運輸車上與車平行，并在運輸車上設置相應輔助設施固定預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1或預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2；然后，通過運輸車將預制擋土墻構件運輸至施工現場；再通過立墻3、立墻踵板4和立墻趾板5側面的鋼筋吊環9將預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1從運輸車上卸下，通過立墻3和立墻踵板4頂部的鋼筋吊環9將預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2從運輸車上卸下。

(e)通過立墻3側面和頂部的鋼筋吊環9將所述預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1由側臥方式翻轉至直立方式，并將預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2起吊放至施工現場指定存放位置。

(f)在碎石層11頂面預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1或預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2安裝寬度范圍內澆筑5cm厚水泥砂漿12，在水泥砂漿12表面刮平后，并在砂漿凝固前立即通過立墻3和立墻趾板5頂部的鋼筋吊環9將預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1或預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2吊裝就位，以增強擋土墻構件底部的摩阻力，提高八字墻整體的抗滑力。

在所述步驟(f)中，根據涵洞的墻高由洞口向外向兩側依次吊裝預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2，先吊裝一個或多個預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1，最外側吊裝一個預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2。

(g)重復步驟(f)，直至組成洞口八字墻的所有預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2均安裝就位。

在所述步驟(g)完成后，檢測預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻1和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻2的定位，并對不滿足要求的進行調整。

(h)在相鄰兩預制擋土墻構件背后的預埋螺桿7處安裝并固定節段間連接鋼板8，使相鄰預制擋土墻構件之間形成連接。

(i)在相鄰兩預制擋土墻構件之間的節段縫隙內進行防水處理。相鄰兩預制擋土墻構件之間的節段縫隙內填塞瀝青麻絮，縫隙外側采用防水砂漿勾縫。

(j)墻背回填土的施工，回填區內采用砂礫石填充。

在所述步驟(j)中，裝配式鋼筋混凝土八字墻的墻背回填范圍內禁止采用重型機械壓實，應采用小型壓實設備在扶壁6兩側對稱填筑、分層壓實。

本發明的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口采用全斷面預制、分階段拼裝的結構形式，預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻為結構獨特的非常規輕型結構形式，具有結構新穎、施工速度快、適用性廣等特點，適用于裝配式箱型涵洞和蓋板涵。

與現有技術相比較，本發明的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口的優點主要體現在以下幾個方面：一是翼墻采用工廠集中預制，不受外界環境影響，構件施工質量能夠保證；二是增設扶壁有效的減小了立墻厚度，減小了預制標準件重量，便于運輸吊裝；三是翼墻的預制構件現場吊裝拼接，施工操作簡易，施工速度快；四是施工現場無污染，環境影響小；五是可有效的節省工期，提高經濟效益。

本發明的裝配式鋼筋混凝土八字墻型涵洞洞口采用集中化制作預制扶壁式鋼筋混凝土擋土墻和預制懸壁式鋼筋混凝土擋土墻，共8種標準化構件，通過不同組合適用于1.0m到4.5m各類型涵洞通道。通過預埋螺桿固定連接相鄰擋土墻的節段間連接鋼板實現裝配，其主要部件采用預制構件不受外界環境影響也能夠提高工程質量，縮短施工工期，降低工程造價，減少土地占用和環境污染，體現良好的經濟及社會效益。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。