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傳統涵洞地基一般需滿足強度和變形的要求[1-2]，但對于裝配式涵洞工程的地基而言，地基的平整度是確保裝配式涵洞能夠順利安裝并滿足工程質量要求的關鍵。因為裝配式涵洞結構將整體式現澆結構劃分為可拼接的模塊化預制構件，其裝配精度受地基的平整度影響較大。若涵洞地基處理后地基基礎平整度較差，則裝配式涵洞預制構件拼接時搭接的位置極易錯位[3]，且對接精度隨著涵洞高度的增加將大幅下降。接縫拼接位置錯位產生的附加應力將對裝配式涵洞的結構力學特征產生不利影響[4-8]。因此，地基處理的差異變形、施工平整度不足等問題均會對裝配式涵洞的受力特性和工程質量產生影響。因此，提高裝配式涵洞地基處理技術處理效果，是確保裝配式涵洞良好受力和應用效果的重要前提。

1傳統涵洞與裝配式涵洞地基平整度的差異性分析

地基平整度可直接影響裝配式涵洞的豎直度和設計高程。當地基平整度不良時，常常導致不同預制構件拼接位置發生錯縫或不能完全對應，從而使裝配式涵洞結構整體安裝精度下降。因此，對于裝配式涵洞地基，地基或墊層平整度會直接影響整個涵洞的施工質量。根據文獻[9]與文獻[10]，公路工程涵洞地基設計高程一般允許偏差不超過10mm。而裝配式涵洞地墊層設計高程允許偏差不超過3mm[11]。這對裝配式涵洞地基提出了更嚴格的要求，施工方法和質量控制工藝的難度顯著提高。地基平整度將會影響裝配式涵洞使用期間的地基剛度均勻性，應盡量提高地基的平整度。因此對于天然地基，裝配式涵洞地基設計高程允許偏差不超過3mm。對于設有換填、粒料類、混凝土墊層的涵洞地基，應通過科學的工藝控制使最終裝配式涵洞結構的基準面平整度滿足設計高程允許偏差不超過3mm的要求。

2裝配式涵洞墊層平整度處理技術

裝配式涵洞一般會設置水泥混凝土墊層，主要作用是找平。通過調整厚度彌補土方開挖的誤差，使底板受力在一個平面，提高上部構件安裝的精度。然而，若將吊裝精度控制在較小值，通過人工抹平的方法已不能滿足要求。因此，在本項目中自主研制了裝配式涵洞墊層平整度處理裝置[12]。如圖1所示，該裝置采用攤鋪模架作為找平定位固定支架，然后利用碾平裝置、切削裝置和打磨裝置分別對涵洞粒料類及混凝土墊層進行攤鋪、找平和打磨。相比人工抹平、打磨，該裝置能夠有效滿足裝配式涵洞地基或墊層處理的要求。（1）碾平施工工藝與質量控制首先將攤鋪模架架設于需要處理的地基位置上，在模架內撒布填料，通過碾平裝置在攤鋪模架上往復運動使填料鋪勻并碾壓密實。碾平過程中，施工人員應嚴格控制砂石粒徑，其最大值不超過20mm。當碾平完成后，可通過灌砂法測定處理后的地基或墊層密度，判斷其密實性。（2）切削施工工藝與質量控制對于粒料類墊層，可采用切削裝置進行最終找平。在攤鋪模架上放置切削裝置，啟動電機使切刀能在攤鋪模架上往復運動從而切削不平整區段。通過調整切刀的角度可控制不同位置的切削深度。（3）打磨施工工藝與質量控制對于混凝土墊層，在碾平完成后，在混凝土初凝前1小時，進行第一遍表面打磨與修整工序。將打磨裝置放置于攤鋪模架上，打磨裝置可調整振動頻率和打磨轉速，對各類處理條件進行打磨。可調節打磨盤的位置高度并進行定位，使打磨盤高度與設計高程一致。在混凝土初凝前15分鐘，進行最終打磨。初凝后，通過3m長的直尺來開展相關檢測，控制最大平整度幅值不超過3mm。之后進行灑水養生。

3工程應用及效果評價

上述成果成功應用于昔榆高速公路6座裝配式涵洞地基處理中，實際涵洞結構跨徑和凈高均為4m，如圖2所示。涵洞結構由預制頂板、預制側墻和現澆底板構成，頂板與側墻通過鉸縫銜接。預制的標準縱向長度為3m。根據勘察設計資料，黃土地基承載力最低為150kPa，地基承載力設計值應不小于160kPa。因此，對裝配式涵洞地基采用換土墊層法進行地基處理。本通道基底為Ⅱ級非自重濕陷性黃土，需強夯處理，強夯寬度在涵洞寬度外側加寬2m，振動碾壓30cm厚，4%水泥土墊層襟邊為50cm，壓實度滿足96%。通過采用4%水泥土和C30混土墊層的地基處理方法，其最終強度可保證大于160kPa，滿足了對地基強度和變形的要求。通過采用本項目自主研發的整平裝置，實現了對地基平整度的精準控制，最大平整度誤差不超過3mm，為后續各預制構件吊放與安裝時的精度控制提供了可靠保障。吊裝完成后的裝配式涵洞如圖3所示，其墊層平整度良好，各類接縫對接精度高，提高了裝配式涵洞的應用效益。

4結語

隨著綠色低碳建設理念的落實，公路裝配式涵洞的應用將顯著增加，裝配式涵洞的施工要求及標準化的控制要求也會更高。在公路裝配式涵洞設計施工中，預制構件的安裝精度是確保最終應用效果的關鍵工藝。地基、墊層的精度控制是裝配式涵洞結構精度控制體系中的首要控制技術。裝配式涵洞地基相比傳統現澆法施工的涵洞而言，不僅要滿足強度與變形的承載力要求，也要滿足平整度的精度要求，最大平整度誤差不超過3mm。施工過程中，應通過采用標準化的處理方法才能克服現場人工抹平、刮平的不足，進而充分提高裝配式涵洞地基或墊層的平整度，提升裝配式涵洞的工程質量。

參考文獻：

[1]馮忠居，李少杰，郝宇萌，等.上埋式涵洞基礎埋深效應下的地基承載力研究[J].長江科學院院報，2019，36（11）：83-90.

[2]馮忠居，李少杰，郝宇萌，等.基于填土-涵洞-地基共同作用機制的涵洞減載數值模擬研究[J].公路，2018，63（06）：50-57.

[3]胡可.公路裝配式鋼筋混凝土通道[M].北京：人民交通出版社，2018.

[4]郭國和，韓富慶，馬增琦，等.云茂高速公路預制裝配式涵洞應用[J].公路，2020，65（10）：73-77.

[5]林章虎，馬帥.預制裝配式箱形構造物施工技術與工藝研究[J].施工技術，2016，45（S1）：329-331.

作者:溫郁斌 張琦 張永剛 王思琦 王靜 單位:山西昔榆高速公路有限公司 長安大學公路學院 山西省交通規劃勘察設計院有限公司