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摘要:作为市政基础设施的重要组成部分,密布在市政道路下的各类市政管线是城市正常运转的重要生命线,设置在各类市政管线上的关键构筑物———检查井是用于管线的随时检修、维护的,以确保管线系统的安全运行。但位于道路行车道范围内的检查井,由于井盖部分位于道路路面上,检查井周围经常受到车辆行驶的影响,承受较多的冲击力作用,因而往往比路面更易遭到破坏,检查井井盖沉降、凸起,井周路面开裂、破损等病害现象频现。这些病害不但影响道路的使用功能、增加市政维护费用,而且有碍城市环境的美观,是长期困扰国内各城市市政建设、管理部门的难点问题。
关键词:市政道路;检查井;沉陷;成因分析;处理对策
检查井是城市道路不可或缺的组成部分,同时也是市政道路较为薄弱的环节。本文通过调查检查井现状,从几个方面探析检查井井周沉陷的原因,并提出相应的处理对策。研究表明:通过处理对策的实施,有效地解决了检查井井周沉陷的问题,道路外观、行车安全性及舒适性得到有效改善,进而提高了道路施工的整体质量。
1 道路检查井研究现状
目前国内对检查井病害治理进行了大量研究与实践,取得了较好成果。张雁从设计、施工、养护三方面提出了沥青混凝土路面的检查井井周病害整治措施,并提出检查井平面设计方案、成孔施工方法及工艺和养护方法;从井盖的材料选择和优化、井盖结构优化、井盖成型工艺等方面对有机玻璃钢井盖、无机玻璃钢井盖、有机或无机复合玻璃钢井盖三种非金属材料检查井盖进行了分析试验研究;通过排水用塑料检查井与传统砖砌井的性能分析对比以及在上海世博会等设计项目中的适用性分析,对其中的设计要点和实际应用中的一些常见问题进行了探讨和归纳;在对井盖下沉、周边路面龟裂及下沉现象分析后,提出了加强检查井细部施工的管理方法;结合实际工程,提出现浇扩大式检查井加强圈创新施工技术,并在试点成功。
现有研究的整治对策各不相同,但都比较片面,未能从井盖、井体和基础整体出发,系统地研究检查井整治对策,也未见不同类型的检查井井盖与井体的适用性研究,这从根本上制约了检查井病害的整治工作。因此,深入研究城市建设不同时期不同路面上的各种类型检查井的井盖与井体的适用性问题,对于各大城市从自身情况出发,选用合适的检查井井盖与井体,提高市政道路检查井的使用质量具有重要意义。
2 检查井井周沉陷成因分析
2.1 井周回填不密实
市政道路范围内检查井传统的施工方法是:根据市政道路先地下后地上的原则,先将路基顶面以下检查井砌筑到路基顶面高度,然后分层回填井周,这种施工工艺导致井周范围内无法采用大型机械对井身周围填土进行压实,然而轻型机具人工夯实的方法,势必会在井周填土中形成回填死角,造成局部填土的压实度不足。实际施工过程中,由于人工小型夯实机具功率不达标,夯实遍数不足,含水率不达标等原因,导致该处压实度不满足设计要求。由于回填土压实度不够,经过车辆反复作用后发生沉降,再加上检查井的渗漏原因,使得井框周围沥青层剥离脱落,造成路面损坏。
2.2 井周回填材料质量不达标
在回填施工检查井时,没有按照设计要求回填材料及规范进行施工。为了减少施工成本,有些施工队伍采取路基开挖之后的原状土直接进行回填作业,有些施工队伍为了最大限度地节约成本,直接就近选取回填材料,没有按照设计要求采用一定含量白灰土(水泥土)进行回填,并且在回填过程中没有按照规范要求清除回填土中带有的碎砖、树根等不能回填的材料,由于回填材料质量不合格导致井周在后期使用过程中与路面产生不均匀沉降,造成井周路面损坏,影响道路平整度。检查井属于刚性材料,沥青路面为柔性材料,检查井井周本身处于刚柔交接处,属于应力过渡区,因此,井周回填材料的优劣直接关系到检查井井周后期的沉降。
2.3 检查井施工材料强度低
传统检查井井体的砌筑材料多为砖砌水泥砂浆,砖和砂浆这些材料本身强度低,尤其是污水检查井经污水中各种含硫腐蚀材料反复作用后会出现粉刷层脱落、砖块酥烂和断裂等问题,经过车辆荷载反复作用,砖砌体耐久性差,导致检查井出现不均匀沉陷。
2.4 检查井井盖质量差
铸铁井圈、井盖,此类井圈施工中经常加高井筒,人为地加剧井周砼路面的薄厚不均,且该井圈施工不便,标高难以控制。以往的检查井井盖经过砂浆找平后井框直接坐落在砖砌的井筒上,长时间经过车辆荷载的反复作用和温度、湿度不断变化的环境下,井框腐蚀,井框下结合砂浆碎裂,井框直接坐落于砖砌体上,造成砖砌体碎裂,井框、井盖碎裂。
3 防治措施及施工工艺
3.1 保证井周回填压实度
进行井周回填时,根据回填材料和夯实机具性能控制每层回填材料厚度,对于每层回填材料夯实后进行压实度检测,重点监控井周每层回填压实度。对于井周回填夯实时,每层夯实宽度比下层宽出50cm,形成井周范围内从下到上形成漏斗形状回填断面,增加井周回填受力均匀性。井周回填材料与原回填材料接茬处夯实时,材料接茬上下层间要有错台,保证接茬处夯实率100%,压实度进行重点监测。对于管道与检查井交界处管道腋角以下无法进行夯实时,将周围虚填材料清除,采用C30混凝土浇筑。检查井周围回填时分层回填,每层厚度不超过20cm。同时控制填料的最佳含水量和夯实遍数,确保每层填料达到设计所需的压实度。
3.2 改善井周回填材料
检查井周围回填土杜绝回填碎砖、瓦块、垃圾土等。检查井周围1.5m范围内回填材料要进行加强,设计无要求时,路基顶面以下可采用12%白灰土或者8%水泥土回填,注意控制白灰和水泥含量,避免白灰和水泥含量过低,若采用水泥土回填时,水泥最大含量不得超过10%,避免由于水泥含量过大造成回填土开裂。保证管道与井周交接范围内回填土密室而不渗水。
3.3 加强井筒结构
传统检查井多采用砖砌体结构。由于砖砌体本身抗压强度低、耐腐蚀性差,井框经过砂浆找平后直接坐落于井筒上,在荷载作用下砖砌块容易发生破碎或断裂,造成井框、井盖碎裂、井座移动和井周沉陷等病害。因此,需要加强井座下的井筒结构。目前多采用混凝土井筒,井筒高度为30cm,厚度为30cm,一方面可以提高井筒强度,另一方面可以减少井盖的不均匀沉降。
3.4 采用新型防沉降井盖
采用新型的“五防”井盖,即防响、防滑、防位移、防坠落、防盗。这种新型井盖有以下优点:①养护时间短,井盖下方才采用与道路面层同种沥青混合料分层夯实,井盖的井筒采用倒插式,保证了井盖下方倒插式井筒周围回填材料与面层一致,避免井框周围材料不同造成的面层开裂,并且井筒插入沥青面层防止井盖滑移;②“五防”井盖设计增加了井框宽度,增大了井框的传力面积,分散荷载压力,同时避免了井周受力后应力集中现象;③井周破损降低,“五防”井盖采用栓销将井盖在井盖内锁死,使井盖与井框在车辆荷载作用下保持一体,减少井盖在荷载作用下对井框冲击作用,减小震动、噪音,不易沉陷,并且井盖框是承压在沥青面层上,井周自然不易破损;④强度高,施工难度低,且高程容易控制,能较好的减少与路面的不均匀沉降。
4 结语
本文通过对几条道路检查井进行现场调查,从几个方面探析了检查井井周沉陷的成因,提出相应的处理对策,从而为以后新建检查井的施工提供一定的指导意见,减少新建检查井井周出现沉陷的几率,提高道路平整度,延长道路使用寿命,提高行车安全性、舒适性,提升城市形象。
参考文献:
[1]王晓江,王光明,萧岩.检查井病害对道路平整度的影响极其对策[J].特种结构,2007,24(3):50-54.
[2]曾平生.检查井周围沥青硅路面的应力分析及其破坏的防治措施[C]//中国土木工程学会市政工程分会.2000年学术年会论文集,2000.