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近年来,随着时代的进步,越来越多的新技术、新工艺、新材料和新设备出现在城市道路建设之中,对城市道路建设起到极大促进作用,同时使工程建设质量也不断得到提升。但由于排水工程检查井设置的特殊性,导致检查井在完工后往往会存在或多或少的质量缺陷,本文综合对龙岩市区部分已完工运营的排水工程调查情况,展开对城市排水工程检查井的质量通病与预防措施进行总结和分析。
市政工程中的检查井是城市道路与排水工程中极为重要的组成部分,检查井既要承担排水管道日常的维护与疏浚功能,同时又要满足城市道路的承载功能,复杂的使用条件对检查井的质量提出更加严格的要求。
检查井在长期运行过程中,检查井井盖会将受到的载荷依次传递给支座、盖板、井身与路基,其载荷传递路径与周围路面结构完全不同,导致在载荷的作用下,井底路基沉降或井身的破环直接体现在井盖上,而井盖的破坏随着载荷的持续作用下进一步瓦解检查井的结构,最后将出现诸如井盖下沉、异响、松动、路面开裂、翻浆等一系列问题,现将施工缺陷及后期运营主要通病、成因及预防、整治措施汇总如下:
第一节 井盖与路面存在高差
众所周知,当检查井与路面衔接不平顺时,会造成跳车,常常影响车速及行车舒适性,同时加大车辆对井周围路面的冲击,致使检查井周围路面提早出现破损、坑槽,检查井高突或低洼形成的路面障碍,易导致车辆失控或因躲闪检查井位,引发交通事故的发生。
图 1、井盖与路面不顺接
1.1 存在高差的原因分析
当井盖与路面形成高差时,将形成“井框与路面高差”超过允许偏差的病害状况,表现于沥青路面上,究其原因,不外乎有以下主要方面:
施工测量控制不精确,路面结构层纵坡、横坡、厚度控制不均匀,路面混合料在摊铺后碾压前未及时对井盖周围高差进行修整;
施工中升高检查井时,检查井框与路面高程和路面纵、横坡不相吻合;
检查井框缺乏足够的水泥砂浆和水泥混凝土固结,经车辆创压后活动,致使井周围路面结构碎裂发生并继续发展;
因检查井基础及砌筑质量有缺陷,路面经使用后,井室产生不同程度的沉降。
1.2 预防的措施
认真进行检查井周回填工序。必须要在井周进行路床以下土回填时,使压实机具有能环井绕行工作,以达到回填土分层密实度的规定要求;尤其是做好路床面、基层面和沥青面层的三、四次检查井升井后的工作,常结合分段铺筑沥青下面层,最后全线铺筑沥青上面层的施工方案在检查井筒砌高相应位置上临时安放尺寸合适的厚钢板或方木拼板的井盖子,以利于进行各结构层次上路幅宽度的机械摊铺和压实作业;
做好各个检查井高程砌井墙砖皮数的提前计算。以达到对检查井室砼盖板以上砌砖为整皮层数的控制。即用井室砼盖板下的座浆来找平不足一皮砖层的厚度。检查井使用的普通烧结砖及水泥砂浆的强度等级均应符合设计图纸要求;
检查井砌筑前,应检查井底砼结构浇筑的整体性及强度,须达到设计强度等级要求,检查井砌筑时,应特别注意圆形筒墙外周的楔形灰缝需用小块砖砌补并灌浆密实,务使砌体形成环柱形整体,在管道上发旋时,要注意形成均匀的楔形灰缝,以及井室与砼管座的严密性,以确保砌井整体的抗压、抗剪强度;
严格把控井基础与砌砖的质量问题,井室周围的回填材料采用砂、砂砾、碎石灌砂等材料,井框、井座下部间隙大于30mm的部分采用C30细石混凝土填充密实;
在排水工程检查井设计时合理规划检查井布设位置,尽量将检查井布设在人行道或绿化带内,因地形或穿越道路需要时,尽量将检查井布设在车道线上,减少车辆对井盖的创压和扰动。
第二节 井盖及井周下沉
2.1 井盖及井周路面下沉的原因分析
1、检查井周围回填不实,路面各结构层密实度不够,造成井周边路面下沉 检查井混凝土基础施工不规范。混凝土基础浇筑带水作业、混凝土基础施工振捣不实、基础的碎石垫层厚度不足、底板基层土松软未进行处理以及对基础混凝土强度不够即进行并身砌筑等。检查井混凝土基础基层土松软未进行处理,底板的碎石垫层厚度不足,造成井整体沉降;
2、浇筑底板混凝土时沟槽中的地下水未及时排出,造成混凝士在水中浸泡后发生离析,从而不能达到设计规定的强度。另一方面,雨水通过路面裂缝渗透进入井基础,导致井底地基含水量增大,强度降低,也加剧了检查井下沉;
图 2、井周路面下沉
检查井井身砌体施工不规范。使用砌体材质不合格、砂浆未按配合比拌制、砌体砂浆不饱满等,造成井体特别是靠近路面的部分强度不够,易在车辆等荷载作用下被破坏,使检查井盖下沉,周边路面产生裂缝;
4、荷载的冲击力引发井盖受迫振动,会破坏检查井井框和盖板的连接、井筒和周边土体的连接引起井盖下沉。
2.2 预防的措施
1、浇筑混凝土前应检查预埋螺栓的保护套管是否完好,以防浇筑混凝土时进入套管堵塞螺栓,加固采用C30的水泥混凝士,坍落度不宜过大。混凝士必须振捣密实,混凝土顶面应与法兰盘紧密结合,以防止法兰盘底部脱空。混凝土终凝之前进行人工拉毛,以便混凝士和沥青结合良好。凝士应养护7d以上,养护期间严禁碾压破坏。可根据施工进度适当掺加早强剂或速凝剂,缩短养护时间,对已经损坏、松动的沥青、砖块、碎石等材料及时清理、更换;
2、按照施工要求放置好模板,内模-般为0.5mm铁皮制作,铁皮内模以井口和井框限制尺寸并起到稳固作用。为保证内模稳固,井口砌筑时应提前考虑,底模可做成两半式且中间留拆除口,以便于拆模,底模边部缝隙塞密实;
3、将拌合好的灌浆料灌入,直至浆料达到预设的水平高度为止。灌浆开始后,必须连续进行,不能间断,尽量缩短灌浆作业时间;
4、工程施工中要随时检查检查井高度,并适当调整摊铺厚度,保证路面以及检查井连接部分的平衡,确保可以一次成型。除此之外,检查井室与管道、井筒连接处应同时施工,杜绝接口处有漏水现象,如果井室与管道不能同时施工,在处理管道与检查井连接处时,可用沥青麻丝填充,填充要饱满。施工前先用麻丝将缝隙填塞然后用热沥青灌缝,不方便施工的地方可用用沥青浸泡过的麻丝填充缝隙。
第三节 井周路面损坏
3.1 井周路面损坏的原因分析
1、井面相对路面沉降差较小,井周路面下陷,显得井盖凸起。检查井基础以上可视为刚性体,而道路填料以柔性材料为主,两者刚度、强度差别较大,在车辆荷载下必然产生差异沉降,另外井周小范围内填料大型压实施工机械无法正常操作,常出现压实度不满足要求,在行车荷载的长期冲击作用下,沉陷现象加剧,从而导致井周路面开裂、损坏;
图 3、井周路面损坏
井面下沉,井盖边缘20cm左右位置上出现环形裂缝,且该范围内路面下沉,内侧沉降大,外侧沉降小,有不同程度的径向裂缝。主要由于座浆强度不足或不密实,导致井座下沉,进而连带周边路面一起下沉,在行车荷载的作业用下,加剧路面开裂;
井盖周围出现路面裂缝后未及时进行处理,路面受车辆反复碾压、轮胎冲撞、水毁等影响,从而导致路面结构层出现损坏。
3.2 预防措施
1、砌体水泥砂浆的强度达到设计规定的强度后方可回填,严禁与井砌体同步回填。井周回填与路基回填同步,为保证井周40cm范围内的填料质量,填料应分别堆卸,严禁用路基材料代替井周回填料,填料应由井周向外摊铺,回填压实至路床下80cm,除采用压路机碾压外,优先采用立式冲击夯,逐层对井周60cm范围内进行补夯,以消除碾压死角,回填材料压实后应与井璧贴紧。路面摊铺前将检查井用钢板覆盖,和道路结构层一起摊铺、碾压,压实度统一达到道路压实度标准。然后将检查井挖出,砌至合适高度;
2、待路面完成水稳铺筑时,将井盖位置的水稳填料挖去,并把铁板或者盖子取出。将工作面清理干净,砌筑井体至合适高度,通过路面标高、井盖高度反算座圈顶面高度。用低标号的水泥砂浆作为座浆,将座圈安装就位,并用水泥砂浆填实座圈四周,已固定座圈,重新复测顶面标高,盖好铁板。待摊铺完沥青中面层,将井盖位置的沥青面层填料挖去,并把铁板或者盖子取出,把工作面清理干净,将井盖放到座圈上,并进行锚固,应注意井盖的开口方向,一般为与行车方向相反,然后在井座周围摊铺水泥砂浆。粘结面表面淋适量粘结剂,以增加填充沥青路面材料与工作面的粘结。分层填充沥青路面材料,每层宜为5cm,每填充一层,用强夯机夯实一层,重复上述工序,直至填充至中面层顶标高。在路面进行上面层摊铺时,完成井盖四周的上面层摊铺,并采用小夯实机械对井周进行补夯;
3、强化后期运营过程监管力度,按时对检查井井盖进行全面检查,并及时对缺陷进行处理,防止病害扩大。
第四节 井盖跳动及异响
4.1 井盖跳动及异响的原因分析
1、井盖发生跳动及异响,是由于井盖锁定装置损坏或检查井盖不合格、安装时井框接触面不平整、井框四周没有镶嵌胶条或胶条镶嵌不当引起脱落而造成;
2、由于井盖下沉、井座与井室发生偏移、井盖周边里面开裂等病害引发;
3、井盖生产厂家降低质量标准,生产假冒伪劣产品,或以次充好,导致产品本身质量不合格。
4.2 预防措施
井盖发生异响可以算是一种由井盖下沉等现象引发的衍生灾害,所以我们在施工中严格注意控制井盖下沉、偏移、周边开裂等现象就能有效控制井盖异响的发生,当然,同样重要的是,选用符合设计要求、质量过硬的井盖。
第五节 井盖不统一、丢失与影响美观
5.1 井盖不统一、丢失的原因分析
1、井盖不统一。市政道路上井盖的材质、形状、规格不统一,甚至同一道路不同路段的井盖规格参数也参差不齐,不仅给井盖的维护、更换等市政管理工作带来困难。
2、井盖的丢失。此现象是由于井盖材料多为铸铁,回收价值高,防盗措施或管理不到位,常被盗窃而造成。
3、井盖有碍道路美观。目前,许多城区路段不同形状、规格的井盖均直接外露在人行道上,这使得原本铺装整洁的人行道变成“补丁人行道”严重影响视觉美观。
5.2 预防措施
1、检查井尽量统一设置在人行道、非机动车道上,其中在人行道与非机动车道上统一使用树脂复合井盖,这种井盖拥有优异的物理化学性能,使用寿命长,本身无回收价值,且井盖表面花纹设计精美,颜色亮丽可调,美化城市环境;
2、而行车道采用球墨铸铁双层井盖及支座采用联体防盗重型井盖,能有效减少井盖丢失的现象发生;
3、充分发挥城市管理职能部门作用,加强监督与管理,及时更换和加固松动井盖。
第六节 总结及延伸拓展
6.1 防控总结
综上所述,检查井缺陷会给城市道路带来不少的危害,因此在施工过程中,每一阶段都务必要严谨认真控制检查井自身质量、井内部的砌砖、回填土过程、井盖及井圈的定制和安装等等施工阶段,一定要进行严格监控和管理,仔细检查施工结果,一旦发现细微的问题,要尽早改善和解决。道路是一个城市最基本的公共设施,市政道路的施工项目通常投资较大、情况复杂且耗时较长,对整个工程质量的要求也非常高,而检查井又是道路工程中必不可少的组成要素,所以在检查井的安装过程时,一定要考虑全面,对各个方面严格把关,尽量杜绝检查井对整个城市道路的不良影响。
6.2 延伸拓展
1、计划在龙岩大道二期投入一定经费,与材料供应商、施工单位、设计单位、监理单位一同开展检查井施工工艺、材料等方面优化、论证和试验,以制定一套实用的检查井质量防控措施和检查井新工艺、新材料;
2、对既有路段检查井缺陷进行全面剖析,摸索出一套切实可行的维修和更换施工方法和保障措施。
参考文献:
《给排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069-2002;
《给排水管道施工及验收规范》GB 50268-2008;
相关标准图集及设计(施工)规范、施工方案;
我司类似工程施工经验及类似缺陷维修处理经验;