关于检查井沉降与解决措施的研究

2015-06-02 02:33李光王登宇徐晓妮
科技创新导报 2015年8期
关键词:沉降检查井措施

李光 王登宇 徐晓妮

摘 要:基于我国检查井施工中出现的不均匀沉降及相关施工问题的实际情况,针对导致上述问题出现的各方面原因进行分析,就优化设计、规范开挖及回填施工、强化检查井的砌筑等方面提出了相应解决措施。以期为我国市政管线建设中的检查井设计及施工提供借鉴。

关键词:检查井 沉降 回填技术 措施

中图分类号:P633 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)03(b)-0038-02

Research on manholessettlement and solutions

Li Guang Wang Dengyu Xu Xiaoni

(CSCEC AECOM CONSULTANTS CO.,LTD Xian 710075)

Abstract:Based on the actual situations of uneven settlement of manholes and relative construction weakness,various reasons for above problems were analyzed,and the corresponding settlement measures were recommended in optimization design,specification for excavation and backfill work,and strengthening masonry of manholes some ways.It could be reference of the design and construction of manholes in our country municipal pipelines construction.

Keywords:manhole;settlement;backfill technology

檢查井是为市政管线安装、维修、定期检查、清洁和疏通方便而设置的,常设在管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、以及直线管段上每隔一定距离处,由砖砌或钢筋混凝土浇筑而成的井状构筑物。

作为市政管道的重要组成部分,检查井对市政道路工程的质量有举足轻重的影响。随着城市快速发展,人民生活质量提高,城市道路车辆数量急剧增加,道路在车辆动荷载作用下受到不同程度的破坏也随处可见。集中在检查井周围的破坏尤为严重,常见现象有检查井井面下沉、井面凸起、井圈周围沥青层碎裂等。这些现象不但有碍市容市貌,影响道路行车的舒适性和安全性,甚至导致交通事故发生和车辆损坏,无形中也增加了建设和维修的资金投入[1]。通常城市道路设计使用年限为15年左右,而检查井的维修周期却仅为1.5~3年[5]。造成上述病害现象的原因较多,其主要原因是由于不均匀沉降引起的。

1 检查井沉降形式

1.1 井座下沉[2]

新建检查井并预留井座时,井座高度很少与路面齐平,需要增加垫层调平,而垫层材料基本为砂浆,由于垫层强度不够,在汽车的荷载下极易破坏,导致井室发生沉降。

1.2 检查井凸起

检查井回填土的压实度不够,会导致周边回填土在车辆竖向荷载作用下,逐渐竖向下沉,而检查井作为一个整体,竖向的下沉量相对较小,此时就会出现整个检查井凸出与车行道路面的情况[4]。

1.3 检查井周边沥青混凝土路面破损

检查井周边路面龟裂、破碎,主要由检查井与周边路面出现不均匀沉降所致[3]。检查井修筑时,井周边回填土一般采用人工夯实,压密度与周边路基压实度不一致。当检查井发生部分沉降后,汽车对检查井的冲击荷载会使检查井对周边的土体产生压力,当回填土压实不够时,会导致检查井发生偏移,进一步破坏检查井旁的路面结构,使沥青混凝土出现裂缝。

2 检查井沉降成因

2.1 开挖沟槽断面尺寸不符合要求

施工人员不严守施工技术规程和施工组织要求,偷工减料,导致检查井基坑开挖平面尺寸偏小或不规则。井室砌筑后,周边回填范围缩小,回填工作面狭窄,夯实机具无法展开工作,致使回填土压实度与路基压实度形成密度差,长时间车辆动载作用下导致不均匀沉降[1]。

2.2 回填土质量不符合要求[3]

(1)回填土的含水率较难控制,含水量过大或过小都会使土的压实度不到要求,致使检查井周围土体产生下沉。(2)施工单位受利益驱动,将腐殖土换填入地下。腐殖土经长时间炭化作用,有机质形成碳水化合物,使土体形成空洞和空隙,受到地面荷载作用时易引起地面下沉。(3)施工单位在冬季施工时回填冻土块,由于冬季土体受冻后体积增大,天气变暖解冻后水分流失,使土体产生孔隙,受到地面荷载作用后引起地面下沉。(5)如果回填土使用了可压缩性高、抗剪能力低、结构易受到破坏的湿陷性黄土,遇到水或受到车辆动载作用后,也容易产生沉陷。

2.3 检查井的砌筑

检查井井筒砌筑时灰浆不饱满,勾缝不严,尤其在配合道路施工中升降井筒时,砌筑容易粗糙且砂浆未达强度就经荷载挤压,使井筒四周砖壁呈活动状态[4]。冬季时污水检查井中的热蒸汽会沿井筒砖壁的空隙浸入外围土壤和道路结构层中,在冰冻层区形成结晶水并冻结,在春季易造成周边土壤形成饱和水状态,为井周边路面变形埋下隐患。

3 解决措施

3.1 优化检查井设计

(1)尽量避免使用砖砌检查井和圆形检查井。

检查井井筒若采用砖砌,回填时周围土体不易压实;另外,圆形井也有因外部存在不少空隙导致几乎无法压实的现象。上述情况均易造成井筒周边土体环状下沉[5]。设计时可尽量避免选用此类设施,改用矩形混凝土排水检查井。

(2)尽量避免使用铸铁井盖。

检查井盖典型构造主要依靠路面沥青混凝土稳定铸铁井盖,由于材料差异很大,常见的路面沥青混凝土和铸铁井盖之间难以粘结,井盖在水平和竖向冲击荷载作用下将对周围沥青混凝土及垫层局部产生很大的应力集中,逐渐使周边沥青混凝土产生破损,并形成环状龟裂[5]。另外,铸铁井盖为脆性材料,常有受强烈冲击后发生脆断导致突然破碎的现象[2]。在设计时可尽量避免选用铸铁井盖,改用钢纤维混凝土检查井盖(材质与沥青混凝土接近,且自重比同等承载力的铸铁井盖轻30%左右,可减弱井盖对沥青混凝土的破坏)。

4.2 规范开挖及回填施工

(1)加强检查井基坑开挖尺寸。

检查井基坑的开挖按井室外径尺寸,周边外放50cm-80cm为宜,保证夯实机具的工作面能有效展开,若有特殊情况使开挖尺寸受限时,须对肥槽缝隙做相应处理。加宽检查井基坑的开挖尺寸和井底基础处理,保证检查井基底荷载应力和同深度路基一致。

(2)提高回填土质量,规范施工。

①施工过程中,首先选择合理级配的砂石料,如遇腐殖土、有机土或建筑垃圾时,应采用4%~6%灰土或好土进行换填,严禁在槽壁取土回填。②务必在基础砼或砌体砂浆达到设计强度后再进行回填,严禁边砌筑井筒边回填;井室周围回填压实时应沿井室中心对称进行,不得漏夯,并尽量与管道沟槽同时进行,否则应留台阶行接茬;③路面范围内井室周围50 cm应采用石灰土、砂、砂砾等材料回填,回填厚度不宜小于40 cm,回填材料压实后应与井壁紧贴。④检查井砌筑完毕,常用分层法进行回填。回填土按15~20 cm分层回填夯实(电动夯机绕井细夯),并采用平板振动夯进行夯实,直至达到路面基础高度。根据施工条件和回填部位选择填充材料和夯实机械,以达到最佳压实效果。

3.3 规范检查井砌筑施工

(1)检查井相关材料不仅要满足设计要求,更要优选正规厂家产品。井井筒砌筑砂浆应拌合均匀,和易性要好,砌筑时灰浆要饱满,勾缝时保证严密,砌筑砖材要满足尺寸和强度要求。

(2)砌筑前应先做好砼基础。当地基地质水文条件不良时,可通过换填处理提高基底承载力。

(3)施工中保证井框与其结构的筑实,防止在碾压或其他外力作用下发生形变。井壁内外应在填筑路基前粉刷1:2防水水泥砂浆,厚度≥2 cm,对接缝、管口等位置重点处理。

(4)砌筑时随路基填筑不断加高直至设计高程;砖砌井砌筑前先将砖充分润湿,砂浆标号不低于M7.5,检查井高度以道路基层底部高程为准。在管道与井体连接处须将缝隙填充严密,防止渗漏。

4 结语

市政管道工程为隐蔽工程,竣工时只有检查井可供检验。尽管如此,检查井又是重要的市政设施,既反映了设计、施工水平,也反映了市政管理水平和城市文明程度[2]。在实际工程中,检查井沉降是多方面因素共同作用的结果。本文从检查井开挖、回填及检查井井筒砌筑等方面进行总结,归纳沉降的几种形式并分析主要原因,进而提出解决措施,为今后的检查井设计和施工提供借鉴和参考。

参考文献

[1] 王行强.城市道路路面与检查井顺接技术[J].交通世界,2010(1):174-175.

[2] 張根柱.论市政基础设施工程排水检查井施工过程中如何做好质量控制[J].科技致富向导,2014(21):194-229.

[3] 肖良杰.浅谈市政道路检查井病害及防治措施[J].科技致富向导,2013(6):367.

[4] 左永伟,于露.市政道路检查井井周加固施工技术[J].科技致富向导,2013(14):206.

[5] 黄谦,郭清平.城市沥青道路检查井病害分析及处理措施[J].特种结构,2011,28(2):44-47.

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