城市道路检查井沉陷的病害分析及施工技术

1、城市道路检查井沉陷的病害分析及施工技术 摘 要：随着城市现代化程度的不断提高，各类市政公用管道越来越多，在路面上所设的各类管网的检查井也随之增多。检查井引起路面破损的问题普遍存在，一定程度上影响了道路景观、行车安全和市民生活的情况。该文通过调查研究检查井存在的问题，提出有效的解决方案，开展市政道路检查井施工技术的相关研究。 关键词：检查井病害；反开槽施工；压实度 0 前言 城市道路检查井又称人孔，是设置在市政工程地下干管上的一种井状构造物，其功能主要是作为管线运行情况检查和疏浚的操作空间，为管线改变高程、改变坡度、改变管径、改变方向进行衔接。城市道路检查井周围受到车辆行驶的影响，承受较多的冲击

2、力作用，往往最先遭到破坏。由于检查井引起路面破损，井周路面会出现开裂、破损，以及井盖与路面高差过大等现象。这些病害不仅影响道路的使用功能及外观形象，严重时影响行车安全甚至会引起交通事故。市政管理相关部门每年因检查井导致路面破损的维修所耗费的人力物力巨大，并且维修后不久路面会再一次破损。因此详细地调查研究检查井存在的问题，拿出有效的解决方案，开展市政道路检查井施工技术及相关研究已迫在眉睫。 1 城市道路检查井存在的病害及原因分析 1.1 检查井存在的主要病害 国内很多城市道路无单独的非机动车道，这样就不可避免地在机动车道上布置有检查井，从而使道路检查井病害问题较为突出。2009年，通过对山东省某

3、地市区典型路段机动车道上的检查井进行了统计调查，总结该地区道路检查井病害的主要分布特点。(见表1) 从表1可知，道路上的大部分检查井状况良好，其中总数21.5%的检查井发生井周边路面开裂、井盖倾斜、凹陷或凸出等病害。在存在病害的检查井中，井周路面开裂占病害总数52%，井盖凹陷、倾斜或塌陷占病害总数45.2%，仅有2.8%出现井盖凸出。表1 典型路段机动车道检查井现状汇总表 1.2 检查井病害现状分析 通过对市区典型道路检查井病害现状进行开井检查分析得出以下主要病害类型： 1.2.1第一类病害 检查井支座松动，井周路面沥青面层开裂(见图1)。开井后发现，多数该类检查井井筒完好，井盖和支座均出现了

4、松动，支座下的座浆和井内抹面出现不同程度的脱落。 1.2.2第二类病害 井盖倾斜或塌陷，井周路面出现明显的不均匀沉降(见图2)。根据开井测量得出井沉的主要原因，有以下两个方面： (1) 检查井基底应力远小于检查井周围同深度的土基应力，从而造成检查井与路面的不均匀沉降。 (2) 一般的施工往往是照标准图集来砌筑检查井。该类检查井施工中用砖强度不能完全抵抗现有车辆碾压，耐久性差，使用几年后就会因腐蚀而造成砖酥烂；同时砂浆质量不过关、砂浆砌筑不饱满、井身砌体有通缝等因素导致检查井下沉，并伴随着井口路面凹陷的现象发生。 1.2.3第三类病害： 井盖凸出路面(见图3)。这种现象主要是因为：检查井和道路的

5、不均匀沉降，其中道路的沉降量大于检查井沉降量。图1 周边面层开裂的检查井实景图2 井盖倾斜或塌陷的检查井实景图3 井盖凸出路面检查井实景 2 城市道路检查井存在的病害及原因分析 2.1 检查井本身材料及结构构造方面的原因 调查中现状检查井井筒一般采用砖砌体结构、混凝土(或钢筋混凝土)板井基、水泥砂浆找平层、铸铁支座和井盖，加之井周路面与所做路材质保持一致，一般采用的沥青混凝土面层和二灰碎石等半刚性基层，检查井及周边路面包含有多种工程材料，这些材料之间的物理力学性质差异较大，在车辆冲击荷载温湿度变化及含盐地下水等作用下各材料间的应力、变形差异较大，在检查井使用过程中容易产生结构间裂缝，进而形成差

6、异沉降等病害。 2.2 施工工艺及施工控制的原因 施工工艺是检查井质量控制消除病害的关键环节，施工质量的优劣直接影响着检查井的使用效果。其原因主要存在以下三个方面： (1) 检查井地基承载力不够。路面上的重力动荷载是通过检查井的井盖传至检查井井体，再通过井体垂直作用于地基上，即路面检查井上的车荷载最终是作用在检查井地基上的。这就要求检查井地基的承载力必须达到一定的强度，否则，在上部长时间动荷载的作用下，地基土就会被压缩下沉，致使检查井整体下沉，检查井出现凹陷，路面不平整。 (2) 压实度不达标。路面结构与检查井的刚度相差大，存在刚性与柔性转换问题。保证井周回填土压实度至关重要。根据给水排水工程

7、构筑物施工及验收规范(GB50141-2008)，检查井周围回填土的压实度应当与道路基层压实度相同，即压实度应大于等于95%(重型压实标准)，但在井施工过程中普遍做法是在井筒砌筑完成后，井与工作坑之间距离狭小，导致机械碾压困难，一般绕过井一定距离碾压；而人工夯实又难以控制质量，从而导致井周回填土在使用过程中逐渐沉降，引起井周路面下沉，检查井四周开裂。 (3) 施工时高程控制不严格及施工工期的压缩。很多施工单位都是在道路侧石砌筑完成后，参照侧石的标高确定井盖的标高。忽略了道路的横向坡度，使井盖标高和道路设计标高不协调，检查井盖高出或低于路面，在使用过程中受到车辆荷载冲击作用后会加剧井盖与井周路面

8、的不均匀沉降。 市政道路行业的施工工期压缩也是造成检查井病害的一个不容忽视的原因。混凝土达到设计强度所需时间都在28d以上，若工期安排不合理，在混凝土强度还未形成前就进行碾压，极易造成施工期间的破坏；另一方面养护时间达不到要求，砌筑砂浆强度不够，有的施工单位为避免重夯造成砖砌井身变形，不敢对井周回填土进行较强夯实。 3 城市道路检查井改进措施 文中上述原因分析基本涵盖了现有检查井问题的根源。针对以上问题及当地实际情况并结合设计及施工经验，采取以下措施控制检查井质量。3.1 严格的地基处理保证承载力 (1) 检查井地基承载力应不小于100kPa，对于软土地基不得采用原土回填，需进行换填，满足地基

9、承载力要求后，方可施工。 (2) 换填施工工艺考虑采用：检查井基础底以下0.5m范围内现状粉质粘土及杂填土清除后，换填级配碎石。具体顺序为：垫层以下0.100.20m砂石基础、0.20.5m级配碎石，换填宽度为管道基础宽度及两侧各0.5 m范围。级配碎石直径不大于10cm，含泥率小于5%。换填后地基承载力应达到不小于100kPa要求。 3.2 采用合理的施工工艺保证压实度 对于新建的道路检查井使用反开槽施工工艺，其工艺要求： (1) 检查井施工时，首先将检查井浇注至盖板顶，然后用钢板覆盖井口，进行道路摊铺路面结构，铺至井圈顶，之后进行反开槽现浇井圈、安装井支座。 (2) 反开槽回填材料与道路路面结构一致，压实度达到97%(轻型压实标准)。 (3) 井圈安放前应先校正标高，标高校正后在盖板上抹12水泥砂浆调平。3.3 严格控制井盖高程，合理安排施工工期 施工前应严格按照图纸做好高程测量工作，施工中施工井圈高程应根据路面纵、横坡度，采用十字线控制安装，保证检查井与路面衔接位置平顺、美观。 合理安排施工顺序及施工进度，以保证在施工路面面层时检查井的砂浆强度达到设计强度的90%，防止在铺筑面层时由于机