姚 耀
(上海浦興路橋建設工程有限公司,上海市 201210)
淺析檢查井病害發生的原因與防治措施
姚 耀
(上海浦興路橋建設工程有限公司,上海市 201210)
分析了檢查井發生病害的原因:由于規劃、設計、施工及維護等各階段過程中不規范、不科學的作業,造成了檢查井下沉、開裂、凹陷等病害。在此基礎上,提出了科學規劃設計、加強施工質量控制等相應的防治措施。
檢查井;病害;原因;防治措施
作為城市地下脈絡的節點,檢查井既保障了給排水、電力、通信等民生需求,又發揮著管線檢查、疏浚、調整管線高程、坡度等功能。經過漫長的發展,檢查井型式呈現出多樣化和先進化。就檢查井用材而言,其已由早期黏土磚材質發展成為水泥砌塊、預制混凝土、不銹鋼、玻璃鋼夾砂、工程塑料及熱塑性塑料等多種材質形式[1]。然而,無論檢查井用材料如何發展和進步,依然無法避免井蓋凸出、傾斜、塌陷,井與周圍路面存在高差,井與縱橫坡不一致,井口周圍不同程度凹陷,井口傾斜、下陷甚至坍塌,井口周圍路面開裂、起殼、脫落、下沉等等病害[2]。
這些病害的頻現不僅影響其服役效果,車輛降低通行的舒適性和安全性,而且還損害城市形象。因此,全面系統地了解和分析檢查井病害發生的原因,并提出相應的防治措施不僅必要,且現實意義突出。
1.1.1 規劃相對滯后
根據既往或適時的資料和經驗來編制規劃,既沒有突出與時俱進的特點,更缺少前瞻性元素,結果造成當前編制的市政道路檢查井規劃對未來因素估計不足、不完整、不系統、與實際發展脫節、背離經濟社會發展進程等問題。
1.1.2 設計不全面、不詳細
(1)設計內容缺乏針對性
設計市政道路檢查井布設時重視線形而輕視結構,如只按常規設計,處理范圍不足,忽略了對設施銜接處的特殊處理等。
(2)設計設置不合理
在布設工程管線時,未充分考慮檢查井設置位置的合理性,造成檢查井頻繁受到外部車輛荷載的沖擊作用。
(3)設計結構脫節
設計的檢查井結構與實際應用脫節,普遍存在設計標準偏低、檢查井結構設計欠考慮等問題。
(4)設計細節不重視
設計過程中,對一些細節不夠重視。如對基礎條件不良好的檢查井的資料了解不透徹,仍視其基礎為正常條件進行設計,將井蓋直接安放在井體上的設計方式,造成長期重復荷載,致使井體和井蓋整體下沉病害發生;再如忽略周圍回填結構補強設計,導致檢查井設計與當地客觀路況不適應。
1.2.1 量測不精確
在路面施工之前,需對各類檢查井進行量測復核,確保檢查井頂面與鋪設路面的縱橫坡保持一致,尤其需對其高程進行精確控制。但是,在實際操作過程中,由于量測不精確造成井蓋與路面產生高差,再加上后期外界車載的長期反復作用,導致檢查井發生沉降。
1.2.2 材料質量不達標
(1)基礎材質不良
檢查井原始基礎材質偏軟,沒有對原始不良土進行更換或改良,或換填、改良不徹底,造成基礎不穩固,井體后續沉降。
(2)襯墊材料強度較低
進行襯墊找平施工時,如鑄鐵井蓋下的襯墊材料強度較低,則容易被壓碎,造成鑄鐵蓋座向車行方向滑移、下沉[3],在車輛的反復沖擊作用下,最終造成井體的沉降。
(3)襯砌材料質量不合格
用來襯砌、勾縫和抹面的水泥、砂質量不合格,砌磚強度不足,導致勾縫、抹面遺漏,最終使得井體整體強度降低,井體破損下沉。
(4)回填材料質量差
盡管就近取材成本低,但一些未經相應處理的填充材料或未按設計要求選用特定的回填土材料,會導致檢查井后期使用過程中發生沉降。
(5)井蓋材質規格不匹配
首先,檢查井蓋的標準和材料繁多,鑄鐵、復合材料、鋼纖維混凝土等不同材質井蓋的承載力及標準參差不齊[4],與實際路面的交通、荷載狀況不完全匹配;其次,各種檢查井自身質量問題,如蓋與框縫隙大、不平整、錯臺等,導致在后續交通荷載作用下出現井蓋破裂、下沉等病害。
1.2.3 施工過程不規范
在檢查井施工過程中,由于施工人員質量意識淡薄,不按技術規程操作施工,違反規章作業,造成了檢查井后續發生諸多病害。
(1)應對施工條件變化的能力不足
在溝槽有水的情況下,不徹底清理干凈溝槽里面的地下水而直接澆筑混凝土,導致經水浸泡的混凝土強度降低,未能達到設計要求。
(2)減少墊層施工厚度埋下病因
檢查井墊層施工厚度達不到設計要求,如碎石墊層厚度較薄,為檢查井出現一定幅度的下沉埋下誘因。
(3)不徹底作業降低基礎底板強度
由于檢查井混凝土基礎層并不具備足夠的強度,加上施工期間未能對混凝土進行充分的振實,致使底板強度低于設計要求,進而發生后續開裂沉降問題。
(4)隨性操作損害井體質量
過快收口、不錯縫砌筑、不均勻抹面等盲目、隨性的施工作業,導致檢查井砌筑質量差、井周混凝土強度不足、砌筑砂漿不飽滿,嚴重損害井體質量,造成井壁滲漏水、井體周圍沉降等。
(5)未壓或欠壓作業衰減回填質量
由于檢查井周圍不存在利用機械設備回填壓實的條件,因而在實際回填施工過程中,存在不進行壓實處理或是僅進行人工壓實的情況,從而導致壓實達不到要求或者壓實不均勻,埋下檢查井沉降的嚴重隱患。
(6)施工未考慮材料差異性造成井蓋周圍沉降
由于材質明顯不同,檢查井蓋與井體周邊材料剛度差異較大,且檢查井周圍路基、蓋板和井體等各類材料的溫度線膨脹系數存在很大的差別,經過荷載長期反復作用后,它們不一致的變形程度給井蓋、井圈、井體和路基等產生不相同的附加應力,最終誘發結構裂縫,進而導致井蓋下沉、井蓋周圍路面龜裂等病害。
部分道路養護部門不重視檢查井的日常養護,不能及時采取全面系統的應對措施來管理養護檢查井。諸如定期、定量、定員之類的檢查井養護管理制度殘缺,無法及時發現微小的檢查井病害,并采取有效的措施解決問題,致使病害進一步誘發或加劇擴大。例如由于未能定期檢查、疏通和維護檢查井,常期流入并淤積于管道的垃圾雜物,不但會加大管道的負荷,而且還會導致污水上漲外溢,從而長期浸蝕檢查井基底和路基,誘發或加劇病害的發生。
(1)秉持以人為本的原則
在規劃設計之前,相關部門應當以城市發展大環境和戰略目標為依托,秉持以人為本的規劃及設計原則,科學、合理地將檢查井規劃設計到道路管線之中。如涉及機動車道加設管線情況,檢查井可設置于機動車道兩側或者中間。
(2)強化前瞻性、系統性和全面性的理念
在進行道路規劃設計時,要優化檢查井的規劃設計方案,做到檢查井的規劃與設計兼具前瞻性、系統性和全面性特點。如規劃統一的地下管線設施,將彼此獨立埋設的各類市政管線集中放置在同一條地下隧道內,不但可以避免反復開挖道路,而且還減少檢查井數量;再如設計時考慮到檢查設備會不斷進步,則設計時可適當增加檢查井的間距,從而減少檢查井的數量。
(3)引入穩定、先進的材料和工藝措施
在主客觀條件允許的基礎上,盡量將質量穩定、技術先進的新材料、新工藝設計到檢查井設計方案中去。如現澆式鋼筋混凝土檢查井、預制裝配式鋼筋混凝土檢查井、混凝土模塊式檢查井以及塑料檢查井等,以提高檢查井基礎和井體的設計標準要求。
2.2.1 嚴格控制材料質量
(1)積極應用和推廣新材料
應用和推廣專門的水泥混凝土、裝配式管道、塑料制管道等新材料。
(2)加強進場材料控制
對投入使用的各類原材料,使用前需進行送檢或自檢,經檢驗合格后方可使用,對于不合格原材料堅決不予使用。
(3)注重加工材料的質量控制
除重視對原材料質量控制外,還需要加強對拌制的水泥砂漿、切割的塑料井筒、處理后的回填土等經加工和處理的材料進行質量控制。
2.2.2 做好施工過程質量控制
(1)工前加強質量意識和技術培訓
在正式施工啟動之前挑選業務水平較好的施工人員,對其進行質量意識和技術交底培訓,建立和提高施工人員的質量意識。
(2)放線施工嚴格控制高程
在進行放線作業時,檢查井的高程不僅要滿足道路縱坡要求,也應當滿足道路橫坡要求。在進行檢查井的定位過程中,應當使用十字線進行精準的定位作業。
(3)施工過程科學規范處理基礎
在全面詳細了解施工地點地質條件的基礎上,視其情況決定是否有必要對地基進行改良、挖除換填。在此前提下,科學合理設計配合比,進行混凝土作業,務必做到混凝土不開裂、無沉降等。
(4)嚴控檢查井施工
檢查井施工的控制要點主要包括材料和操作兩個方面。對于砌塊、水泥混凝土檢查井,其砂漿、砌塊等材料要達到強度和設計要求,同時操作要規范,如收口不可太快、均勻抹面、嚴實勾縫,避免漏水、掉漿等問題發生。對于塑料檢查井,不僅要求連接、管道、井筒等構件材料質量合格,而且施工過程中保證各構件的連接平順、嚴密。
(5)全面細致做好回填作業
首先,嚴禁使用含有淤泥、腐殖質的土體或素土進行回填,需進行改良處理或換填;其次,回填操作過程中,盡量減少人工夯填,盡可能根據回填部位和施工條件選擇夯實機進行機械施工;再次,分層填筑分層壓實,每次回填厚度<25 cm,回填夯實密度達到設計和規定要求;最后,遇特殊氣候施工時,如降雨施工,則需先將水排凈后方可施工。
(6)井圈井蓋施工符合標準和規范要求
一定要選用較高強度的襯墊材料和補空隙砂漿穩固安放井圈或井框。安裝井蓋時,務必做到平穩、牢固、順直,嚴禁高于井周路面。
(1)完善巡查制度
建立定員、定期、定區域的日常巡查制度,及時詳細地記錄檢查井的服役狀況。
(2)制訂完善的處理預案和措施
對檢查井服役過程中可能出現的各種病害制訂出應對的預案,當出現如井周裂紋、井圈銹蝕、井蓋破損等問題時,可選取或運用相關的處理措施,快速、高效地予以處理。
由于檢查井病害不僅種類繁雜,而且較為普遍,這就要求從事規劃、設計、施工和維護的有關人員不僅要彼此良好協作,而且要樹立和強化責任意識,做好各自的工作,才能保障道路長期通行的舒適性、安全性和穩定性。
[1]韋鳴.城市道路各類檢查井井蓋應用發展趨勢的探討[J].大眾科技,2009(9):79-80.
[2]鄒文端.市政道路檢查井病害的防治辦法[J].河北交通職業技術學院學報,2008(4):19-21.
[3]許乃星,陳奕.地鐵施工便道檢查井病害治理對策研究[J].特種結構,2013(4):69-73.
[4]張金華.檢查井在施工過程存在問題及防治措施[J].海峽科學,2004(12):73-73.
U418.7
B
1009-7716(2017)12-0149-03
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.12.042
2017-09-10
姚耀(1984-),男,上海人,工程師,長期從事施工技術管理工作。