道路檢查井加固技術

0 引言

隨著汽車的不斷普及，日益繁重的交通運輸使道路壽命越來越短。市政道路在投入運營不久就出現各種問題，嚴重影響道路的耐久性和舒適性。其中市政道路中最容易出現損壞的部位是檢查井的四周，表現出來的主要問題有井蓋變形噪響、井周路面開裂和沉陷等，進而破壞路面結構，縮短道路使用壽命和降低運營品質，影響過往車輛行駛的平穩和安全。具體表現為：新建道路在投入運營一段時間后，瀝青路面圍繞井蓋邊緣10～20cm的位置上出現環裂，裂縫隨著時間的推移加寬和增加，由細裂縫變成貫穿裂縫直至井蓋周邊路面下沉。結合市政施工及白城市當地的氣候水文特點，特制定了一套行之有效的方案。

1 井周破壞原因分析

1.1 客觀因素

1）路基及路面與檢查井結合處脆弱，導致應力集中，易出現開裂現象。

2）降水通過貫通裂縫滲入路基后軟化路基，導致承載力進一步降低，加劇破壞產生，在寒冷地區的凍脹現象使這一問題加劇。

3）檢查井屬于剛性構筑物，路基路面相對其為柔性結構，運營時檢查井蓋經行車荷載反復作用，造成井體下沉。

4）井周處產生的高程差受到汽車的沖擊破壞，進一步導致路面損壞加重。

1.2 主觀因素

1）砌筑工藝質量差，砂漿配合比不合理，水泥含量過低，井身混凝土強度不足，檢查井基底承載力不符合設計要求。

2）井周回填質量、填料不符合要求或井周回填密實度不滿足設計要求等。

3）檢查井成井后砂漿或混凝土強度未達到設計強度就進行路面施工，造成檢查井破壞。

4）市政道路施工過程中，未控制好檢查井或路面高程，造成井與路面高程差超過規范要求。

5）通車后維修養護不到位，致使問題越來越嚴重。

以上因素在市政道路施工和運營過程中比較常見，在某些階段互為因果關系，相互影響，形成惡性循環，從而導致市政道路投入運營后短期內就出現各種問題。

2 解決方案

白城市海綿城市道路施工過程中，采用井周加固的方式解決以上問題。該方案的機理核心為：增大檢查井四周的受力面積，設置合理的過渡段落，緩和不均勻沉降（見圖1，2）。

圖1 井周加固平面

圖2 布置井口護板

2.1 受力分析

通過井周加固增大檢查井的受力面積，相應減小了單位面積承受的壓強。根據壓強計算公式：

式中，P為壓強，此處為檢查井蓋處承受的壓強（MPa）；N為承受的壓力（kN）；S為接觸面積（m2）。

以白城市主要直徑為700mm的井蓋為例，井蓋上承受的汽車軸重為N，則其壓強為P1，則

式中，P1為壓強，此處為未施作井周加固時檢查井蓋處承受的壓強（MPa）；S1為接觸面積（m2），此處S1=0.38m2。

在施作井周加固后，檢查井的受力面積為S2=4.75m2，由式（1）可知此時檢查井所承受的壓強為：

由此可得：

由式（4）可看出，未經過井周加固的檢查井所承受的荷載是經過處理后的12.5倍，井周加固效果明顯。

同時，井周加固也起到由剛性檢查井向柔性路基的有效過渡，可有效抑制不均勻沉降，進而可在很大程度上抑制由此產生的路面裂縫。

2.2 井周施工工藝流程

測量放樣→切割井周邊界→破碎基層→挖運廢料→井筒接長→基底處理→鋼筋制作和安裝→混凝土澆筑→養護。

2.3 具體工藝

1）處理邊界確定 首先應確定井周處理邊界，以檢查井的形心為基準點，采用中心放樣方法。井周加固平行于道路中線和垂直于道路中線方向。矩形井周邊緣順路方向平行于舊路中線，橫路方向平行舊路橫斷面方向，用化石筆和長尺準確畫到基層頂面上。

2）切割井周邊界 按照標定的位置進行切割，深度達到水穩層底面，將井周處理范圍與基層隔離。

3）破碎基層與廢料外運 采用帶破碎錘的挖掘機按照切割邊線進行破碎，達到舊路基層底面。人工配合小型挖掘機挖裝廢料，自卸汽車運輸，挖運過程中以機械開挖為主，人工輔助施工。距離處理界面20cm處改由人工進行鐵鍬清料。

4）井筒接長 仔細檢查舊井破碎長度并拆除破壞部分。清理連接面，灑水濕潤，用水泥砂漿和MU10磚砌筑至舊路下320mm處。舊路頂面基準為井中心周邊5m內路面平均高度。內外和頂面采用水泥砂漿抹面，砂漿抹面密實后進行濕潤養護。

5）基底處理 當基底為砂礫墊層時必須進行夯實。夯實采用沖擊夯進行。當基底為土質基底時，必須換填300mm厚砂礫并進行夯實。

6）鋼筋制作和安裝 清理基底，清除雜物。按照設計進行制作和安裝，以井為中心，在舊路上掛10m長度縱橫線，確定安裝高度，確保鋼筋外混凝土保護層厚度。

7）內模安裝 內模為直徑670mm的鋼模，外側模為水穩層立面。板安裝時以井為中心，在舊路上掛10m長度縱橫線，確定安裝高度和坡度。模板安裝過程中應保證鋼筋保護層厚度滿足設計要求，鋼筋保護層采用預制混凝土墊塊，滿足4塊/m2。模板安裝完畢進行自檢，確認模板壁是否光滑平整，密封性是否良好，然后均勻涂刷脫模劑。

8）混凝土澆筑 周邊立面和底部清除活動顆粒，基底灑水濕潤。以井為中心，在舊路上掛10m長度縱橫線，確定均勻坡面后，向下70mm掛線，作為混凝土頂面澆筑高度。混凝土入模高度不得大于150mm，均勻入模。使用插入式振搗棒振搗。振搗至混凝土停止下沉、沒有氣泡逸出、表面泛漿為止。振搗結束后，以井為中心，在舊路上掛10m長度縱橫線，再次確認混凝土頂面高度是否正確。頂面高度重新確認后，井口周邊50mm寬度范圍內進行抹光，為鑄鐵井蓋安裝提供條件，其他部位可做出麻面。

9）養護 白城市地區風大，陽光強烈，氣溫高，空氣濕度14%，這些因素導致混凝土極易產生收縮裂縫。做面后及時苫蓋養護。濕潤養護7d后方可進行下道工序施工，并采取措施防止車輛和行人通過。

10）建議使用水準儀大范圍確定坡面及井頂高度。

3 結語

井周加固不僅適用于舊道路檢查井四周處理，對新建市政道路也適用。在檢查井四周做成2.18m×2.18m的混凝土板，放置于檢查井井筒上，實現了剛性檢查井與柔性路基的有效過渡，避免井周的不均勻沉降。同時通過井周加固，增大了檢查井四周的受力面積，從而更好地避免了井周的不均勻沉降。

參考文獻：

[1]宋蕾，曾晶，司義德.青島市車行道檢查井病害程度調查與改造措施[J].給水排水，2012，48（10）：106-109.

[2]周敏，張衛民.浙中地區城市道路窨井病害成因分析及防治措施[J].公路交通科技（應用技術版），2009，5（11）：88-89.

[3]陳勇，侯翠婷，趙子成.虹吸式路面排水設計研究[J].城市住宅，2014（9）：117-119.

[4]高紅燕，白曉成，蔡新玲，等.氣象條件對公路施工的影響[J].陜西氣象，2005（2）：21-23.

[5]樊亮亮. 長沙市城市排水檢查井病害原因及防治對策研究[D].長沙：湖南大學，2012.

[6]劉迪.高速公路路面施工組織與質量管理[J].城市住宅，2016（5）：120-121.