曾绍武 杨 勃
(陕西铁路工程职业技术学院 陕西 渭南 714000)
城市排水一般都通过地下雨水管、雨水检查井、沉砂井来实现暗排,并且这些管道大部分就处于市政道路之下,一旦排水管道的地基、基础或者钢筋混凝土预制管本身出现质量问题,很有可能导致沉降过大,基础破坏,甚至水管挤压破裂,从而引起相应位置的路基出现局部下沉,路面结构开裂无法正常运营[1]。广州市某市政排水工程由于属于南亚热带季风海洋气候,全年降水丰沛,雨季明显,年平均降水量1696.5mm,历年最大降水量2864.7mm。因此,优质畅通的排水系统意义重大。
保证基坑安全稳定,确保地基的承载力满足设计要求是建造优质工程的前提和基础。根据测量定线,用白灰撒线框出开挖范围。开挖的宽度B应根据管径大小结合考虑工人的操作空间而定,一般取为钢筋混凝土预制管的外径加上0.8m~1.0m的工人埋管操作空间。开挖深度H则根据设计基底标高而定,如果出现不良地质需要深挖换填处理地基。施工手册规范要求,如果基坑深度小于5m,可以卸载开挖或者放坡开挖;如果基坑深度大于5m,为了在开挖过程中不至于塌方,则要求打入拉森钢板桩支护开挖。
开挖后的基底必须夯实以确保地基承载力达到180kPa。夯实可以采用重锤反复击实地基,也可以采用微型压路机或打夯机分层夯实地基。如果开挖出来的是淤泥流砂地质,可以采用换砂法,挖沟晾晒降水法等,先排水清泥然后再开挖管槽。
本市政排水工程设计了一层10cm厚的级配碎石。级配碎石的主要作用主要为找平,同时增大土基和混凝土基础之间的摩阻力。施工好碎石垫层后,灌注30cm厚C15混凝土作为基础垫层,宽度要求至少两侧超出直径外侧20cm。
在控制混凝土基础标高的施工过程中,技术人员每隔3m打入一根废旧短钢筋棒,钢筋棒顶面标高即为混凝土基础垫层的设计标高。浇注混凝土过程中要求工人以钢筋棒为参照,确保混凝土面比钢筋棒稍低或平齐。
在确认雨水管质量优良的前提下,工人就可以配合挖掘机下放雨水管了。雨水管内径1.5m,每节长2m。在转运、起吊时,钢丝绳要求顺着管壁周长方向捆绑,不能直接将钢丝绳穿过管体起吊,那样会由于管自重过大而勒坏两端口(如图1所示)。由于基坑内有工人在狭小的空间里配合雨水管精确就位,施工中还要特别注意安全问题。
埋管时,最好从标高低处往高处,喇叭口朝上,迎着流水方向,既有利于粗口端承受流水冲力(如图1所示),并且下一节雨水管直接插入喇叭口端也更容易施工,利于雨水管地精确就位。在埋管时,一般采用砖块和混凝土楔块调整管底流槽标高。雨水管就位后,要及时采用M10水泥砂浆将接口处抹密实,以防漏水。
图1 埋管时喇叭口与水流方向、钢丝绳捆绑方式正误图解
图2 两种浇注预制管混凝土基础方法示意图
浇注管座混凝土基础及基坑回填是确保市政排水施工质量的最后两个关键环节。如图2所示,浇注管基的方法有两种。一是先在碎石垫层上浇注30cm混凝土垫层,用混凝土楔块调整管底流槽标高,待实际标高达到设计标高要求后将雨水管固定,然后进行二次浇注,将管壁下半部分包住,与混凝土垫层形成整体。二是直接在碎石垫层上用混凝土楔块调整标高,一次性将垫层和管座基础浇注好,无需二次浇注,省时省工。但是后者同时也存在有一定的弊端。由于混凝土流动性是有限的,若管径较大,则很难使混凝土流动到雨水管正下方,可能导致管底混凝土空缺。如果雨水管本身或接缝处出现裂缝,那么雨水就会泻出。雨水流下来会直接与地基接触,不断冲刷积累,导致水土流失从而掏空雨水管下面的土体,整个地基基础下沉,路面局部塌陷毁坏。相对而言,采用第一种方法的排水系统即使雨水管漏水,也不至于深入到土体里造成水土流失,而只是泻到混凝土基础垫层和管座基础的混凝土包围圈里流动[2]。
雨水管回填时,因为雨水管两侧空间有限,一般不用压实机械进行处理,而是采用石粉或者砂将雨水管外露的上半部分以及周围包住,注水下沉自动密实,待烈日晒干基坑后就可以采用砂性土分层回填。为了保护雨水管不被压路机压坏,紧跟管顶的第一层回填土,松铺厚度可以取到80cm,并且要求反复静压,不允许开振动。以后每层松铺厚度应严格控制在50cm以内[3](压路机净重为22t)。
雨水检查井是为了方便工人检查维护、清理杂物、确保排水畅通而每隔20m~30m设置的一个用砖块、石块或者混凝土预制块修筑而成的圬工结构,形如井状。沉砂井跟检查井唯一的区别在于检查井的井底标高跟相接的管底流槽标高要求一致,而沉砂井为了达到收集泥砂的目的,标高比相接的管底流槽要低50cm。
开挖中,尺寸只要能满足基坑稳定安全以及设计要求即可,标高则要采用自动精平水准仪放点控制,严格按照图纸设计标高进行放样施工。
地基承载力要求达到设计要求,基础施工时要求尺寸足够,具体施工方法与雨水管相同。
当井底混凝土垫层强度达到85%以后,就开始砌井。采用红砖,M10砂浆砌筑。由于砖属吸水性材料,要求提前一夜将砖淋透,吸水至饱和。砂浆应严格按配合比机械拌制。砌筑时要求垂直度达到规范要求。特别要注意雨水管和井相接处的砌筑质量,确保不漏水。
为了满足横向排水的需要,根据设计图纸,一般每个井都有雨水接户管。这里要特别注意预留管的标高问题,一般图纸上没有具体标注,要结合考虑接户管的用途及其具体所接集水井的类型(落水井,侧入式井,还是平入式井)综合考虑,一般要求接户管流槽底标高比路面标高低1.5m~1.6m。
砌筑好雨水井以后,要求批档。采用M10砂浆,对井内进行批档,批档要求一次成型,并且砂浆厚度不能小于2cm。雨水检查井、沉砂井回填时同样要求采用石粉或者砂将井周围包住,注水下沉密实。
当井砌到设计标高以后,就要将钢筋混凝土井盖吊装就位。由于井盖重量不是太大,可以采用挖掘机起吊就位。吊装时采用两幅钢丝绳,对称交叉挂在井盖四周的四个吊环上,缓慢起吊,人工配合下放,保证井的中心和井盖的中心基本重合。
钢筋混凝土井盖盖上以后,可以先用木板将井盖预留口堵住,进行回填压实。待做好道路路基以后,再根据附近参考标记准确将预留口挖开,制作钢筋混凝土井环。混凝土达到设计强度以后即可盖上铸铁井盖。
技术人员根据半年以来在本次排水工程中进行全程现场施工质量监督管理、跟踪服务与技术指导,积累了宝贵的施工经验,总结了以下市政排水工程的施工技术要点。
(1)标高控制。在施工整个过程中,要按照设计要求严格控制标高,确保不积水、不倒流,雨水顺利汇集,快速排出。每埋一节管要测定一下标高是否正确。
(2)钢板桩的打入、拔出。在打桩时,要确保相邻两钢板桩扣紧,一环紧扣一环,打入深度则要通过受力分析验算,确保足够抵抗土的侧压力。拔出则一般只需等到回填到坑深一半左右,不要等到回填完毕才拔,以免在振动拔钢板桩时,振动过猛将埋好的雨水管振偏跑位。
(3)混凝土垫层以及管座混凝土的作用。施工过程分两次浇筑。首先是浇筑垫层,等垫层混凝土凝固以后,在管两侧立模板,灌混凝土将管下半部分包住,以形成一个封闭的保护圈将管底周围包住。这样的施工顺序可以保证即使雨水管漏水,也将只在这个圈内流动,不会造成水土流失或者软化地基。
(4)回填质量的控制。回填质量的好坏直接影响到路基的好坏。应该按要求先用石粉或砂将整个管包住,注水,然后再用砂性土回填,分层压实,即借助于石粉、砂的不吸水性,确保自动下沉密实。
本文以广州市某市政排水系统工程为载体,从细节上阐述了施工中的关键环节和确保工程质量的具体而有效的措施。由于技术人员前瞻性的技术指导,整个排水工程经检测质量优良,最大沉降量控制在2mm以内,完全符合规范要求。质量优良的市政排水工程不但为施工单位节省造价,降低成本,而且可以防患于未然,保证了设计年限以内的市政工程的安全,确保整个城市的交通流畅,环境优美,其成功经验对于类似工程的施工技术人员具有较强的参考价值和借鉴意义。陕西水利
[1]刘欣铠,张晓伟.浅析淤泥流砂地区市政工程的基础处理[J].应用科技,2002(06)∶61
[2]傅亚东.市政给排水工程施工质量的预防和控制[J].中华建设,2008(10)∶66.
[3]陈绍荣.市政工程给排水管道施工质量控制[J].科技资讯,2008(9)∶106~108.4