颜云清 李 强
(1.浙江咏合市政建设工程有限公司,浙江 金华 321000)
随着经济的发展,城市中给排水、天然气管道等管道设施越来越多,为了方便定期检查和维修,需要每隔一定距离设置检查井。因此,检查井广泛存在于城市道路上。
如检查井与道路衔接不好,直接影响道路的路面结构和行车安全。为了控制和降低该危害,需要认真分析检查井四周道路的开裂沉降原因。
市政工程中,检查井一般由基础、井室、井颈、井圈和井盖五部分组成,其井颈、井圈和井盖位于市政道路的路面结构层中,而井室却位于市政道路路面结构层以下。
市政工程施工时,先进行各类管道铺设并预留出井位,在管道铺设完成后再砌筑检查井,最后完成道路施工。
由于受降雨、施工顺序、基础处理、地质条件不同等因素影响,检查井与市政道路很难形成一个整体。市政道路开放使用后,由于市政路基的沉降量与检查井的沉降量不同,经常发生检查井突出或低于路面,导致对市政道路及行车的危害,也影响了城市的景观。
检查井四周的市政道路发生了开裂和沉降,究其原因,无外乎有以下三个方面:第一,检查井自身的施工工艺不足;第二,检查井四周的回填土不达标;第三,检查井四周的地基承载力不足,下面就这三个方面的问题展开讨论。
市政工程中,热力管线、燃气管线等的检查井多为砖砌结构,由于检查井的影响,在市政道路施工中,碾压设备很难压实检查井周围的基础,导致检查井周边的结构层的压实度和路基压实度低于标准值。这样会造成检查井周边的沉降大于道路的正常沉降,从而导致了检查井与市政道路的顺接高差变大。加速了检查井与周边道路的损坏。
施工工艺不足主要表现在如下几个方面:
(1)高程无法精确掌控
市政工程施工放样过程中,由于放样不仔细,检查井与路面衔接不平,经常忽略道路的纵向坡度,使实际标高和设计标高不一致。市政道路与检查井标高不一致时,车辆通过后,很容易颠簸,不仅危害行车安全,也影响检查井和道路的使用寿命。在车辆荷载的反复作用下,井盖有可能发生错位或翘起,导致检查井逐步破坏或发生沉陷。
(2)检查井的基坑尺寸不达标
如果检查井基坑开挖平面尺寸太小,检查井周围回填空间不够,夯实机具没有操作空间等原因,将会加剧检查井病害的发生。施工时,出于利益驱动,有的施工人员不严格按技术规程和施工组织设计的要求进行施工,偷工减料,压缩基坑开挖断面,导致检查井操作空间太小,机具无法操作,极易造成回填不实或虚填。
(3)井盖和井圈安装不合格
检查井井盖如果安装过高或过低导致与道路的不平顺,汽车通过时,容易使井框、井座受到较大的撞击力作用,从而造成车辆跳车,检查井周围混凝土板面的应力增大。当它的应力值超过路面强度时,该部分路面就先遭到破坏。
破坏首先出现在车流量大的板角处,先产生微小的裂缝,在车辆反复作用下,微小的裂缝会很快发展成为纵横交错的裂缝群,直至脱落成坑洼。
当市政道路形成坑洼后,地表水就会渗入基层,导致路基湿度增大,塑性变形不断积累,最终使得板底脱空,失去了支承,此时路面将受到破坏。
在后续车辆作用下,检查井室受到的车辆撞击力会更大,导致井盖及井框更易破坏。
(4)机械化施工流程带来的影响
市政道路基层的施工一般采用机械施工,为了保证机械施工的顺利进行,检查井的砌筑高度就不能一次到位。
先将检查井做成与路基齐平,然后临时覆盖进行基层材料的摊铺、碾压。完成后,将掩埋的检查井挖出抬升至设计标高。这样导致检查井周围的回填材料的密实度不够,回填材料将很难达到设计的压实度。
(5)找平衬垫强度不够
检查井施工时,经常需要找平。有时就需要进行衬垫。如果铸铁盖下的衬垫材料强度过低,很容易被压碎,造成检查井铸铁盖座向车轮走动方向滑移或者下沉,在车辆荷载的反复冲击下,最终导致检查井的沉降。
(6)砌筑检查井时质量问题
检查井砌筑时,如果灰缝不饱满,勾缝不严实,也会导致检查井出现问题。当配合道路施工升降井壁时,砌筑粗糙且没达到强度就经受挤压,造成井壁成松动状态,这样在冬季检查井中的热蒸汽就会沿着上部砖壁的空隙侵入外围土壤和道路结构层内形成结晶水,春融时期极易出现病害。
检查井周围回填土的碾压质量会极大影响检查井及其周围市政道路的使用。市政工程中,回填土的土质要求是相当严格的,不得使用腐植土及有机土,如遇到腐植土及有机土时,必须将其全部清除,并且换填好土。
施工过程中如将腐植土填入地下,当这些腐植土经过长时间的炭化作用后,会形成碳水化合物,增加土体的空洞或空隙。这些土在荷载作用下就会导致地面下沉。
冬季施工时如果未将冻土块清除干净,在气温变暖后,土体解冻,水分流失导致土体产生孔隙,在地面荷载作用下引起地面下沉。当填土材料是素土或是灰土时,其压实度都无法保证100%。当在湿陷性黄土施工,误用了湿陷性黄土回填时,由于湿陷性黄土孔隙率大,可压缩,抗剪能力差,遇水且受车辆动载作用时很容易坍塌。
施工时如果回填土的含水量未达到最佳含水量,或者回填建筑垃圾,都将导致夯实度不够,极易造成检查井周围的土体下沉。甚至形成弹簧土或者突变沉降、塌陷,导致检查井的混凝土板产生裂缝,或者破坏路面板块,影响检查井内的热力管道和燃气管道的正常使用等后果。
市政道路工程中的检查井的井盖直接安装在井体上,而井体埋置于车道下面,当车辆通过检查井时,车辆载荷通过井盖、井体传递到地基。此时如果井体下面的地基没有足够的强度,在车辆反复荷载作用下,土体就会被压缩,从而导致井体和井盖整体下沉,周围路面出现局部开裂或差异沉降。
影响地基承载力的因素很多,比如地质条件、地下水位。一般来说,地基承载力会随着地下水位的下降而下降。但对于湿陷性黄土地基,地基承载力却随着地下水位的上升而下降。
市政道路检查井四周开裂沉陷现象时有发生,危害极大,其发生的原因主要有检查井自身施工工艺不足,检查井四周回填土不达标及检查井四周地基承载力较差等原因。在处理市政道路工程检查井四周开裂的情况时,需要从上述各个原因仔细分析核对,对症下药,预防和减少四周开裂沉陷现象的发生。
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