市政道路窨井不平整损坏模式分析与技术对策

2016-11-15 09:52路贺伟
城市道桥与防洪 2016年1期
关键词:窨井高差井盖

路贺伟

(上海奉贤建设发展(集团)有限公司,上海市 201499)

市政道路窨井不平整损坏模式分析与技术对策

路贺伟

(上海奉贤建设发展(集团)有限公司,上海市 201499)

对上海市某区市政道路窨井进行了损坏调查,基于唯象法对窨井不平整形态进行了分类;采用SPSS17.0对纵向间隙、横向间隙、盖框高差和盖框紧密性等指标的数据分布进行了统计分析;最后分析了窨井不平整产生的主要原因和技术对策。

市政道路;窨井;不平整

0 引言

为满足城镇的功能性要求,各种管线需要埋设于地面以下,其中沿市政道路埋设的方式占大多数。为方便管线的检修和维护,大量的窨井构筑物便在市政道路中应运而生。窨井构筑物与道路结构差异较大,在道路修建完成后的运营期间会产生不平整。市政道路中窨井不平整现象较为普遍,对行车舒适度和安全性造成很大影响与威胁[1-4]。为了进一步明确市政道路中窨井不平整的损坏模式和严重程度,本文选取上海某区通车不久的8条道路96个窨井开展调查,并归总分类,定量统计分析,为市政道路窨井不平整的损坏分类和维护提供基础支撑。

1 样本选取与调查方法

选取上海市某区8条运营中的市政道路,每条路段调查窨井12个,样本量总计96个。调查采用3 m直尺实测窨井平整度,对纵、横向平整度单独量测;采用游标卡尺测量窨井的盖框高差;对于窨井盖框的结合密实性,采用人工方式调查。调查路段情况汇总见表1。

2 损坏形态与特征

2.1测量原则

一般来讲,窨井构筑物包括井基座、井身、防沉降盖板、井框和井盖等几部分[5],其中,井框和井盖直接暴露于路表,窨井的不平整通过井框、井盖与路面三者的相对高差可直观体现。因此,窨井不平整损坏的测量包括以下原则:

表1 调查路段汇总

(1)原则上,窨井井框与井盖应保持平面一致,故首先将井框与井盖作为整体进行平整度实测;

(2)然后进一步量测井框与井盖高差;

(3)最后窨井盖与井框的结合紧密性。

2.2损坏类型与特征

根据上述测量原则,基于唯象理论[6-7],依据井框、井盖、路面三者之间的相对高差,将窨井不平整形态可分为以下3类:窨井与毗邻路面整体不平整、井盖与井框不平整、井盖与井框结合不紧密。

2.2.1窨井与毗邻路面整体不平整

此类损坏的特征具体表现为:窨井盖与井框无相对高差,相对平整,但井盖和井框作为整体与路面之间存在较为显著的高差。根据窨井整体与路面的相对位置又可分成:窨井整体偏高和窨井整体偏低,见图1和图2。窨井整体高于路面的情况,3 m直尺两端会出现明显的翘尺;而窨井整体低于路面时,窨井位置明显脱空。

图1 窨井整体偏高

图2 窨井整体偏低

2.2.2井盖与井框不平整

此类损坏的特征具体表现为:窨井井框与毗邻路面相对平整,而井盖与井框之间存在明显相对高差。根据井盖与井框的相对位置,又可分为井盖高出井框和井盖低于井框两种形态,见图3和图4。

图3 井盖高出井框

图4 井盖低于井框

2.2.3井盖与井框结合不紧密

此类损坏的特征表现为:井盖、井框与路面平整,无明显相对高差,但井盖与井框结合不紧密,行人或行车通过时会产生撞击噪声,严重影响行车舒适性和周边居民的生活,见图5。

3 数据分布与统计分析

通过实地测量获得96个窨井的平整度数据,采用SPSS17.0对采集到的288个数据进行统计分析,研究纵向间隙、横向间隙、盖框高差3个指标的数值分布,并对盖框结合紧密性情况进行分析。

图5 井盖与井框结合不紧密

3.1纵向间隙

沿道路纵向测定窨井与路面之间的最大高差,即纵向间隙,表征窨井的纵向不平整严重程度。若窨井低于路面,则纵向间隙为负值;反之,则为正。具体分布见图6。

图6 纵向间隙分布

由图6可知:(1)窨井有的高出路面,有的低于路面,但低于路面的情况占大多数,达80%;(2)窨井与路面的相对高差在-5.0~-10.0 mm之间的占比很大,该范围内比较集中;(3)窨井与路面的相对高差平均值为-5.17 mm,极值超过15 mm,损坏严重。按照现行技术标准[8],窨井平整度要求为不大于5 mm。根据该标准,窨井纵向平整度合格率仅为8.33%,超出规范要求的:高于路面的占19.79%,低于路面的比例为71.88%,见图7。

图7 纵向间隙合格率分布

3.2横向间隙

沿道路横向测定窨井与路面之间的最大相对高差,即横向间隙,表征窨井的横向不平整损坏程度。与纵向间隙测定规则相同,窨井高于路面为正,反之为负。具体分布见图8。

图8 横向间隙分布

由图8可以看到,横向间隙的分布与纵向间隙相似:(1)高低错落,窨井低于路面的损坏较为集中,占比82%左右;(2)横向间隙分布集中于-2.5~-7.5 mm之间,较纵向间隙向右偏移;(3)横向间隙均值为-5.43 mm,极值也超出15 mm。按照现行规范要求,窨井横向平整度合格率为16.67%,不合格部分:高于路面的占15.63%,低于路面的占67.71%,见图9。

图9 横向间隙合格率分布

3.3盖框高差

井盖与井框理论上讲应该保持水平一致,但实际状况并非如此。本次调查基于唯象法考虑,将盖框高差单独作为考核指标。测量规则为:井盖高于井框为正,低于井框为负。具体分布见图10。

图10 盖框高差分布

由图10可知:(1)井盖与井框相对高差分布比较连续,处于-9.0 mm到4.0 mm之间,但井盖低于井框的分布范围更广,井盖低于井框的情况较为普遍;(2)井盖低于井框最大值超过-8.0 mm,而井盖高于井框的最大值不大于4.0 mm,井盖低于井框的损坏更为严重。井盖与井框高差目前规范没有明确的数值要求,若以±2.0 mm为界,其占比仅为50%左右。

3.4结合紧密性

井盖与井框之间的结合紧密性见图11:盖框结合不紧密的比例占18.75%,大多数井盖与井框结合良好。结合不紧密的窨井,行车经过时将发出声响,影响行驶质量和安全。

图11 盖框结合紧密性

4 原因分析与技术对策

4.1原因分析

总结起来,导致该窨井不平整问题的主要原因包括以下几方面:

(1)测量不规范

通过实地工程检查和专题研讨,在窨井施工过程中普遍未按照“十字法”进行控制点测量,仅通过拉线控制井框在横坡方向的标高。这种方法忽略了道路纵坡井框的标高控制,且如果拉线过长,极易产生误差,导致测量放样不精准,埋下窨井不平整的祸根。

(2)井框底座混凝土垫层损坏

升井过程中,井框或防沉降盖板与下承层脱空,需要回填浆硬性材料,通常采用水泥混凝土或水泥砂浆。此类回填材料需要一定的养生期才会形成强度,起到支撑作用。然而,在施工过程中,通常在回填材料强度未形成之前就进行下道工序,进而引起底座混凝土垫层损坏,导致井框标高变化。

(3)升井工序不规范

对于新建道路,升井应该在下面层施工完毕后进行。但是,目前通常在水稳摊铺或石灰土摊铺之前就将窨井提升到位。这种处理方式操作方便,但在后续的施工中引起的误差会逐步累积,最终反映到顶层,导致窨井不平整。

(4)松铺系数不合理

不同道路结构层采用不同的筑路材料,相同道路面层也可能采用不同的沥青混合料,不同材料的松铺系数也各有差别。若松铺厚度较小,则将导致压实后厚度不足,窨井偏高;若松铺厚度过大,则将导致压实后厚度偏大,窨井偏低。无论哪种情况,都会导致窨井不平整。

(5)摊铺过程中碰撞

沥青混合料结构层摊铺过程中,摊铺机需要跨过井框或防沉降盖板,如果熨平板底部与井框有高差,则将发生碰撞,导致井框错位或标高变动,引起窨井局部不平整。

(6)窨井盖橡胶垫圈脱落

调查的96个窨井中,有18.75%的井盖与井框结合不紧密,行车通过时发生声响,该问题主要由窨井盖橡胶垫圈脱落所致。橡胶垫圈的脱落可能由于安装不良,也可能在施工过程中不注意保护脱落,导致窨井松动有声响。

(7)窨井质量不达标

根据实际工程经验,某些窨井产品的井盖橡胶垫圈厚度不一致,那么井盖与井框不能完全贴合,存在间隙,行车通过时必然产生跳车和声响。

(8)工序交接检查不到位

施工管理上讲,导致窨井不平整问题产生的主要原因是工序交接检查不到位。下道工序实施前,必须对窨井标高、质量等技术指标进行复核,检查合格后才能开展下道工序,未合格必须予以整改消除。

4.2技术对策

针对导致窨井不平整的上述原因,可采取的技术对策如下:

(1)严格按照“十字法”进行窨井标高控制,测量设备采用水准仪和塔尺,禁止采用拉线法进行定位。

(2)井框底座混凝土垫层必须给予一定的养生期,待其强度形成后进行下道工序施工,严禁垫层强度未形成前开展下道工序。另外,可采用快速混凝土材料,增大强度,缩短养生期。

(3)新建道路升井必须在粗粒式沥青下面层摊铺完毕后实施,避免或减小一步升井到位引起的累积误差。

(4)针对不同的筑路材料进行松铺厚度试验,确定松铺系数,严格按照松铺系数进行道路结构层松铺厚度的计算和高程控制。

(5)沥青混合料摊铺时在窨井处设置斜坡,保证摊铺机熨平板顺利通过,不发生直接碰撞。此外,施工工程的施工机械和车辆应避开窨井,防止发生二次碰撞破坏。

(6)井盖安装前确认橡胶垫圈是否脱落,发生脱落的必须予以及时维修或调换。安装完毕后进行结合紧密性检查,确保不发生松动。

(7)对于窨井先天的质量问题,在产品到货后严格检验,对于不合格产品严禁使用。此外,可以给业主建议采用新型产品,如大翼板防沉降窨井产品。

(8)施工过程中注重过程控制和工序控制,下道工序实施前必须对窨井质量进行检查,检查合格后出具下道工序实施指令,方可进行。

5 结 语

通过对上海市某区8条市政道路、96个窨井的不平整损坏进行调查分析,可以得到以下结论:

(1)窨井平整度合格率较低,多数不能满足规范要求的5 mm规定;

(2)窨井低于路面的情况较为突出,小部分则高出毗邻路面;

(3)井盖与井框大多不在同一平面,若以2 mm为界,近50%不满足,且井盖低于井框的现象较为普遍;

(4)井盖与井框之间的紧密性尚可接受,结合不紧密导致松动有响声的比例低于20%。

[1]王晓江,王光明,萧岩.检查井病害对道路平整度的影响及其对策[J].特种结构,2007,24(3):9-13.

[2]王卫星,秦建华.城市道路窨井现状和面临的问题[J].浙江水利水电专科学校学报,2008,20(2):67-70.

[3]潘永清,饶勤波,张仪萍.城市道路检查井结构破坏原因分析[J].交通标准化,2011(19):134-138.

[4]田启超.市政窨井周围沉降与碎裂问题研究[D].河南郑州:郑州大学,2014.

[5]沈凯凯,苏小龙,沈康,等.城市窨井盖应用及研究进展[J].工程与建设,2013,27(5):580-582.

[6]杨振宁.美与物理学[J].物理,2002,31(4):193-199.

[7]何平笙,杨海洋,朱平平.橡胶高弹性大变形的唯象理论[J].化学通报,2006(1):70-73.

[8]CJJ 1-2008,城镇道路工程施工与质量验收规范[S].

U417.3

B

1009-7716(2016)01-0025-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.01.009

2015-09-10

路贺伟(1985-),男,河南安阳人,工程师,从事工程管理工作。

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