浅谈市政沥青路面检查井病害处理

时间:2022-06-24 09:50:53

【摘要】1.1 参建各方行为方面 主要表现为参建各方责任主体质量意识比较淡薄。具体表现在以下几个方面: (1) 有相当一部分道路工程施工图设计文件未经审查即进入实施,使施工图规避了设计审...

浅谈市政沥青路面检查井病害处理

摘 要:沥青路面检查井的病害处理是市政保障道路畅通的重要工作,文章就病害产生的原因分析,提出防治措施。

关键词:刚柔过渡;施工工艺;防治措施

0前言

沥青路面检查井是在地下管线位置上每隔一定距离修建的竖井。主要供检修管道、清除污泥及用以连接不同方向、不同高度的管线使用。沥青路面的检查井在车辆荷载及雨水的反复作用下,往往出现井周下陷、路面开裂、井圈破裂、井盖隆起等破坏现象,随着年限的增加和病害的发展,龟裂、碎裂、沉陷、坑槽等损坏在道路中出现。检查井周边沥青路面损坏,究其源还是由于结构强度不足造成的,所以控制结构强度的施工是保证质量的前提。

1检查井周围质量通病产生的原因

1.1 参建各方行为方面

主要表现为参建各方责任主体质量意识比较淡薄。具体表现在以下几个方面:

(1) 有相当一部分道路工程施工图设计文件未经审查即进入实施,使施工图规避了设计审查。

(2) 有的施工图设计深度不足,基底未做相应的处理,设计方案与实际不符,设计方案中没有消除检查井质量通病的相关措施。

(3) 施工单位挂靠现象比较严重,致使施工质量无法保证。

(4) 部分检测单位出具虚假的路基压实度报告。

(5) 对工程基槽验收,有少数参建单位只签字盖章而不到现场检查。

(6) 部分监理人员业务水平低、工作责任心不强,对关键工序、关键部位旁站监理不到位,不能及时发现问题,给检查井质量留下了隐患。

1.2 刚柔过渡不协调

一般检查井的井身采用混凝土或者砖混结构,井盖为球墨铸铁,而井身周围回填通常采用砂砾土甚至普通回填土。因此,两者的刚度、自重、强度、变形模量及压缩模量等均不同。井身与路基在结构上的这种差异,决定了它们的竖向位移、塑性变形等在受到动荷载作用时必然不同。这种过渡区在外力作用下往往是应力集中的区域,但作为柔性路基与刚性井身的结合位,过渡段在结构上又是塑性变形和刚度的突变体。在动荷载作用下,柔性路基与刚性井身必然会产生不均匀变形,刚性井身产生的变形较小,而路基变形则较大,进而产生沉降差。因此,过渡段的刚柔衔接区域是影响线路运营的薄弱环节,需要进行严格的控制。但因检查井本身结构较小,其影响很容易被忽视。在线路纵向刚度突变的区域,汽车经过检查井时会对井身产生较大的冲击作用力,这种冲击作用力导致井身周围的沥青路面隆起、路基下沉变形。久而久之,造成整个检查井塌陷和路面的严重破坏。

1.3 施工工艺不规范

首先,市政道路施工一般先砌筑检查井到一定高度,然后填筑路基。这种情况导致大型机械无法对井身周围进行压实,只能采用小型夯机人工夯实,这样必然在井身周围形成压实死角。这种夯实方法理论上可行,但在实际施工中由于人的随意性较大,夯实结果往往不尽人意。其次,井身一般由强度较低的黏土砖砌筑,且砌筑砂浆强度也较低,加之工人砌筑时砂浆不够饱满,完工后又缺乏科学的检测手段,这些都导致井筒本身强度较低,不具备良好的耐久性。再次,部分检查井的施工是先砌筑井身,再浇注混凝土底板,这种错误的做法使井身直接坐落在土质基础上,基础不牢,混凝土底板不能起到扩散应力的作用,在车辆的反复荷载下,井身极易下沉。

1.4 井盖设计及安装不合理

目前,市政工程主要使用检查井球墨铸铁井盖。这种井盖是球墨铸铁通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而获得比碳钢还高的强度。所以,井盖本身材质不存在问题,使用中也基本不存在井盖破裂现象,关键问题是井座宽度一般只有40~60 mm,不能有效地扩散车辆荷载。

1.5 排水系统不良

水是引起路基病害的主要原因,而检查井是雨水进入路基的一个通道。如果没有良好的排水系统,很容易导致路基沉降和检查井被破坏。无论是先施工井身,还是先填筑后反挖,都容易造成检查井周围积水。

2检查井周围质量通病的防治措施

2.1 加大质量行为监督力度

建设单位质量监督机构应重点加强对工程建设程序的监督,尤其是对施工图设计文件审查、质量监督手续办理、施工许可证办理和竣工验收备案等4 项程序的监督。加强工程建设程序的监督,是参建各方质量行为监督的重点,是提高工程质量水平的基本保证。要探索新机制,尝试新方式,寻求新手段,突出重点,实施差异化管理,使监管资源的作用最大化。要依靠信息技术,利用网络平台,实施科学管理,不断完善市场与现场联动的监管机制,建立质量诚信评价体系,营造良好的管理氛围。

2.2 重视基础处理

检查井作为路面附属的小型设施,其基础处理一般不被重视,致使检查井的基底应力大于路面、路基同深度应力,基底沉降大于路面沉降,井口发生下沉。检查井作为独立的结构物,承担的是整个车轮的冲击荷载,甚至是几倍超载的车轮荷载作用。与桥梁结构基础相比,检查井的基底埋深比桥梁基础浅得多,且为单个检查井独自受力,其基础工况比桥梁结构基础工况更差。因此,在施工中要重视检查井的基础处理,应将检查井基础处理与桥梁结构基础处理同等对待,以保证检查井基底荷载应力与同深度路基路面的基底应力一致。

2.3 使用扩盘式井座和分支式井筒结构

传统的井圈座和井身结构,如图1 所示。井圈座为圆环柱体,车轮的冲击力施加于井盖、井圈座后直接传递给竖井身,强度较高的路面结构不承受荷载,在车辆冲击力和长期的反复荷载作用下,再加上井身自重,则必然导致检查井下沉。为减少车轮冲击力对井身的作用,可采用分支式井筒和扩盘式井圈座结构,如图2 所示。

图1 检查井结构

图2 加分支块和扩盘井圈座的检查井结构

图2中,h为检查井基底距路面深度;I为第1层分支距路面顶深度,根据常规路面的面层厚度和开挖施工机械条件,一般取300 mm;J为井身分支块竖向间距,参照多极扩盘式桩的设计理论,长度一般取2~3倍井径。井身分支可以采用预制水泥混凝土分支块或钢筋混凝土分支盘,扩盘式井圈座可采用钢筋混凝土预制结构,井圈座扩盘直径a 应比井筒大,应有1 /3搁置于路面层中,使井圈座所受的行车荷载能通过扩盘部分传递给路面层,如图3 所示。

图3 扩盘式井座

施加于井盖上的车轮荷载,通过扩盘式井圈座和分支式井身逐一传递于路面、路基各结构层中,逐一卸载,扩大受力面积,减少检查井基底基础应力。路面、路基层与井体共同受力,使检查井井身和井口周围的路面形成一体,检查井不再单独承受行车荷载,从而提高检查井的抗沉降能力。

2.4 采用反开挖工艺,确保井口路面压实度反开挖工艺可运用于沥青路面结构

检查井按传统工艺修建到距路床顶标高15 cm 时,用钢板将井筒位置盖住,然后对路基进行整体碾压。进入底基层、基层施工后,逐层挖出钢板,开挖宽度应逐层加宽,并支内模,浇注低强度等级的混凝土。沥青下面层施工完成后,及时挖出钢板,安装、调整井圈座,最后对井周围用沥青混凝土进行补填,并采用热夯进行夯实。

采用反开挖工艺进行路面检查井施工,可以保证井口附近路面的压实度,从而避免或减少井口路面裂缝,降低雨水沿裂缝进入检查井基础的几率,避免检查井沉降的发生。

2.5 使用混凝土预制砌块修建井身

对因黏土砖材料腐蚀酥烂而造成的沉降,可以通过改进井身砌体材料的方法处理。欧美及日本等发达国家对检查井修筑材料早已改进,如使用预制混凝土砌块式、预制钢筋混凝土拼装式、下部现浇与上部预制拼装结合式等方法,其共同点均在于井身材料使用水泥混凝土制品替代传统的黏土砖。这样,既减少了烧制黏土砖对土地和能源的消耗,又实现了管道装配化快速施工,也避免了因井身材料腐蚀酥烂而造成的井口沉降。

2.6 采取检查井避让措施

预防检查井被破坏的措施,除了从结构方面入手外,还可以从源头上减少这种情况的发生。选择检查井位置时,应尽量避开主要行车道,例如可以将检查井设置在绿化带。采取避让措施,以减少车辆荷载的直接冲击,既降低了施工难度,也减少了检查井被破坏的可能。

3验收要求

检查井周围质量病害产生的机理,随工程的个体化差异而不同。质量监督机构还应从以下几个方面进行把关。

3.1 图纸设计是否优化

设计方案是工程项目质量的决定性环节。设计在技术上是否可行、工艺是否先进、经济是否合理、设备是否配套、结构是否安全可靠等,都将决定工程实体的质量,影响工程项目建成后的功能和使用价值。设计单位在详细掌握地质条件、道路等级的情况下,要深化设计细则,优化设计方案,尽量排除检查井周围发生质量病害的可能性。

3.2 是否执行技术标准

严格贯彻执行工程建设强制性标准,是保证工程质量的核心。近年来,楼房、桥梁等方面的工程质量事故时有发生。调查结果表明,未认真执行国家的有关技术标准,是造成工程质量问题的重要原因,将这些标准和监督流于形式,所付出的是惨痛的代价。因此,对建设过程中的工程质量监控,更应该关注建设标准的落实情况。

3.3 验收程序是否严格

工程质量验收包含材料、设备、构配件进场验收、隐蔽工程验收、检验批验收、分项工程验收、分部工程验收、单位工程验收等。在各类验收活动中,对验收人员的资格是否符合要求,验收人员对工程实体的评价是否客观公正,验收记录、检测报告是否真实有效,设计变更是否履行法定的程序等,质量监督机构在检查时,应详细查阅工程资料,抽测工程质量,作出综合判断。

4结语

在道路建设的各个环节,有必要加强对井周路面的重视。在工程设计时,充分考虑井周路面受力的复杂性,对井周路面进行专项设计;施工时,改进井周路面施工工艺,严格控制井周路面施工质量。从而提高井周路面使用寿命。

参考文献

[1]CJJ1-2008市政道路工程质量检验评定标准[S].

[2]06MS201 国家建筑标准设计图集[S].

[3]张西农,王增学.城市道路路面井口沉降问题的探讨[J].筑路机械与施工机械化,2001.

注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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