文/周洋洋﹑鈕小洲 江蘇華新城市規(guī)劃市政設計研究院有限公司 江蘇連云港 222001
某市道路檢查井沉降原因分析及改進措施探討
文/周洋洋﹑鈕小洲 江蘇華新城市規(guī)劃市政設計研究院有限公司 江蘇連云港 222001
道路檢查井沉降會導致很多問題,本文從地質﹑設計及施工等多方面原因對某市道路檢查井沉降問題進行了分析,并提出了針對性的改進措施。
檢查井;沉降 ;承載力;防沉降
檢查井是保證城市管線正常運行必不可少的組成設施,大多數(shù)情況需在道路的非機動車道﹑甚至機動車道上布置市政管線,這些管線上的檢查井如果建造措施不當造成沉降,將嚴重影響道路的整體通行性。
道路檢查井沉降現(xiàn)象比較多見,容易出現(xiàn)下列兩種情況發(fā)生:第一種以井為中心,周圍輻射約1m的范圍內(nèi)明顯內(nèi)陷;第二種是井蓋沒有下沉或下沉較小,以井為中心的周邊明顯下沉。以上兩種情況顯然不能滿足《城鎮(zhèn)道路工程施工與質量驗收規(guī)范》(CJJ1-2008)規(guī)定井框與路面高差小于5mm的要求[1]。
檢查井沉降會帶來很多問題,主要有:第一是影響行車安全,檢查井沉降會造成路況變差,導致不同程度的“跳車﹑顛簸”,產(chǎn)生不適感,嚴重時導致交通事故;第二是由于檢查井沉降導致井周路面有不同程度的弧形裂紋產(chǎn)生,一般伴有路面開裂,縮短道路使用壽命;第三是由于沉降的檢查井數(shù)量眾多,后期維修嚴重影響交通并且維修費用較大[2]。
2.1 地質原因
一般情況下,檢查井地基基礎比道路地基基礎深。該市道路路基一般位于第一層素填土層或黏土層;檢查井地基一般位于第二層淤泥質黏土或者第三層淤泥層內(nèi),屬于海相~瀉湖相沉積類型。兩種土質承載力相差較大,原始土層強度差異是造成檢查井沉降的一個先天原因。
2.2 設計方面不足
圖1中檢查井基礎﹑收口結構和路面結構分別設計,造成檢查井獨立于路面,與路面結構的承載力﹑剛度不一致,檢查井與道路結構層很難形成一個整體。這種設計上的先天不足使檢查井普遍發(fā)生沉降成為可能。
當檢查井基礎及井身的承載力﹑剛度較強,周邊的路面較差且不足以承受荷載時,就會發(fā)生上述第一種情況,井蓋座區(qū)域形成明顯的坑洼;反之則會發(fā)生上述第二種情況,井蓋座明顯凸出路面。
圖1 現(xiàn)狀檢查井設計
2.3 檢查井地基承載力不足
路面上的重力動荷載是通過檢查井的井蓋傳至檢查井井體,再通過井體垂直施加于地基上,即路面檢查井上的動荷載最終作用在檢查井地基上。因此要求檢查井地基的承載力必須達到一定的強度,否則在頂部長時間動荷載作用下,底部的地基土就會被壓縮下沉,使檢查井整體下沉,造成上述第一種情況發(fā)生。
2.4 檢查井周邊回填不實
根據(jù)《給水排水工程構筑物施工及驗收規(guī)范》(GB50141-2008)規(guī)定,檢查井周圍回填土的壓實度應當與道路基層壓實度相同,即壓實度應≥93%(重型壓實標準)[3],但在檢查井施工過程中普遍做法是井筒砌筑完成后,井與工作坑之間空間狹小,機械操作空間不夠,機械碾壓困難;而人工夯實又難以控制質量,導致井周回填土在使用過程中逐漸沉降,造成上述第二種情況發(fā)生。
3.1 防沉降設計
針對檢查井與道路結構層很難形成整體的問題,圖2中防沉降設計是通過加大井圈受力面積,分散路面荷載,使其架于周邊的路面結構層中,路面結構層和檢查井共同承擔路面荷載,從而減少和避免檢查井后期的沉降。加大井圈外直徑,一般≥井筒外徑+600mm,厚度≥150mm,井圈混凝土強度應≥C30。
圖2 檢查井改進設計
3.2 保證足夠的地基承載力
根據(jù)《給水排水圖集》(蘇01-2012)要求設計修正后的檢查井地基承載能力不小于100kpa,對于軟土地基不得采用原土回填,需將檢查井基礎底以下0.5m范圍內(nèi)現(xiàn)狀淤泥質黏土或淤泥清除后,換填級配碎石。具體順序為:墊層以下0.10~0.20m砂石基礎﹑0.2~0.5m級配碎石,換填寬度為管道基礎寬度及兩側各0.5m范圍。級配碎石直徑≤10cm,含泥率<5%[4]。
3.3 規(guī)范開挖及井壁回填施工
(1)規(guī)范檢查井基坑開挖尺寸
對于新建的道路檢查井基坑要使用反開挖工藝,反開挖尺寸按照井室外廓尺寸+50~80cm為宜,保證夯實機械工作面展開,從而保證后續(xù)回填土壓實度滿足要求。
(2)提高井周回填質量
改善井周回填材料,加大井周回填壓實度,對減少檢查井沉降有直接作用。影響回填質量的因素有回填土的土質﹑含水量﹑壓實機具﹑虛鋪厚度﹑夯實遍數(shù)等。因此要做到:①檢查井周邊要分層回填,每層回填虛鋪厚度25~30 cm,并用平板振動夯實至路面基礎高度;②控制填料的最佳含水量,遇地下水或雨后施工時須先排干水,再分層隨填隨壓實,禁止帶水回填或水夯法施工;③針對井壁與井周邊灰土﹑無機料基層壓實后強度等級的不同,檢查井周圍(環(huán)距井壁外60~80 cm 范圍內(nèi))可采用摻加定量水泥增加填料強度的方法;④根據(jù)夯實機具的不同,采用不同的虛鋪厚度:蛙式夯為24 cm;立式夯為20 cm;四人夯應≤20 cm。
本文針對某市道路檢查井沉降問題從地質﹑設計及施工三方面進行了分析,并根據(jù)成因提出了針對性的改進措施,希望對今后檢查井的設計和施工起到一定的借鑒和參考作用。
[1]北京市政建設集團有限責任公司,中國市政工程協(xié)會.CJJ1-2008城鎮(zhèn)道路工程施工與質量驗收規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.
[2]黃謙,郭清平.城市瀝青道路檢查井病害分析及處理措施[J].特種結構,2011,Vol.28,No.2:44-47.
[3]建設部標準定額研究所.GB50141-2008給水排水工程構筑物施工及驗收規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.
[4]張建強,趙淑梅,宋麗麗.城市道路檢查井沉陷的病害分析及施工技術研究[J].城市道橋與防洪,2010,No.9:271-273.