城市道路行車道檢查井病害分析與防治

□文/楊 云 李維東 趙金國

近年來，雖然設(shè)計和施工單位不少技術(shù)人員都在探尋好的方法并采取了各種預(yù)防與治理措施，但改善市政道路行車道檢查井與路面銜接處對行車舒適度的影響及井蓋活動噪音等問題未達(dá)到理想效果。

1 檢查井病害現(xiàn)狀分析

1）檢查井井蓋、井圈碎裂、井座松動，檢查井周邊瀝青混凝土出現(xiàn)裂縫,其中大部分位于井蓋外35 cm內(nèi)的環(huán)形區(qū)域內(nèi)[1]。

2）井蓋傾斜、塌陷或明顯凸出路面；檢查井周邊路面松散、坑洞、脫落出現(xiàn)不均勻沉降。

這幾種病害的產(chǎn)生直接影響道路環(huán)境美觀和行車性能，出現(xiàn)車輛行車噪音及環(huán)境污染、降低行車舒適度等一系列問題。

2 原因分析

2.1 井蓋和井座設(shè)計指標(biāo)與行車荷載及密度不適配

2.1.1 井蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計及破壞原理

1）井蓋中心區(qū)設(shè)計及彎拉失穩(wěn)。檢查井井蓋中心區(qū)承重主要由蓋下梁設(shè)計決定，蓋下梁包括中間圈梁、連接圈梁及井蓋邊緣的支撐梁。由于井蓋中心易受彎拉破壞，圈梁越高，橫截面下邊緣寬度越大，承受由通行軸載滾動接觸的縱向荷載及輪跳產(chǎn)生的沖擊荷載效率越高。支撐梁在圈梁附近，主要考慮彎拉性能；在井蓋邊緣主要考慮抗剪性能；因此，受生產(chǎn)成本及工藝所限，一般采取變高度截面設(shè)計，在連接圈梁處采取與圈梁同高，至井蓋邊緣高度逐漸降低。井蓋中心區(qū)結(jié)構(gòu)強度不足以在車輛的重復(fù)滾動荷載、沖擊荷載所產(chǎn)生的振動下維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)，以致中心區(qū)出現(xiàn)塌陷并同時導(dǎo)致井蓋邊緣翹起。

2）井蓋邊緣區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計及破壞原理。井蓋邊緣區(qū)抗剪主要依賴井蓋厚度及邊緣區(qū)支撐梁橫截面，井蓋厚度越大，支撐梁高度越大、寬度越大，井蓋邊緣區(qū)抗剪能力越強。

2.1.2 擴盤式井座結(jié)構(gòu)設(shè)計及破壞原理

井座是將井蓋所受荷載向下傳遞的結(jié)構(gòu)，井座與井蓋連接部分應(yīng)有足夠厚度，不會在與井蓋接觸區(qū)域承受動荷載時產(chǎn)生非彈性變形；擴盤應(yīng)保證一定厚度，以便在肋板的支持下傳遞荷載；井蓋肋板應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量，以保證擴盤各處能有效、均衡地傳遞荷載，為使每個肋板分得較低的水平向荷載，各肋板應(yīng)具有足夠面積，使水平向荷載作用于肋板及回填高強水泥的接觸面壓強保持規(guī)范內(nèi)的較低值。

井座破壞主要表現(xiàn)在井座的非彈性變形，與井蓋不能較好貼合，肋板過大變形導(dǎo)致周圍回填體和面層內(nèi)力過大發(fā)生擠裂或晃動，從而產(chǎn)生裂縫和表面剝落。

2.1.3 行車角度

行車軸載和軸載密度直接影響井蓋受力大小和時間、變形狀態(tài)、振動頻率，此三種影響對井蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計起主要作用。

2.1.4 解決措施

1）升級為高設(shè)計指標(biāo)的檢查井井蓋、井座來解決檢查井井蓋、井座設(shè)計指標(biāo)不能滿足通行車輛軸荷載及密度的問題。

2）調(diào)查車型及各類型車輛的通行密度：若通行情況超過路面設(shè)計承受能力，應(yīng)考慮對駛?cè)氲缆返能囕v采取一定限制以保持道路的整體使用壽命；若通行情況滿足路面設(shè)計承受能力，則考慮升級為高設(shè)計指標(biāo)的檢查井井蓋、井座。以此解決道路通行車輛軸荷載及密度過大的問題。

2.2 檢查井井體施工問題

2.2.1 原因

檢查井井體砌筑施工不規(guī)范，砌筑磚體材料、砂漿配比及強度，砌筑砂漿的飽滿度，砌體的順直度，墻體磚塊砌筑時錯縫不規(guī)范等均會間接降低檢查井井蓋的承載能力，具體表現(xiàn)為井座整體的塌陷或不均勻塌陷，周邊路面產(chǎn)生裂縫及粒料不同程度的剝落。

2.2.2 解決措施

在墻體內(nèi)設(shè)置混凝土圈梁，提高砌筑體的抗剪、抗拉能力。

2.3 檢查井基礎(chǔ)施工問題

2.3.1 原因

檢查井基礎(chǔ)施工不規(guī)范，井底及周邊基底下的松散土未清除干凈，碎石墊層厚度不足或不均勻使井體不均勻沉降都會間接造成檢查井井座及井蓋傾斜或塌陷，周邊路面松散、裂縫、脫落出現(xiàn)不均勻沉降。

2.3.2 解決措施

注重井底基礎(chǔ)處理工序，確?；A(chǔ)處理達(dá)標(biāo)后并滿足承載力要求，在材料采購、檢測、配合比設(shè)計、現(xiàn)場操作各個環(huán)節(jié)層層把關(guān)、嚴(yán)格控制，混凝土基礎(chǔ)應(yīng)與管道基礎(chǔ)同時澆筑；在收口砌筑時設(shè)置鋼筋混凝土梁并進(jìn)行收口處理。

2.4 檢查井周邊回填體材料及施工問題

2.4.1 原因

檢查井與道路產(chǎn)生不均勻沉降，道路的沉降量大于檢查井的沉降量。檢查井周邊回填原材料質(zhì)量不合格、回填工序規(guī)范，周邊操作空間小無法使用機械壓實，只能局限于人工搗實，造成回填土土體碾壓不充分，總體壓實度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求；檢查井井體與周邊土體連接固結(jié)不到位，道路通車后，在反復(fù)荷載作用下，檢查井周圍路面出現(xiàn)裂縫、凹陷、雨水滲入并出現(xiàn)凍脹，加劇結(jié)構(gòu)回填體結(jié)構(gòu)破壞，井體凸出、車輛行駛至該處出現(xiàn)跳車，在較短時間內(nèi)使井座及井蓋出現(xiàn)變形，提前報廢。

2.4.2 解決措施

對已砌筑完畢的檢查井四周縫隙采用強度等級較高的抗?jié)B混凝土回填，振動夯分層夯實，砌塊檢查井內(nèi)外均采用防水砂漿抹面。雨水、污水檢查井需安排專人定期清理、疏通和維護，防止垃圾、雜物堵塞管道，同時還需關(guān)注井內(nèi)積水高度，保證其在設(shè)計允許范圍內(nèi)[2]。

3 新工藝的應(yīng)用

上述幾種處理措施雖然在設(shè)計或施工方法上均有不同的改進(jìn)，前期效果也得到了不同程度地改善，但通車兩年后的效果不盡理想，相應(yīng)的各種病害未能徹底解決。

根據(jù)近幾年總結(jié)的施工經(jīng)驗，在確保每個施工環(huán)節(jié)滿足規(guī)范[3～8]要求的基礎(chǔ)上，采用反開槽法，鋼制模具支模，澆筑C50混凝土再鋪設(shè)玻璃纖維土工格柵，解決了行車道井位下沉問題取得了很好地效果。

1）瀝青底面層鋪筑完成后，切割機切割并剔除井位周邊0.3～0.5 m 范圍內(nèi)瀝青底面層、二灰碎石基層至12%石灰土頂面，保留小部分人工鑿除，以保證槽底、槽底與槽壁連接處整齊，剔除的材料應(yīng)及時清運，禁止堆放在施工處附近且槽內(nèi)及附近務(wù)必用水沖洗到位，以保證回填體與原路面材料的連接性能，保證石灰土頂面較平，以便使回填體與原路面材料結(jié)合面及附近區(qū)域受行車荷載產(chǎn)生的剪力較小。見圖1。

圖1 井位開槽

2）用鋼制模具支模固定。在此之前需清除井位周邊雜物，以防止操作人員誤觸使雜物落入井位處；在井位周邊灑水保濕，以防止井位周邊路面經(jīng)過清理后的殘余粉塵經(jīng)由風(fēng)等外部作用落入井位內(nèi)造成污染；井位內(nèi)也應(yīng)灑水保濕。鋼制模具固定時應(yīng)保證縱向輪廓線基本豎直，鋼板上緣最低點應(yīng)高于基準(zhǔn)路面20～30 cm，以保證澆筑過程的穩(wěn)定性及便利性。在井位以外0.25 m 圓帶狀坑槽內(nèi)澆筑C50 混凝土，澆筑過程分兩步進(jìn)行，第一層澆筑厚度5 cm，然后安裝預(yù)埋螺栓并在混凝土終凝后剔毛、刷漿、起墊，將預(yù)埋螺栓穿過井框預(yù)留孔，安裝加固鋼筋網(wǎng)和井框并緊固螺帽后可進(jìn)行第二次澆筑，兩次澆筑厚度之和不應(yīng)低于12 cm 且需保證混凝土上表面距路面基準(zhǔn)應(yīng)大于瀝青上面層高度[9～10]。在澆筑混凝過程中，應(yīng)避免碰觸鋼膜，同時用振搗棒嚴(yán)格振搗夯實，澆筑完混凝土后，及時對井圈平整度及高程進(jìn)行復(fù)測，澆筑完成后進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)生，確?；炷翝M足強度要求。見圖2。

圖2 模具定位安裝、混凝土澆筑及振搗

3）第二次澆筑的混凝土終凝后剔毛，在井位附近邊長2 m范圍內(nèi)噴灑改性乳化瀝青粘層油并敷設(shè)玻璃纖維土工格柵，用鐵釘將玻璃纖維土工格柵固定在周圍瀝青混凝土上，以防鋪筑瀝青面層時將玻璃纖維土工格柵卷起，玻璃纖維土工格柵可有效提高現(xiàn)澆混凝土回填體表層的結(jié)構(gòu)整體性，提高其區(qū)域抗彎拉、抗剪承載力，一定程度上降低因混凝土回填體破壞出現(xiàn)路表反射裂縫的機率；最后進(jìn)行面層細(xì)粒式瀝青混凝土整體鋪筑。鋪筑時需派專人負(fù)責(zé)檢查井的保護工作。見圖3。

圖3 玻纖土工格柵鋪設(shè)

4 結(jié)論

采用反開槽澆筑抗?jié)B混凝土再輔以玻璃纖維土工格柵的方法在天津市武清開發(fā)區(qū)福源道、泉達(dá)路等七條城市道路和楊崔公路（大東公路—徐官屯立交橋）改建工程得到了應(yīng)用。這兩項工程均已竣工通車兩年以上，通車后多次進(jìn)行路況調(diào)查，尤其是檢查井周邊的高程、平整度等重要指標(biāo)，在井周圍未發(fā)現(xiàn)裂縫、脫落現(xiàn)象，很好地解決了行車道井位下沉問題，對防治城市道路行車道檢查井病害有著非常明顯的效果并起到了一定的指導(dǎo)意義，為市政道路后期維護減輕了壓力，經(jīng)濟效益和社會效益均非常顯著。