2012市政道路建设专题 窨井沉降原因分析与对策

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,窨井沉降原因分析与对策,(,愿此文能对市政道路建设尽绵薄之力,),高天下 顾昌宏,2012.,冬,1,窨井沉降原因分析与对策,摘要,城市道路窨井沉降现象比较普遍,，,对行车舒适度、安全产生等不利影响，并带来噪声污染，增加相应的维护费用。本文从设计和施工方面分析了窨井沉降的原因，文中对窨井施工细节用图文描述，在对策中提出用玻纤格栅加筋作为解决窨井与周边道路变形不一致,、,井口用预制异型井圈提井，从而解决在车辆冲击下窨井下沉和井口损坏问题。文中所提对策，,可广泛用于新建道路。,关键词,窨井沉降,井筒加筋 异型井圈 井基处理,2,一、窨井沉降原因分析,1,、地基承载力不足,2,、窨井井身施工质量差细节分析,A,、用砂浆提井和找平带来的问题,B,、窨井渗水、漏水,3,、施工回填质量差,4,、路面面层质量原因,二、目前窨井施工细节分析及图解,1、,窨井井壁墙体模块砌筑施工,2、,窨井周边回填,目 录,3,、分离式井盖排水检查 井施工。,4,、老路改造承载板施工。,5,、可调高窨井盖座介绍。,三、解决窨井沉降我的对策。,1,、反开挖后地基承载力不足问题。,2,、井筒加筋使窨井与周边道路同步变形。,3,、预制异型井圈解决窨井井口损坏。,四、 结语,窨井沉降原因分析与对策,3,窨井沉降原因分析与对策,2012,年,5,月,22,日下午参加南京市政行业协会施工专业委员会（一分部）会议，在会上王懿局长提出,，,南京市政道路普遍存在窨井沉降问题,，,要求提出一个解决方案。,根据多年道路施工的反思，认为窨井经多少施工设计人员努力，从大的技术上基本解决，但是施工细节不完善。细节决定成败，文中对成因细节描述，并提出一个全新的解决方案，愿能对市政道路建设尽一份绵薄之力。,4,窨井沉降原因分析与对策,一、窨井沉降原因分析,窨井，直接承受车辆运行的振动荷载，沉降原因较多，其根本原因应归纳为此三类，即地基承载力不足、窨井井身施工质量差、施工回填质量差，此三类相互影响、又各自独立，破坏道路结成统一战线。又路面面层的不密实，造成进水、脱皮、破碎等问题，从而引起窨井结构及局部路面基层结构的破坏和承载力下降，加剧窨井的进一 步破坏，针对此四类分别阐述如下：,5,窨井沉降原因分析与对策,之,地基承载力不足,1,、地基承载力不足。,目前窨井、沟槽采用反开挖法施工，基础在路基处理层之下，如遇淤泥质等差土层，通常不着处理。而窨井基础及,本身的承载力、刚度较,强、与道路是分离体，,窨井在车辆振动荷载作,用下，且地基不足以承,载时，窨井整体下沉。,6,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井身施工质量差细节分析,2,、窨井井身施工质量差细节分析。,当窨井位于行车道上，井盖高于或低于路面，车轮在此都有弹跳，此振动荷载的往复冲击，破坏从此开始，我们所见的都是破坏后的窨井。,7,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井身施工质量差细节分析,A,、用砂浆提井和找平带来的问题。,在窨井施工中，由于水稳、二灰、沥青等分层施工，造成井圈砌筑不能一次到位，必须分次提井，提井用的材料多数是砂浆和灰砂砖，不足部分砂浆找平。,8,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井身施工质量差细节分析,从老路维修改造中观察，砂浆在振动车辆作用下，粉碎，从而引起井框和低标号灰砂砖或红砖砌筑的井圈破坏。窨井损坏范围,95%,集中在路面以下,50cm,以内，给窨井用承载板改造提供了成功的保证。,9,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井身施工质量差细节分析,车辆冲击振动是频繁的，砂浆是承受不了的，雨花西路曾在井口上加一,25cm,厚的井圈，从拆后分析，井框与井圈连接处损坏，井圏下红砖破碎，就是说井框与井身不能够形成整体，无一定强度，仍难逃脱窨井被破坏的危运。,10,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井身施工质量差细节分析,更有甚者，在井框外侧用砂浆圈或混凝土取代沥青，可能是施工方便等原因。,11,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井身施工质量差细节分析,新建道路窨井盖不与路面平，通车后窨井口必然损坏。从下左侧图片可见，窨井盖比路面低约,5cm，,右侧图片可见，窨井盖与路面之间做成分离结构,，,该段路面一但投入使用，此二窨井不损坏那是天意。这是细节问题。,细节决定成败，窨井盖与路面是否在一个平面上，决定是否跳车，跳车是窨井损坏第一动力源。,12,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井身施工质量差细节分析,许多窨井多次返修，质量通病相同，由于用砂浆找平，只好反复维修。,在窨井施工中，不管你用何种形式井圈、井盖，均不可用砂浆填筑与路面之间、与井圈之间空隙，所填充的窨井口没有一个不坏。,13,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井身施工质量差细节分析,在窨井施工中，井口部位不能用砂浆填筑，应用细石混凝土浇筑，并包裹井盖底座。这里应借鉴老路改造承载板施工方法，并要增一层土工格栅，加强沥青的强度，力求与路面应变整体一致。井框安装应参考老路改造承载板施工方法，混凝土包裹。,14,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井身施工质量差细节分析,B,、窨井渗水、漏水。,窨井墙身砌筑过程中，砂浆质量差、砌筑时砂浆不饱满、砖的材质不达标及粉刷质量差等原因，在使用过程的漏水、侵蚀等破坏作用,，,在车辆振动作用下，土体液化，引起窨井逐渐下沉,，,而因下沉引起的面层开裂进水、窨井整体承载能力越来越差，振动冲击继而引起窨井及周边路面更多更快地进一步被破坏。,15,窨井沉降原因分析与对策,之,施工回填质量差,3,、施工回填质量差。,窨井周边的回填质量差，下层土基础达不到应有的密实度,，,造成道路结构板块碎裂,，,是以井为中心,周围辐射约,1 m,的范围 内明显下沉,；,窨井的 井盖井框明显高出周边路面,，,严重时就像是路面上 冒出的树桩,，,对行车安全造成很大隐患。这一暴露于地面的树桩,，,在车辆车轮不间断的冲击下，井框与井座连接部位先行破坏，继而破坏井框与井身，路面上出现一个个凹塘。,16,窨井沉降原因分析与对策,之,路面面层质量原因,4,、路面面层质量原因,由于路面面层不密实的原因，引起的进水、脱皮、破碎等问题都会引起窨井结构及局部路面基层 结构的破坏和承载力下降，引起和加剧窨井的进一 步破坏 。,17,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井壁墙体模块砌筑施工,二、目前窨井施工细节分析及图解。,1、,窨井井壁墙体模块砌筑施工。,模块按照国家建筑标准设计图集：,12S522,混凝土模块式检查井的要求砌筑，可取得较好的效果。但有几个节点值得注意,.,18,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井壁墙体模块砌筑施工,A、,底部垫层混凝土必须按要求浇筑，有足够的面积。,图中就是返工前不合格品。,19,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井壁墙体模块砌筑施工,B,砌筑。首层混凝土模块应按设计图纸要求定位，模块可用切割机切割，切割后的连接缝 应控制在,1015mm,，座浆应密实，凹凸槽口衔接牢固，以便流入砂浆，防止渗漏。特别要注意，砌筑时采用专用工具施工，确保砂浆饱满，灰浆均匀，严禁使用断裂、壁肋上有竖向裂缝的模块砌筑。 当砌筑,3,4,层时，应备好模板，紧锢器将模块周边收紧，防 止模块移位。同时随砌随复核井室尺寸。,20,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井壁墙体模块砌筑施工,C,灌孔。砼灌芯前应将杂物及落灰清理干净，墙体作必要的支撑加固。分次灌注时，应灌至灌注最上层砌块的,2,3,，捣固，但两个灌层灌注间隔时间不得超过下层 砼的初凝时间。芯浇灌最好连续，确保砼连续性和整体粘结性。 灌注混凝土为,C25,，塌落度控制在,80,100mm,即可。质量检查时，用小锤敲击砌体，应无异常无空洞， 必要时应凿开异常声响处的模块，进行灌孔砼质量检查。,21,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井壁墙体模块砌筑施工,D,勾缝。井壁应进行勾缝，随砌随勾缝，勾缝采用,1,：,2(,防 水,),水泥砂浆，在砌筑检查井时应同时安装预留支管，预留支管 的管径、方向、高程应符合设计要求，管道与井壁衔接处应严 密。,22,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井井壁墙体模块砌筑施工,E,、安装盖板、井圈、井盖。,检查井砌筑或安装至规定高程 后，应及时浇筑或安装盖板、井圈，盖好井盖。检查井施工完毕 后，应加强养护，混凝土及砂浆未达到设计强度前不得进行回 填。,当模块顶部不足一个模块高的调整层或找平时，预制井圈下部应用细石混凝土，万不可用砂浆。,井框安装应参考老路改造承载板施工方法。,23,窨井沉降原因分析与对策,之,窨井周边回填,2、,窨井周边回填。,窨井边回填土最好用三轮压路机来回碾压，否则用打夯机层层夯实，确保道路和窨井形成一个完整的结构层，窨井侧土体就不会沉降。,24,窨井沉降原因分析与对策,之,分离式井盖排水检查井施工,3,、分离式井盖排水检查井施工。,分离式井盖原理是井盖板不在由井筒直接受力，通过来自扩大盖座的荷载承载面积,，,主要由周边路基结构来承载,减小窨井本身的负荷，从而消除或减少局部下沉 ，该方法可用于新建道路或道路维修改造。施工方法详见在金陵市政,2012,年第二期（总第,138,期）中，南京同力路桥建设工程有限公司王树人,分离式井盖排水检查井施工方法及应用,一文。,25,窨井沉降原因分析与对策,之,老路改造承载板施工,4,、老路改造承载板施工。,在老路提档改造中，目前采用加大混凝土盖板的,“,大盖板,”,来改变路面荷载对窨井变形影响，即承载板。承载板原理是扩大来自盖座的荷载承载面积,，,由周边路面结构和窨井本身共同承载，从而消除和减少局部下沉 ，该方法可用于新建道路或道路维修改造，老路窨井变形已基本完成，应用承载板更为合适。,26,窨井沉降原因分析与对策,之,老路改造承载板施工,在承载板施工中应注意以下几个问题。图中方法与图纸不尽相同，是发现问题后改进。,A、,清除井身,已损坏结构,B、,清除浮土,27,窨井沉降原因分析与对策,之,老路改造承载板施工,C、,浇筑混凝土,必要时在井口立模，为保承载板与路面平行,，,应事先做垫块,，,并用靠尺调整。,28,D、,混凝土浇筑完成后，立即安装承载板。混凝土初凝后安装将影响使用质量。安装应满足路面标高要求，不要用井盖底座去调整。用靠尺检查与路面之间的尺度关系。,窨井沉降原因分析与对策,之,老路改造承载板施工,29,窨井沉降原因分析与对策,之,老路改造承载板施工,E、,承载板上铺混凝土。,混凝土面应不高于水稳层或二灰层顶。,井盖井框安装应满足路面标高要求。井框底部应与承载板接触良好，井盖面要与完成后沥青面层在一个平面上。,窨井的损坏首先是从井盖不平开始的，此时安装决定窨井寿命。,30,F、,井盖底座用混凝土包裹，确保密实，井框与承载板之间不得有空隙，空隙将是今后损坏起点。井框上留大于,4cm,作为面层沥青层。,窨井沉降原因分析与对策,之,老路改造承载板施工,31,窨井沉降原因分析与对策,之,老路改造承载板施工,H、,铺装沥青,完成路面修复,G、,铺玻纤格栅,进行养护,32,窨井沉降原因分析与对策,之,老路改造承载板施工,承载板应事先预制，满足结构强度要求。,33,窨井沉降原因分析与对策,之,老路改造承载板施工,以上承载板施工的图片施工过程展示，每一步都要保证质量和密实，又要时刻注意完成后与路面的平整度。,窨井施工的提井，应用细石混凝土浇筑，和承载板施工一样包裹井盖底座，增加一层格栅。,34,窨井沉降原因分析与对策,之,可调高窨井盖座介绍,5,、可调高窨井盖座介绍。,是新型专利产品，形式较多。方法是通过对窨井盖座的可调整能力的设计，通过预设的螺栓可以升降盖板及盖座的高度、使窨井盖座下沉后可以进行一定高度上的调整,，,继续保持与周边路面的基本平整 。是一种窨井沉降后被动处理方式，原理是建立在窨井井口不破坏，仅是窨井下沉的情况，在客观的使用条件下,，,窨井井口已破坏，此时调节过程和效果往往不如预期。,35,窨井沉降原因分析与对策,三、解决窨井沉降我的对策。,窨井沉降原因较多，针对前面归纳的地基承载力不足、施工回填质量差、窨井施工质量差三类原因，前面介绍了许多工程技术人员的解决方案，我认为还可用下列方法来解决，其细节分别阐述如下,:,36,窨井沉降原因分析与对策,之,反开挖后地基承载力不足问题,1,、反开挖后地基承载力不足问题。,窨井、沟槽采用反开挖法施工，当基础在路基处理层之下时，如遇淤泥质等差土层，必需处理，可采用换填,50CM,厚,10,15%,水泥土，扩大面积，提高窨井底部地基承载力，作为管道基础也应换填水泥土处理，满足运行要求。水泥土在车辆振动荷载作用下，不会液化，由于窨井底部处理面积扩大，能够解决地基承载力不足问题，从而预防整体下沉。同时当窨井有渗水时，因水泥土不液化，可减轻窨井破坏。窨井底部加强地基不可用块石和灰土。,37,窨井沉降原因分析与对策,之,井筒加筋使窨井与周边道路同步变形,2,、井筒加筋使窨井与周边道路同步变形。,通常，窨井与周边道路刚度是不一致的，两者不能同步沉降，针对此问题，我认为用土工格栅解决。,当前的设计，窨井客观上造成独立于路面,，,与路面结构在承载力上不相关，这种,“,先天不足,”,造成窨井会相对于路面下沉或铸铁盖座明显高出周边路面突起，在车辆车轮作用下,会进一步的下沉和破坏，随着破坏延伸，路况越来越差。,38,窨井沉降原因分析与对策,之,井筒加筋使窨井与周边道路同步变形,窨井砌筑时玻纤格栅作为加筋，每砌三到五层模块增加一层格栅，玻纤格栅较软，砌入模块中，与模块紧密结合，窨井砌到一定高度后，可将格栅向上翻起捆在井筒上，便于窨井周边回填压实，当压实后填土达到格栅位置时，格栅放下，进行下一道工序。,39,窨井沉降原因分析与对策,之,井筒加筋使窨井与周边道路同步变形,玻纤格栅加入，可有效解决窨井与周边道路刚度的不一致的问题。当然，如果回填土不实，采用了格栅，道路沉降或窨井沉降，通过格栅拉井圈，在无土体约束情况下，可拉坏井圏。,40,窨井沉降原因分析与对策,之,预制异型井圈解决窨井井口损坏,3,、预制异型井圈解决窨井井口损坏。,前文中所述，老路维修改造中，,95%,窨井损坏范围集中在路面以下,50cm,以内，这给一个启发，窨井口加强范围大于,50cm，,可有效保证,95%,窨井不损坏。针对这一范围，设计中可用钢筋混凝土浇筑一加强井圈，高度大于,50cm，,一次到位，因水稳层和沥青层均两次摊铺，窨井阻止机械运行不能实施。都涉及到提井,，,提井质量差而窨井损坏，为消除提井隐患，提出预制双层异型井圈方案，可广泛用于新建道路。如在软土地带再考虑采用可调式窨井盖座，可得到更满意效果。,41,窨井沉降原因分析与对策,之,预制异型井圈解决窨井井口损坏,在,12S522,混凝土模块式排水检查井图集中有预制井圈（高,20cm）,，我认为不能满足使用要求，特别是机械化铺装。对井口作如下修改,，,可达到目的。,12S522 混凝土模块式排水检查井原图,42,修改后方案如图示,，,承插接口在井内，井外侧一次到位，这样解决提井问题。,窨井沉降原因分析与对策,之,预制异型井圈解决窨井井口损坏,43,窨井沉降原因分析与对策,之,预制异型井圈解决窨井井口损坏,思路是井圈加长，分为两节做成承插式，可考虑焊接固定。底节顶部高程达水稳层第一层面，第一层水稳完成后安装第二节井圈，高程达井盖框底面，利用第二层水稳虚高机械越过窨井，施工第二层水稳和底层沥青，井盖安装就位后铺装面层沥青。（通常，三防铸铁井盖高,10cm，,井框下边宽,8.5cm，,市政工程沥青层总厚在,11,16cm,之间。当沥青层总厚大于,12cm,时，第二节井圈顶高与水稳虚高同，井盖底部由细石混凝土现浇解决。）由于井盖面必须与路面平，井盖安装应可微调，所以在第二节井圈上留有现浇混凝土缺口，第二节井圈断面看是一个异型结构，如图。,44,窨井沉降原因分析与对策,之,预制异型井圈解决窨井井口损坏,第二节井圈做成异型结构，有如下几个作用：,A、,利用承插头，快速提井，至于焊接加固，可统一进行。,B、,井圈上部内侧凹槽，大于井框外圈，井框可高于或低于井圈凹槽，起到调整井盖平面作用。由于井盖面必须与路面平，这一个可调整的范围非常重要，可解决窨井盖与当今路面不平问题。,C、,预埋螺母，拧入螺杆就固定井盖。并可用螺帽将井盖微调固定。井盖底部和四周浇筑细石混凝土，达到完美结合。,D、,在提井和安装井盖过程中，不损坏路面已完成结构。在机械铺装时，只要在凹槽内盖上圆形盖板。,E、,如窨井沉降后维修，最多拆除第二节井圈，重做一个加长型异型井圈。一般只要拆除井盖下浇筑的细石混凝土，井盖抬高后重浇。,45,窨井沉降原因分析与对策,四、 结语,窨井沉降是一个老大难的问题，希望本文能给设计、施工者一个启发，起到抛砖引玉的作用。文中提出的土工格栅作为窨井井筒的加筋，不是新东西，在多年前加筋土中广泛应用。水泥土在水利工程中大量应用，承插接头就是市政的东西，我把他们移植，重新定位，统一到窨井施工中。,针对窨井渗水、漏水这一问题，目前采用模块砌筑或混凝土现浇，只要施工方法得当，是可以解决的。,但是在软基上砌筑的窨井，必须做好地基处理。,细节决定成败。,46,谢 谢,47,