021.检查井周边路面破损下陷的防治

2012年第 4期（7月）第30卷 随着我国家庭汽车占有率的提高，人们对城市道 路设施也给予了高度关注，使得一些城市道路设施通 病问题随即凸显出来，检查井周边路面破损下陷问题 就是其中之一。 这个问题在我国具有普发性，其主要 表现为井圈周围 30～50 cm范围内沥青混凝土表面层 出现下陷变形，随即产生开裂破损，严重的会出现井 圈松动，危及到行车安全。该问题不仅增加了道路维护 工作量和维护费用，而且还会造成不良的社会影响。笔 者根据多年来在市政监理工作中对该问题的调 查、分析、研究情况，以及在该问题治理上的一些实践 经验，对此通病的形成及防治提出一些建议。 1 问题的形成原因 1. 1 方面 目前我国大部分城市道路均采用石灰稳定土、石 灰粉煤灰稳定土、石灰粉煤灰稳定碎石及水泥稳定碎 石作为基层结构，沥青混凝土作为道路面层结构，属于 半刚性板体承载结构设计。 道路内检查井采用钢筋混 凝土为基础，混凝土砌块或砖砌体为井身，钢筋混凝 土预制或砌块（砖）砌筑井颈，球墨铸铁井圈（盖）用 30～50 cm 宽、25 cm 厚的 C30 混凝土包裹，预留 4 cm 厚度施做沥青混凝土面层结构，属于刚性结构设计。道 路与检查井这 2 种结构形式之间采用厚度为 4 cm 左 右的沥青混凝土搭接，一旦刚柔结构沉降不均，在动荷 载作用下沥青混凝土搭接处极易被剪切破坏，从而造 成此处表面层开裂。如果不及时修补，雨水由裂缝进入 道路基层，损坏面就会逐步扩大。 1. 2 施工方面 道路施工中会遇到各种专业的检查井，本文仅以 排水管道检查井施工为例。 理论上讲检查井与道路这 2 种结构出现不均匀沉降是正常的，不超出设计计算 值就为合理。然而因施工质量问题造成沉降量过大，超 出设计计算值，增加了损坏概率，就属于比较严重的 质量问题了。检查井施工步骤通常分为：开槽清底→钢 筋混凝土底板现浇（预制）→井身砌筑→勾缝抹面→ 回填→稳井颈→C30 混凝土稳固井圈。 道路基层施工 是在检查井回填后进行的，而面层施工是配合检查井 的稳井颈、C30混凝土稳固井圈工序进行。从这些工序 看，钢筋混凝土底板浇筑（预制）、回填、C30 混凝土稳 固井圈及道路面层施工，是造成此质量问题的关键工 序。下面，根据津 07SSZ1《城市道路质量通病防治系列 图集》（下面简称《图集》）中相关规定，分析一下检查 井施工和道路施工中关键工序的施工质量对该部位 将产生怎样的影响。 1）混凝土底板的施工 检查井钢筋混凝土底板分为现浇和预制 2 种形 式，具体施工时由设计确定。施工图说明中对此往往要 求按《图集》施做。 施工单位一般采用现浇的，因 为预制底板成本高，也正是由于这个原因，几乎没有 检查井周边路面破损下陷的防治 田志刚 （天津市华盾工程监理咨询有限公司， 天津 300070） 摘 要：随着道路交通量及车辆载荷的提高，检查井周边路面破损下陷问题随即凸显出来。针对该问题的形成原因、防治 建议以及成功治理的案例，分别进行了较为详细的论述。 特别对该问题的防治提出了以下 2 条建议：1）检查井钢筋混凝 土底板采取强制预制的；2）将先于路面施工涨检查井的工艺，改为路面施工完成后再涨检查井，将稳固井圈的 C30 混 凝土改为黑色钢纤维 C50 混凝土，并且浇筑至于与路面齐平。 关键词：道路；检查井；路面下陷；超早强黑色钢纤维混凝土；反涨检查井 中图分类号： U 418 文献标志码： B 文章编号：1009-7767（2012）04-0043-04 Prevention of the Damaged Pavement Settlement around the Manhole Tian Zhigang Road & Traffic Engineering 道路与交通工程 43 淘宝专业学术杂志店 http://xszz.taobao.com 2012 No.4（J ul.）Vol.30 构件厂生产预制钢筋混凝土底板。 一般施工中常遇到 的检查井是乙型和丙型井，这 2 种井型的 1 块底板混 凝土体积分别为 0.6 m3和 1.4 m3，平均约 1 m3，而商品 混凝土单车最小供应量为 5 m3，这就意味着平均施工 6 空承插口管道（砂石基础），才能施做钢筋混凝土底 板，因此造成井底亮槽时间过长，被扰动的概率加大； 同时由于工期紧，急于砌筑和回填，势必会减少底板 混凝土的养护时间，从而造成混凝土底板的早期破坏。 这 2种原因都可能加大检查井的沉降量。 2）回填 根据《图集》对检查井施工方面的规定，道路下检 查井的基槽回填应采用 2 ∶ 8 石灰土、粗砂、砂砾或石 屑等材料回填至道路结构层以下。 根据《图集》对道路 施工方面的规定，对于管顶距路面结构高度大于 80 cm 的管槽，可在管顶以上 40 cm范围内回填碎石，其上回 填 10 %石灰土至路面结构层底，检查井井口周围必须 按道路各层压实度要求进行回填。 由于城市道路交通 压力大，凡是新建、扩建道路均要求当年修路当年通 车。 根据此情况，设计通常要求槽底至管顶以上 40 cm 范围回填石屑，石屑回填范围也包括检查井的沟槽，这 样一来，检查井基槽的回填材料基本是石屑，其密实 度很容易达到设计要求；其上至道路结构层底，按《图 集》要求均采用石灰土回填，压实要求按道路标准，此 处采用人工分层夯实，也能达到设计压实度要求。由此 可见，因为回填原因造成检查井周围路面沉降过大的 可能性应该很小。 现实情况则不然，因为回填原因造 成检查井周边路面大范围破损下陷的情况却比较常 见，这种情况实际上是由于不规范施工造成的，应该 在施工过程中加强监管。 3）C30 混凝土稳固球墨铸铁井圈（盖）及表面层 铺筑 根据《图集》对道路、排水两专业施工规定，井筒施 工完成后用钢板封闭好井口，其上施做道路基层结构； 然后反开槽安装井颈，反开槽部分采用 C10 混凝土回 填，再次封闭井口施做沥青混凝土底面层；然后再反 开槽，用 30～50 cm 宽、25 cm 厚的 C30 混凝土稳固井 圈（盖），井圈（盖）顶面与设计道路顶面高度一致，C30 混凝土顶面以上预留出表面层厚度，其上铺筑沥青混 凝土表面层。C30混凝土必须养护 14 d，达到设计强度 的 2/3时方可施做沥青混凝土表面层；施工时应使 C30 混凝土与沥青混凝土表面层黏接密实。 通过调查研究 发现，施工中出现以下情况时会对 C30 混凝土造成破 坏：1）用 C30 混凝土稳固井圈时，施工单位并没有按 照严格的工艺要求施工，工人在施工现场任意选择材 料支垫井圈，并且用水泥砂浆填充井圈与井颈间的空 隙，然后浇筑 C30 混凝土，这就造成井圈（盖）并未牢 固镶嵌在 C30混凝土中，使其荷载不能均匀分布，且稳 定性也很差；2）城市道路施工一般不能完全阻断交通， C30 混凝土终凝后往往被交通车辆扰动，并且在施工 中该处混凝土往往得不到充分养护；3）面层施工时，大 吨位重型机械直接作用于井圈（盖）上的情况一般无 法避免，从而造成应力集中，使 C30 混凝土开裂或没 有强度。 由于上述 3 个主要原因，道路放行后，在行车 荷载的垂直重力和水平推力作用下，形成检查井及其 周边路面破损下陷的通病。 2 防治建议 2. 1 检查井钢筋混凝土底板预制 针对砂石基础的排水管道检查井，对其钢筋混凝 土底板采取强制预制的措施，可避免出现亮槽时间过 长、养护时间严重不足的问题。 这样做不仅能减小基础 沉降量，还能避免因亮槽时间过长而造成的基坑滑坡问 题，同时也缩短了排水管道的施工周期。为此而造成的 费用增加问题与收到的效果相比，可以说是事半功倍。 2. 2 优化施工工艺 从问题的形成原因分析可以看出，C30 混凝土稳 固井圈及道路表面层铺筑处出现问题的概率最大，影 响质量的因素最多。 单从规范施工上采取措施不能完 全解决问题，因此改变工艺，不让上述分析中的影响因 素反复出现，才是根本的解决办法。现《图集》中规定的 工艺，既延长了施工周期，又不能避免诸多因素对 C30 混凝土质量的影响，可将其优化为：1）井筒施工完成 后用钢板封闭好井口，其上施做道路基层和面层结构； 2）反开槽安装井颈，井颈外壁用人工搓缝，空隙用 C10 混凝土回填，且振捣密实；3）井圈用楔形 C30混凝土预 制垫块调平至与路面一平，井筒内井颈与井圈间的缝 隙用模板封严，浇筑宽 30～50 cm、厚 25～30 cm 的超 早强混凝土至与路面一平，用超早强混凝土来解决 C30 混凝土养护时间长的问题（见图 1）。 这样做既避免了 C30 混凝土在达到设计强度前被交通车辆扰动，也避 免了 C30 混凝土没有充分养护就进行下步施工的问 题，更避免了面层施工时大吨位重型机械直接作用于 井圈（盖）的集中应力破坏 C30混凝土情况的发生。 由 于刚柔 2 种结构是分开的，也就不存在沥青混凝土被 剪切破坏的可能性。 上述新工艺需要一种特殊材料即超早强混凝土 的支持，这种超早强混凝土不但要在极短时间内强度 Road & Traffic Engineering 道路与交通工程 44 淘宝专业学术杂志店 http://xszz.taobao.com 2012年第 4期（7月）第30卷 达到 C30 的要求，而且还要符合不收缩、不开裂、颜色 与路面尽量一致的要求，特别是该混凝土与沥青混凝 土衔接要严密。 3 工程实例 天津市复康路综合整治工程是天津市 2008 年迎 奥运的重点工程，备受市领导重视和市民关注，社会 影响比较大。 由于该路是进出天津市的交通主干线， 交通管理部门不同意断行施工；又因为是迎奥运工程， 所以工期、质量至关重要。为此，在施工论证阶段， 笔者提出了用超早强混凝土反涨检查井的设想，建设 方主管领导和设计人员听取了建议，并委托笔者对该 方法做进一步研究和试验。 由于一般混凝土即便是早 强混凝土，达到能通车的强度至少也需要 3 d，不符合 道路正常通行的要求。 通过对材料的调查，笔者找到 了以研究新材料为发展方向的天津市炬实水泥制品 有限公司并提出了相关要求，1 个月后该公司提供了 超早强黑色钢纤维混凝土干粉袋装产品，经过多次应 用试验，用超早强黑色钢纤维混凝土反涨检查井至路 面一平的方法终获成功，并应用于天津市复康路综合 整治工程中，收到比预期还要好的效果。下面分别对该 方法中的新材料、新工艺进行介绍。 3. 1 新材料介绍 超早强黑色钢纤维混凝土是由特种水泥、精制骨 料、进口添加剂、钢纤维与水混合形成的灌注材料，具 有超早强、高强度、微膨胀、抗收缩、抗渗透、抗碱骨料 反应、耐磨损、耐老化等特性，操作简单，易于控制，特 别是其黑色与沥青混凝土同色，在黑色沥青混凝土路 面检查井周围使用尤为适宜。 应用前，监理工程师见 证试验报告结果符合设计要求，另外从施工时监理工 程师抽取的混凝土强度试验报告（见表 1）数据中可以 看出，施工完成后 2～4 h就能达到通车强度的要求，大 大缩短了占用道路时间。 该混凝土属于特种混凝土，初凝时间 40 min，终凝 时间 60 min，随气温高低缩短或延长，所以不具备搅 拌站生产的条件。 由于采用该工艺施工的部位用料量 较小，一般仅需 0.3～0.5 m3，因此适合现场拌合。 生产 厂家也充分考虑了这一点，干拌料中混凝土的主要成 分已添加完毕，成品用 50 kg 袋装，使用时只需按比例 添加碎石、钢纤维和水。 由于该混凝土拌和性与普通 混凝土稍有不同，生产厂家还研发了该混凝土专用拌 和机械，该机械充分体现了强力、便于移动、防扬尘、 计量准确的特性，再配合检查井维修专用的铣孔机械， 使得维修效率大大提高。 3. 2 新工艺介绍 1）破除沥青混凝土和部分基层 以检查井中心为圆心画圆，切割范围是井圈顶面外 壁以外 30 cm，采用机械切割立茬，深度为 4 cm，然后用 风镐破除沥青混凝土和部分基层，深度控制在 25 cm。 2）高压空气吹出四周浮渣后喷水润湿 采用高压空气将所有与混凝土接触的表面浮渣 吹净，然后用喷雾器喷水至表面湿润即可，严禁积水。 3）找平稳固井圈 采用 C30 混凝土矩形和楔形预制垫块找平稳固 井圈。 4）井圈内侧支模 井圈与井筒间的缝隙约 4 cm，采用 PVC板和丝杠 支顶的方法将其密封牢固。 5）细调平 采用平整度尺控制细调井圈（盖）与周围路面一平。 6）黑色钢纤维快硬混凝土拌和 该混凝土为快硬混凝土，需要现场拌和，精确计 算混凝土用量以减少废料。 钢纤维与混凝土混合料分 开包装，使用时根据厂家提供的配合比配料，搅拌时 间为 2 min。 7）混凝土浇筑 该混凝土具有快硬特性，浇筑成型速度较快，所以 要求操作人员技术熟练，因此施工前要培训操作人员。 浇筑混凝土一次拌和量要大于槽内容量，浇筑时用 30 mm振捣棒振捣，混凝土充满槽后，每间隔 30 cm 下 1 次振捣棒，每次振捣至无浮石、无气泡反出为止。 振 捣完成后，使用铝合金刮杠自低端向高端将多余的混 图 1 提升检查井里面示意图 表 1 混凝土强度试验报告（施工现场取样） 养护时间/h 2 4 24 72 168 混凝土强度/MPa 28.9 34.5 44.6 46.5 49.9 Road & Traffic Engineering 道路与交通工程 45 淘宝专业学术杂志店 http://xszz.taobao.com 2012 No.4（J ul.）Vol.30 （上接第 42页） 2）融雪剂给植物造成的盐害现象长期存在。 3）后期养护有疏、有漏（但不是影响补植苗木成 活率的主要因素）。 因此，根本上提高补植苗木成活率除公路绿化管 理部门在管养水平上下功夫外，更需要除雪部门停止 使用融雪剂，减少对公路绿化植物的损害，这才是唯 一有效的措施。 5 建议 1）可选用机械、人工除雪以及利用煤渣等多种除 雪方法，停止使用融雪剂。 2）融雪剂造成的盐害是一个积累过程，长期使用 融雪剂将会对北京城市绿化建设产生严重的负面影 响，希望引起有关部门的高度重视。 3）布撒融雪剂后应及时、及早、尽快清理积雪，避 免在绿地中堆放残雪。 4）固定地点堆放和处理残雪。 由于残雪的融雪剂 质量浓度较大，不宜随意堆放，否则将二次危害植物。 长年在一地堆放含融雪剂残雪的地方将破坏该地的 酸碱平衡。建议将残雪进行无污染处理后再排入江河。 5）完善制度，加强科学管理，减少融雪剂布撒。 目 前北京市已经出台《北京市融雪剂使用管理办法》，同 时在很多地方也己经采取了限制使用融雪剂的方法。 另外在法律、法规颁布的同时要加强各地的管理，各地 方政府要有专人负责监督，对违反规定的人员和单位 要有一定的惩处措施。 总之，氯盐类融雪剂是一把“双刃剑”，在给人们 造福的同时也带来了一定的负面影响。因此，最大限度 地发挥它的长处减少负面影响是至关重要的。 我们应 该坚持科学发展观在总结国内外经验教训的基础上， 合理地运用有限资源，提倡绿色、低碳、循环经济，才 能使生态环境更美好。 参考文献： [1] 张淑英. 融雪剂对环境的影响及对策[J]. 承德石油高等专科 学校学报，2006，8（3）：46-48. [2] 丛日晨，李芳，古润泽 . 融雪剂对城市园林植物伤害机理研 究[J]. 中国园林，2005，12：60-64. [3] 关明慧，徐宇工，卢太金，等. 微波加热技术在清除道路积冰 中的应用[J]. 北方交通大学学报，2003，27（4）：79-83. 收稿日期： 2012-03-02 作者简介： 马宇翔，男，主要从事园林绿化设计、施工、管理工作。 凝土刮出并找平（为防止混凝土的自流造成井边与路面 横坡上端出现错台，这个过程需要多次进行）。 混凝土 初凝前停止刮平时，改用毛刷从低端向高端旋转拉毛。 8）混凝土养生 该混凝土养生过程中不能洒水，并且防止任何液 体污染表面，因此雨天严禁施工。混凝土浇筑完成后使 用不结露材料覆盖以避免风吹、日晒、雨淋，待水化热 温度下降至接近常温时，即可拿掉覆盖物放行。在养生 期间严禁磕碰，严禁开启井盖。 3. 3 经济效益对比（见表 2） 4 结语 有了复康路整治工程的成功范例，2010 年春天， 天津市道桥处维修部门为迎接达沃斯论坛在津召开， 利用此新工艺和新材料，对大沽路、友谊路存在的检 查井周边路面破损下陷问题进行了专项维修，收到了 与复康路整治工程相同的效果。 2011 年，北京、济南、 杭州、哈尔滨等地分别应用或试用此法，得到当地主 管部门的首肯。 复康路整治工程通车距今已有 4 年， 没有出现破损下陷等通病问题，为道桥养管部门节约 了大量养管费用，同时提升了城市形象。 检查井周边路面破损下陷通病治理工作进行了 多年，期间天津建委还颁布了《城市道路质量通病防 治系列图集》，可见其难度和行业主管领导对此问题的 重视。 虽然笔者在此问题上找到了一些问题成因，且 通过与天津市炬实水泥制品有限公司的合作，也找到 了解决该问题的方法，然而距彻底根治该问题尚有很 大距离。 虽然利用超早强黑色钢纤维混凝土反涨检查 井至路面一平的工艺，对此通病的治理收到了较好效 果，但建设单位在该项资金方面由于没有定额支持财 政拨款，还有一定缺口，新建工程尤为明显。 最重要的 是，此新工艺、新材料的应用还需要行业内专家的认 可。 希望在不远的将来，在业内人士的共同努力下，此 通病能得到彻底的根治。 收稿日期： 2012-04-11 作者简介： 田志刚，男，高级工程师，主要从事市政工程监理工作。 表 2 经济效益对比 项目 超早强黑（灰）色混凝土方法 常规混凝土方法 成本/元 效益 维修 2 200 与沥青混凝土路面同寿命 可随时对损坏部位抢修，随 修随通 1 000 1 年左右 需要断交施工， 周期较长 Road & Traffic Engineering 道路与交通工程 46 淘宝专业学术杂志店 http://xszz.taobao.com