市政道路建设专题 窨井沉降原因分析与对策.ppt
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),南京锦润建设工程有限公司,高天下 顾昌宏2012.冬,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,南京：高天下、顾昌宏,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,南京：高天下、顾昌宏,3,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,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。,南京：高天下、顾昌宏,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：,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,12,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。,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。,南京：高天下、顾昌宏,13,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。,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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.,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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34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。,南京：高天下、顾昌宏,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23，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80100mm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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,27,A、清除井身 已损坏结构,B、清除浮土,窨井沉降原因分析与对策 之老路改造承载板施工,南京：高天下、顾昌宏,28,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。,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,南京：高天下、顾昌宏,29,窨井沉降原因分析与对策 之老路改造承载板施工,南京：高天下、顾昌宏,30,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。,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,南京：高天下、顾昌宏,31,窨井沉降原因分析与对策 之老路改造承载板施工,南京：高天下、顾昌宏,32,H、铺装沥青 完成路面修复,G、铺玻纤格栅 进行养护,窨井沉降原因分析与对策 之老路改造承载板施工,南京：高天下、顾昌宏,33,承载板应事先预制，满足结构强度要求。,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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:,南京：高天下、顾昌宏,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1015%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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,42,12S522 混凝土模块式排水检查井原图,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,南京：高天下、顾昌宏,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1116cm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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,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。,南京：高天下、顾昌宏,46,谢 谢,南京：高天下、顾昌宏,47,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,
