十三、混凝土琮与井具的配合

张彬 刘伟 李敬成 田野

(长春市市政工程设计研究院有限责任公司,吉林长春130033)

（尚未发表）

【摘要】目前城市道路中既有检查井存在检查井沉陷、井周裂缝等病害，与周边道路结合不严密衔接不平顺，给行车带来了很多不安全因素，同时造成行车颠簸、异响，使道路整体平整度下降及破坏美观。通过对检查井病害调查的收集整理，从检查井设计、施工工艺多方面对其病害产生原因进行分析，利用装配式基层专用混凝土琮结构，提出防治检查井沉陷病害措施。

【关键词】井圈周围病害；防治措施；混凝土琮；防沉降检查井；

城市道路在早期设计中，一般将用于路面排水的检查井布设在车行道上，随着城市范围扩大，基础设施建设的脚步加快，路面上的检查井数量也在逐年递增。车行道上检查井及其周边的问题也日益凸显，井周沉陷、井盖异响比比皆是。路面不平整造成车辆在行驶过程中舒适度下降，井周沉陷位置会给高速行驶车辆带来安全隐患。本文对检查井病害产生原因进行了浅析同时，结合长春市市政工程设计研究院自主研发的混凝土琮防检查井防沉降的新工艺提出了检查井防沉降新措施。

1、井圈周围病害的原因分析

市政道路所用检查井结构有砖砌检查井、模块式检查井等，检查井由井盖、井座、井筒、井身、井底构成。检查井各部位在使用中产生的病害主要集中体现在井圈周围，会引起井周下沉，最终导致井盖移位、倾斜、检查井筒塌陷连带路面塌陷［1］。主要原因有： 

1）砖砌井及模块井砌筑时采用的是人工拌合砂浆，砂浆产生干缩及交通荷载冲击作用下极易造成粉化，那么砖体砌筑的越高，层数越多，当砂浆粉化时产生的沉降量越大。

2）检查井在施工中质量控制不严格，井周回填不密实或超挖导致井基底承载力下降。

3）人工拌合的砂浆配合比控制不严，砂浆的干缩量大。砌筑砂浆在水浸泡及冲刷下会失去粘结作用及流失。且砂浆易产生干缩，当检查井筒的防水抹面砂浆脱落后，砌筑砂浆在水泡及冲刷下会失去粘结作用及流失，所以检查井砌筑的层数越多，造成的沉降会越大。

4）路基填筑时采用盖板盖住井口，基层填筑碾压后将井口周围挖出，再填筑再碾压以此保证路基和井周压实度。但是由于检查井在施工中需要逐层砌筑增高，道路路面结构层施工中碾压设备不能保证将检查井周围的回填料压实或压实程度不足［1］。

5）且在施工中检查井的调整高度有误差等因素，造成检查井与路面衔接有高差［2］，当检查井调整后高于或低于路面，会产生井周受力不均匀，行车不舒适的问题；检查井调整后低于路面时，车辆行驶经过时产生冲击力及高差造成的重力加速度的作用对检查井的破坏非常严重。当检查井发生渗漏井周土基遇水损害，日复一日检查井会产生整体下沉，井口倾斜等病害。

6）除检查井井身、井筒产生病害，检查井具也会产生病害。检查井具的病害有来自井具本身问题的，检查井井盖与井座之间有圆柱形结合的，即井具承口与井盖的上下规格一致；也有锥形结合的，井具承口上大下小。当检查井座的承口与井盖规格存在误差不匹配，盖上后有空隙或锥形衔接的井盖与井具有高差，易造成行车颠簸，行车时造成异响或减震胶圈失效破损。

由摊铺碾压成型的基层，对即有检查井周边的加固，是使用有中心圆孔的面积较大的预制板盖在检查井筒位置，使井具安放在预制盖板顶面。面积较大的预制板会将车轮荷载传递到井筒周围的路基，避免车轮直接作用在井具，再传递给井筒，导致井具随井筒的沉降发生沉降。也能减少井周回填不密实造成的路面沉降。

装配式基层[3]平面是由矩形预制块铺装而成，在遇到井筒时，需要预留出3块*3块的方形空挡，使即有检查井处于方形空挡中，但是井位具有随机性，未必恰好是正中位置。处于缩短工期的需要，不可能先测量每个方形空挡内检查井的位置尺寸，再按尺寸预制盖板，最后在送现场照图安装。因此，需要预制组件具有可调整预留的圆形井口位置的功能。混凝土琮是利用太阳轮—行星轮原理，将柄替换成偏心距开发的。使用一套通用预制组件（混凝土琮），即可实现此功能，见图2。

    混凝土琮[4],是装配式路面基层附属专业的配套预制件。该技术的提出，能与既有排水检查井任意组合铺装，用于与排水检查井在结合部的处理，解决了检查井井周不均匀沉降问题，从而保证了道路质量。

2混凝土琮研发与改进

2.1混凝土琮的研发。混凝土琮属于装配式路面基层配套技术，每套混凝土琮适配组件由1个大圆环和1个小圆环及4个三角型块组成，其中两个圆环均为偏心圆环。混

凝土琮铺砌完成效果见图1 。            

 

图1  混凝土琮组件图              图2井筒顶部预制盖板

经过实际工程检验，发现最初设计的双环式混凝土琮见图1，有两个缺陷，第一是由于混凝土偏心圆环最薄处宽度为10厘米，内外两个圆环的间隙为4厘米，当检查井盖位置处于两个圆环最薄处时，井盖外缘与基块铺装预留的方形口边缘的距离约为24厘米，使井具边缘距离混凝土琮边缘出现较大空挡，导致混凝土琮与井盖的适配率降低。 第二是小偏心圆环的内孔直径为120厘米，安装时需套在既有检查井筒外侧使用。井筒上还需要放置一只预制盖板见图2。即最初设计的混凝土琮仅解决装配式基层与既有检车井筒的适配问题。                        

    为此对混凝土琮[4]提出改进方案，首先将混凝土琮的大圆环改成月牙状，其次将混凝土琮中心孔直径缩小至70厘米，见图3，即日月混凝土琮。安装顺序是混凝土琮安放在基层的下层结构顶面，使混凝土琮的中心孔与既有井口对齐，然后将井具直接安放在混凝土琮顶面与中心孔对齐，其功能不仅可替代原有的预制盖板，井具安放在平整坚固的混凝土琮上也易于调平。由于井具直接安放在混凝土琮顶面，还使车轮通过井具的荷载传递路径发生改变，常用加固措施传荷路线为车辆荷载à井具à井筒à井室à土基，而日月混凝土琮的防沉陷措施传荷路线为车辆荷载à井具à灌浆料à混凝土琮à路基。荷载通过检查井井盖、井圈传递到砼琮混凝土琮，消减了车轮荷载对土基的冲击，也可避免井圈井周不均匀沉降，有效阻止道路开裂、井盖下沉等损坏。

      

图3混凝土“日月琮”组件图             图4高裙边的井具

 

图5  井具安装工艺示意图                     图6密封胶圈阻隔砂浆

2.2混凝土琮与井具安装。 混凝土琮中心孔直径为φ700且与井盖的孔径规格一致及中心位置重合，在混凝土琮顶面，中心孔外侧设有橡胶密封圈用于阻隔砂浆进入井筒，如使用带有高裙边的井具（见图4），折叠式密封胶圈应套在围裙的外侧。折叠式密封胶圈由上下2个凸点及环形胶条构成。下面凸点用于与混凝土琮固定；上面凸点用来调节封挡高度。密封胶圈在井具调高时，可受压而发生折叠变形，并保持有效封，挡砂浆的作用。使用密封胶圈阻隔砂浆进入检查井，可避免现场拌合普通砂浆、旧沥青混凝土等松散或低强度材料找平及填充井具与混凝土琮之间的空隙所造成的质量隐患。调整井具安装高度。井具安装应严格控制好高程，保证井盖顶面与该点的路面同高，保证道路罩面能与井盖接顺。检查井密封胶圈材料的技术要求，硬度（邵氏A,度）为≥50；拉伸强度（MPa）≥9.5。井具安装及折叠式密封胶圈见图5。

2.3密封砂浆。进行砂浆填缝作业前，需根据不同等级路面沥青层厚度的不同，井具底面与混凝土琮之间有20-40mm高差变化，此间隙能给填缝砂浆提供自流平条件。填缝砂浆技术要求：砂子的粒径<22mm、初凝时间≤1小时、24小时强度≥5MPa 灌浆应均匀，缝隙填满，达到稳定井具快速施工要求，待砂浆强度达到5MPa即可进行下道工序。使用砂浆填缝可有效避免检查井具落在人工找平的井筒上，易出现晃动的情况。井具与混凝土琮间隙灌浆作业见图6。

检查井防沉降措施特点是混凝土琮强度高、受力面积大且平整度好。对于传统半刚性基层道路工程，目前检查井处普遍做法为将井具直接固定在井筒上并无其它加固措施。混凝土琮防沉降措是使混凝土琮安置在路基上，与井筒顶面留有空隙，并采用高强砂浆、密封圈的方法。对于常规设计的检查井，我们把汽车荷载用标准轴载100KN计算，在单轮双轴受力情况下的恒定荷载由砖砌井筒承担，其受力面积约为0.71 m2 ，抗压强度约为0.071MPa；采用混凝土琮加固，由于钢筋混凝土琮强度高，受力面积增大为6.4m2 ，检查井的抗压强度减小为0.008 MPa，可见检查井受汽车荷载的冲击被钢筋混凝土琮分散；道路封面后保证检查井盖与该点设计高程相同，保证行车舒适，避免井周沉降。且适用于新建道路、改建道路、维护道路的检查井防沉降的全过程施工作业。

3结语

1）混凝土琮预制块平整度好、构件面积大，安装便捷方便。避免车轮对井筒的冲击作用，预防井周沉降；密封胶圈安装方便、灌缝料流动性好，能达到自流平效果且填充密实度好强度高，保证行车舒适。

2）混凝土琮组件已列入吉林省技术标准（地标）[4]和中国工程建设技术标准（团标）[5]

参考文献：

［1］刘钟文.城市道路检查井存在问题与防治策略刍议[J]中华民居.2014-2

［2］张健强.城市道路检查井沉陷的病害分析及施工技术研究[J]城市道桥与防洪. 2010-9-9

 [3]吉林省住房和城乡建设厅,装配式路面基层工程技术标准：DB22/T 5006-2018[S].长春:吉林人民出版社,2018.

[4]郭高,刘召起,闫秀梅.检查井周边预制异形快结构的研制与应用[J]市政技术2015(2）:34-35

[5]中国工程建设标准化协会工程技术标准,沥青路面装配式基层技术规程:T/CECS 769-2020；