城市道路检查井沉降成因和防沉降技术研究

扶涛涛

摘 要：城市道路中存在较多的检查井，这些检查井的质量会直接影响路面的平整度、美观度和道路的寿命，且会对行车的舒适性和安全性带来较大影响。基于此，本文首先分析检查井沉降病害产生的机理，然后探讨城市道路检查井防沉降技术，以期为城市道路检查井沉降治理提供借鉴。

关键词：检查井;沉降;防沉降技术

中图分类号：U417文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）26-0096-03

检查井俗称“窨井”，是便于定期检查、清洁和疏通管道的井状构筑物，由井座、井筒、井盖和相关配件等组成，一般设在排水管道交汇处、转弯处、管径或坡度改变处、跌水处以及直线管段上每隔一定距离处。我国大部分城市把检查井设置在车行道上，方便地下管道检修。随着城市经济的快速发展，城市建设步骤加快，城市车流量也急剧增加，检查井受车辆荷载反复冲击作用，经常会出现井盖破损、沉降及井周路面裂缝、沉陷等病害，严重影响设施功能和城市形象，是人民群众反映强烈的市政焦点问题之一，这也是困扰世界城市道路工程的难题。本文分析研究检查井沉降病害产生的机理，结合国内外先进城市的成功经验做法，从而完善检查井防沉降的技术方法。

1 检查井沉降病害产生的机理

检查井产生沉降破坏的病害原因较多，大致可以归纳为主观因素和客观因素。通过分析研究地基、檢查井结构、路面沉降及变形规律，结合设计、施工与工程管理等方面的因素，可以将检查井病害的机理归结为以下几方面。

1.1 交通荷载增加

随着经济的发展，城市机动车数量不断增加，部分使用年限较长的检查井无法承受增加的机动车流量产生的疲劳荷载，逐渐产生各种病害问题。

1.2 材料性质差异

1.2.1 检查井与井周结构差异。检查井结构与周围道路结构层不同，检查井结构一般为砖砌或混凝土浇筑，属于刚性结构，而路基与路面一般为半刚性或柔性结构，路基路面具有很好的传递分散荷载能力。但是，检查井结构传递荷载能力较小，其结构下方的土基承受荷载较大，反复作用下产生的永久变形就大，而周围道路的沉降较小，沉降就会产生相对高差。

1.2.2 井周回填不实。建设道路过程中，由于施工机具作业范围和精度限制，检查井井周回填土的压实施工不能按照要求完成，导致井周回填土的压实度不足，竣工通车后井周出现放射性裂缝，每逢下雨，雨水通过裂缝渗入路面结构层，车辆反复地水平震动、冲击促使路面面层开裂、剥落，同时增加了附加应力，造成井盖下强度较低的衬垫材料压碎和无固定措施的井盖座向车行方向滑移。检查井处路面的高低不平和车辆的反复冲击作用，最终造成检查井的沉陷[1]。

1.2.3 检查井本身材料差异。检查井是由铸铁井盖、井座、砌体、钢筋混凝土等多种材料组成的综合体，在交通荷载作用下，检查井各部分在受力变形上必然有所差异。井筒大多由砖砌，砖块本身承载能力较低，耐久性较差，使用年限过长会产生砖块酥烂和断裂等问题，加之汽车反复碾压，必然会导致检查井沉陷等问题。

1.3 井盖安装问题

传统的检查井直接坐落在砖砌的井筒上，交通量的增加和超重车辆的行驶，井框和砌砖刚性材料产生剧烈咬合，井盖底部的砂浆和砖块产生断裂和塌陷，这样井盖就会下沉，低于路面，井周出现碎裂。

1.4 检查井地基下沉

地基多由素土回填。土是三相态（固态、液态、气态）物质，土颗粒之间空隙是由水和气体填充，土也是由众多单独矿物颗粒组成的松散集合体，不是连续体，从而反映出其易压缩、易被水渗透、颗粒间易发生相对剪切位移等现象。检查井上载重车辆的荷载压力会造成土体压缩和地基下沉。另外，土的最大压实度需要最佳含水量，施工时很难保证最佳值，土体存在可压缩空间。

1.5 雨水渗透

当雨季路面排水时，雨水会沿着路面裂缝和检查井连接部位的接缝渗入路基，致使填土冲刷和侵蚀，造成各种细粒土的流失，在外部气温循环变化和车辆荷载的冲击作用下，必然造成检查井沉陷。

2 城市道路检查井防沉降技术

根据城市道路检查井病害产生机理，需要从多方面着手解决检查井沉降问题，包括从检查井设置、材料的选择、设计及构造、施工措施等方面进行改进，完善检查井防沉降技术方法。

2.1 加强井筒结构

目前，检查井多使用砖砌结构。由于砖块本身承载能力较低、耐久性差，井座直接放置在井筒上时，在荷载作用下砖砌块容易发生破碎或断裂，造成井座移动和沉陷等病害。因此，需要加强井座下的砖砌井筒结构。从国内外研究现状来看，在井座下加垫井圈梁的方法或工艺是近年来较为常用的方法。

2.2 改善井周回填材料

机动车道上各行业检查井普遍存在沉陷和井周破损病害问题，其中沉陷问题较多，由沉陷引起的井周破损问题表现最为突出，主要原因是回填材料质量不易控制，导致井周压实度不符合要求。因此，应对检查井井周一定范围内的回填材料进行规定，采用中粗砂、级配良好的砂石混合料等材料，可有效保证井周回填质量。

2.3 采用新型防沉降井盖

传统检查井直接坐落在砖砌的窨井上，交通量的增加和超重车辆的行驶，使得井盖底部的砂浆和砖块产生断裂和塌陷，这样井盖就下沉于路面;铸铁井盖框容易产生振动，井框在沥青面层以下，井框的剧烈振动或沉陷致使井周沥青龟裂;振动噪声扰民。

根据国内外研究成果，可调式防沉降井盖源自德国，克服了传统井盖框的弱点，具有明显的实用优点，也是国内推广应用最广泛的新型井盖，其主要具有以下几方面优势。

①养护时间短，浇筑材料采用沥青料，沥青自然冷却到50℃就可以通行，洒水冷却可以提前开放交通。

②分散荷载压力，防沉降井盖框设计为承插式，井框在井体的上边，不直接承压在砖砌的窨井上，避免破坏脆弱的砖砌层。另外，井框大宽幅设计，增大了接触面积，减少了载荷对路面的压强。

③井周破损降低，新工艺使井盖框振动降低、不易沉陷，并且井盖框是承压在沥青面层上，井周自然不易破损。

④减振降噪，防沉降井盖框在基础框上加工出一圈倒梯行的凹槽，然后装入可以替换的橡胶条，井盖边沿与其接触，胶条具有显著的减振、降噪作用。

2.4 革新砌砖材料

普通实心黏土砖砌筑的检查井，强度低、透水性高，表皮容易脱落疏松，造成井体整体下沉，周边路面沉降，成为道路工程中的通病。

混凝土模块是实心黏土砖更新换代材料，砌筑施工工艺简单方便、灵活快速，具有良好的承压、抗剪、耐腐蚀等特点。

2.5 合理设置检查井位置

部分检查井设置在机动车道上车轮极易碾压的道路分割线边缘处，检查井受到车轮碾压的概率增加，加速了机动车道该行业检查井的病害问题。因此，在检查井的规划设计过程中，不宜将其设置在机动车道范围内。当不可避免地设置在机动车道时，宜将检查井设置在机动车道中间位置。

2.6 地基承载力

检查井的基础薄弱也会导致检查井发生沉陷，因此，要规定地基承载力，如给水行业的各类检查井的地基承载力特征值均要求不小于100kPa。检查井地基承载力较低时，容易产生较大的沉降量。因此，对于不能达到承载力设计要求或者受水浸泡而影响地基承载力时，应按设计要求对地基采取加固处理措施。

2.7 建设技术保障

①基槽开挖回填符合要求，基槽断面尺寸足够，为回填留有合理的工作面;回填作业时，碾压机具作业由专人指挥操作，碾压到位，不留死角。

②控制原材料质量，原材料使用前需进行送检，井盖不经复检合格不得使用。

③保证井筒砌筑质量，保证井筒砌筑砂浆达到设计标号，拌和要均匀，和易性要好，灰浆饱满，勾缝要严密，砖材质地符合强度要求。

④控制井周回填质量。检查井周边回填时，采用打夯机夯实，直至路床高度。条件允许的情况下，检查井周边可以采用水泥稳定碎石等水稳定性好、压缩性小的粒状材料或稳定类材料分层回填，确保回填质量和压实度。在进入道路结构层施工时，除采用压路机进行碾压外，还应使用冲击夯进行补夯，以清除碾压死角。

3 结论与建议

检查井设施虽小，但其却是一项系统工程，需要从规划、设计、施工、养护等方面进行系统分析。除按照上述的防沉降技术措施外，还需要从科学规划设计、加强管理、提高施工质量、推广新材料新工艺、强化日常养护等多方面开展综合治理。

实践证明，只有将检查井的病害问题放在一定高度，采取综合治理的方法，提高思想認识和责任感，注重治理的每一个细部环节，不断探索新技术，不断完善施工方法和改进施工工艺，城市道路检查井病害才会得到彻底解决，城市道路的设施功能和社会效益才会得到充分发挥。

参考文献：

[1]罗宇生.湿陷性黄土地基评价[J].岩土工程学报，1998（4）：87-91.