预制装配式检查井的结构选型与分析论文_李海扬,张誉镪

预制装配式检查井的结构选型与分析论文_李海扬,张誉镪

中建八局第二建设有限公司 山东济南 250000

摘要:随着我国经济的快速发展,社会的不断进步,预制装配式技术越来越多的被应用到工程之中,本文介绍了预制装配式检查井的应用现状,在此基础上分析了预制装配式检查井推广应用中存在的问题。同时,从预制装配式检查井的平面形状、结构形式、构件组成、接口方式等方面对预制装配式检查井进行了选型分析,以实现预制结构件的标准化、通用性和可置换性,促进结构构件集成化、模块化生产。

关键词:预制装配式检查井;结构选型;模块化;优缺点分析

引言

检查井是地下管道中的重要组成部分,对整条地下管线的功能发挥、维护保养、环境保护以及城市居民的生活质量保障起着重要作用。按铺设的地下管线功能不同,检查井可用在排水、排污、自来水、煤气、热力、电力等管路中,应用非常广泛。现阶段,我国大多采用黏土砖砌井、砌块组合井、塑料井、混凝土现浇检查井等结构形式。在工程使用过程中,其主要缺陷如下:(1)黏土砖砌井:由于黏土砖的使用造成大量农田流失,国家已明文禁止使用;黏土砖强度低、整体检查井的耐久性及抗压性能差,易下沉,引起路面凹陷;砌筑工法难以解决渗漏问题,普遍存在土壤二次污染问题;现场施工作业时间和养护时间长、劳动强度大。(2)砌块组合井:虽然砌块及砖的强度得以提高,但缺点与黏土砖砌井相类似;为解决砌筑工法的渗漏问题,现场加注细石混凝土或砂浆,但由于界面收缩,易造成砌筑处的渗漏。(3)塑料井:虽然有轻质、施工作业时间短等优点,但其抗压性能差、与混凝土管道连接困难,产品造价高。(4)混凝土现浇检查井:施工周期长、现浇质量不易控制、综合成本高。

1检查井传统做法

以砌筑检查井传统做法为例。施工工艺流程: 测量放线→检查井基底基础处理→井室砌筑→井室内流槽浇筑→井室盖板安装→井筒砌筑→踏步安装→井圈(盖)安装→肥槽回填,路基施工→路面垫层、基层施工→反挖基坑→砌筑或安装井筒,回填修补。此做法存在的不足是:(1)检查井不能与路基和路面结构层的分层同步施工;(2)工期长,需等砌块砂浆在3~5天后达到作业强度后才能开始下道工序的施工;(3)反挖后回填修补,二次人工和小型机具作业,质量不易保证;(4)浪费材料,挖除新铺筑的路基和路面结构,产生渣土垃圾。

2预制装配式检查井结构选型分析

2.1预制装配式检查井平面形状选型

检查井平面形状一般有圆形、矩形、扇形和异形等。其中,圆形结构具有受力好、配筋少、易拼装、构件通用性强、施工便捷的优点,同时有利于模具制作及装配式产品的生产,但内部空间存在一定浪费;矩形断面具有有效使用面积大、结构刚度高的优点;从使用功能看,矩形截面的有效施工面积较圆形小,可以有效减少土地占用,更为经济和合适。因此,在满足工程实际功能需求的前提下预制装配式检查井平面形状选型优先推荐圆形或矩形,使检查井具有足够的结构强度,以抵抗施工期间及运营期间作用在井体上的荷载。

2.2预制装配式检查井接口形式选型

预制装配式检查井在安装施工中必须注重单元构件间、检查井与管道间的连接、密封方式。单元构件接口形式通常有平口、企口、承插口、楔形榫口等。为此应借鉴施工中管道间连接形式,考虑单元构件模具制作方便、现场拼装施工方便快捷、构件组合稳固、结构整体性好等因素确定预制装配式检查井单元构件接口形式。同时,接口间应辅以橡胶圈柔性连接密封或以油膏黏合,以保证接口的密封性。管道与检查井的连接方式也采用相同形式。

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2.3井室回填

根据设计及规范要求,井周回填材料应采用中粗砂、石粉或粒径≤3cm的碎石等易于压实的、水稳性好的材料。应设置试验段,对回填厚度、夯击遍数进行总结确认。相同的回填材料,每铺筑1000m2,应取样1次,每次取样至少应做两组测试;回填材料变化或来源变化时,应分别取样检测。检查井井周回填应在管线及检查井验收合格后进行,必须在检查井水泥砂浆达到设计强度时,方能进行井周回填施工。井室周围的回填,应与管道沟槽回填同时进行,不便同时进行时,应留台阶形接茬。回填时肥槽内应无积水,不得带水回填,不得回填淤泥、有机物及冻土。回填土中不得含有石块、砖块及其他杂物。回填时应采用分层对称回填,不得使井室、井筒等构件产生损伤、位移和倾斜。压实采用柴油夯等小型夯实设备;回填材料含水量应严格控制在最佳含水量±2%以内,并确保回填材料压实后与井壁紧贴。井室周围回填压实时应沿井室中心对称进行,不得漏夯。

2.4预制混凝土检查井的接口密封

预制混凝土检查井各组件间采用水泥砂浆密封刚性接口或胶圈密封柔性接口,完整的检查井约有5~6个组件间的密封接缝,竖向压力长较大且作用时间较长,接缝处的胶件和砂浆密封极易下沉,埋设在主干线的检查井凹陷现象较为明显。设置在重载主干线道路的检查井在井盖、井圈下宜增加受力井肩(井座),均匀传力至道路基础,从而使检查井受竖向压力减小或基本不受力,可以有效保证整体检查井竖向接口密封性能完好、路面不凹陷。由于施工习惯,混凝土检查井与接驳管道间的接口大多采用砂浆刚性密封,为防止地下二次污染,确保连接密封的可靠性,提倡混凝土检查井与接驳管道间采用柔性橡胶密封。

2.5预制装配式检查井构件的组成

预制拼装检查井主要通过“模块化设计、工厂分块预制、现场快捷拼装”的理念实现制作的模式化、标准化、工业化,为此参考国内外预制拼装检查井的构件形式,同时考虑构件轻量化,以便于现场施工,将预制拼装式检查井分为底板、底座、井室段、支管接入段、收口段、井盖6个构件。其中,底座段、井室段、支管接入段、收口段应进行模数化设计。

2.6检查井的安装及路面、路基做法

检查井的安装及路面、路基做法施工步骤如下:基坑开挖→安装检查井井室底板→安装检查井井室墙壁→安装检查井井室,安放雨水支管→管道压顶层施工→安放模块通过增加或减少模块的数量调整井室的高度→铺筑同层路基→安放并固定检查井井盖支座→沥青混凝土面层铺筑。

结语

预制装配式检查井研究可推动预制结构件的标准化,实现标准件的通用性和可置换性;可促进建筑构配件的工业化制造水平,促进结构构件集成化、模块化生产;能够适用于快速拼装、工程抢险、结构强度要求高的工程,适应当代建筑技术向工业化发展的趋势,能够有效解决工程建设中的进度、质量、效益问题。但相对而言,预制检查井目前未实现产业化、标准化,导致工程推广应用缓慢,相关行业标准亟需制订。

参考文献

[1]谢晓春.广州市新型预制装配式混凝土检查井研究设计[J].四川建材,2007,33(2):217-218,220.

[2]刘远祥,余洪方,冯利忠,等.预制装配式钢筋混凝土检查井生产工艺研究[J].混凝土与水泥制品,2013(9):32-34.

[3]青岛市城市道路检查井技术导则(2012试行)[S].2012.

[4]青岛市城市道路检查井通用图集(2012试行)[S].2012.

论文作者:李海扬,张誉镪

论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期

论文发表时间:2019/9/11

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